Elektronenstrahlschweissen

Das Verfahren Elektronenstrahlschweissen

Ob Anlagen- und Maschinenbau, Chemie, Stahl, Medizinaltechnik, Automobil, Halbleiter, Elektronik, Energietechnik, Sensortechnik, Vakuumtechnik oder Luft- und Raumfahrt – in praktisch jeder Branche sind Arbeiten aus dem Hause SwissBeam zu finden. Sie werden überrascht sein, wie viele Schweissnähte im Verborgenen ihren Dienst verrichten ohne dass Sie dies bemerken. Sie tragen zum Umweltschutz bei, sorgen für sauberes Wasser, lassen den Strom fliessen und wir haben es sogar mit einem Teil schon bis in den Weltraum geschafft. 

Erläuterungen zu Abbildung 1
Elektronen werden durch thermische Emission in der Kathode freigesetzt. Die nötige Emissionsenergie wird durch Erwärmung der Kathode auf ca. 2800 C° erreicht. Die freigesetzte Elektronenwolke wird durch die spezielle Anordnung der Elektrode richtungsorientiert und in der Stromstärke geregelt.

Im elektrischen Feld zwischen der Kathode (-) und der Anode (+) werden die Elektronen auf ca.2/3 der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Ein scharf gebündelter Elektronenstrahl, trifft unter Hochvakuum (5 x 10-4 mbar) mit einer Geschwindigkeit von 200.000 km/s auf die zu verbindenden Teile.

Der Elektronenstrahl wird zur Erreichung der notwendigen Oberflächenenergie auf dem Werkstück fokussiert. Auf dem Werkstück hat der fokussierte Strahl einen Durchmesser von 0,1 - 0.15 mm. Die Fokussierung wird in einer Linse durch magnetische Feldlinien erreicht.

Durch ein Ablenksystem kann der Strahl auf dem Werkstück maximal 3° ausgelenkt werden. Mit der Strahlablenkung können auch oszillierende Bewegungen zur Schmelzbad - Steuerung ausgeführt werden. Durch eine hier nicht dargestellte Optik kann die Schweissnaht und der Strahlauftreffpunkt beobachtet werden. Die Eindringtiefe der Elektronen in den zu schweissenden Werkstoff beträgt nur wenige Mikromillimeter, z.B. bei Stahl 0,06 mm. Die Leistungsdichte für das Schweissen liegt bei 1 bis 10 Millionen Watt pro Quadratzentimeter.

Trifft der Elektronenstrahl mit ausreichender Energie auf dem Werkstück auf, so entsteht zunächst eine Kapillare durch Verdampfendes Material. Die Kapillarwände bestehen aus der Schmelze des Werkstoffes. Im Zentrum der Kapillare befindet sich ionisierter Metalldampf. Wird der Elektronenstrahl weiterbewegt, schliesst sich die Kapillare wieder und wandert mit dem Elektronenstrahl mit.

Das Werkstück wird normalerweise unter dem Strahl entlang der Fügezone bewegt.

Die SwissBeam AG ist ein Unternehmen, welches sich auf dem Gebiet
des Elektronenstrahlschweissens spezialisiert hat und dabei auf einen
Erfahrungsschatz von über 40 Jahren zurückgreift.

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8964 Rudolfstetten

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