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Wir waren auf der Schweisstec 2017

Kontakt

Herr Reiss (SFI)

Tel.: 0711 685 69680

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Elektronenstrahlschweißen

Im Bereich Elektronenstrahlschweißen bietet die KE-Technologie Dienstleistungen und Lohnarbeiten rund um das Elektronenstrahlschweißen an. Das Leistungsspektrum umfasst dabei

  • Elektronenstrahlschweissungen von Einzelteilen bis zur Großserie
  • Prüfung der Schweißnaht mittels Schliff
  • Messung des Härteverlaufs
  • Helium Lecktest
  • Beratung zur schweißgerechten Konstruktion und Werkstoffauswahl

Hierzu betreibt die KE-Technologie mehrere Elektronenstrahlschweißanlagen im Leistungsbereich von 3 bis 15 kW und einem Schweißkammervolumen von 0,3 bis 1 m³. Die Elektronenstrahlschweißanlagen zeichnen sich durch folgende Vorteile aus:

  • sehr hohe Leistungsdichte ermöglichen hohe Schweißgeschwindigkeiten
  • geringe Wärmeeinbringung resultieren in geringer Querschrumpfung und Winkelverzug
  • Schweißnahttiefen je nach Material von 0,1mm bis zu 100mm
  • durch den Tiefschweißeffekt (Ausbildung einer Damfkapillare) können Breite zu Tiefe Verhältnisse von bis zu 50 erreicht werden.
  • Die Schweißung erfolgt im Vakuum
  • hohe Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse

Werkstoffe:

  • Kupfer und Kupferlegierungen
  • Stahllegierungen
  • Aluminiumlegierungen
  • Titanlegierungen
  • Nickelbasiswerkstoffe
  • Refraktärmetalle

Beim Elektronenstrahlschweißen werden in einem Strahlerzeuger Elektronen beschleunigt. Dabei treten aus einer direkt geheizten Wolframkatode durch Glühemission Elektronen aus, welche mit Hochspannungsfeldern bis auf ca. halbe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können. Die Hochspannungsfelder werden durch Hochspannungen von 60 kV - 175 kV zwischen Katode und Anode erzeugt. Die Strahlerzeugung erfolgt im Vakuum von ca. 10-4 hPa. Mit einem elektromagnetischen Spulensystem können diese Elektronenstrahlen fokussiert und positioniert werden. Die erforderliche Schweißwärme entsteht durch Umwandlung der kinetischen Energie der auf den Werkstoff aufprallenden hochbeschleunigten Elektronen in thermische Energie.

Die Entwicklung von EB-Schweißmaschinen wird seit etwa 60 Jahren betrieben. Eine Unterteilung ist in Hochvakuum-, Teilvakuum- und Atmosphärenschweißmaschinen möglich. Im Hochvakuum (10-4 hPa) wird vor allem dann geschweißt, wenn höchste Anforderungen an die Schweißung gestellt werden. Dies gilt hauptsächlich für Sondermetalle, bei welchen unter reinsten Bedingungen gearbeitet werden muss. Im Teilvakuum (10-1 -10-2 hPa) wird geschweißt wenn vom Material her kein Hochvakuum verlangt wird. Die Teilvakuumschweißung ist mit der Hochvakuumschweißung direkt vergleichbar, da die Streuung des Strahles bei diesen Drücken gering ist. Obwohl das EB-Schweißen im Vakuum für die Duktilität des Werkstoffes vorteilhaft ist, wurden schon früh Anlagen zum schweißen an Atmosphärendruck entwickelt. Dabei kann Pumpzeit eingespart werden und es besteht die Möglichkeit große und lange Werkstücke zu schweißen. Das eigentliche Strahlerzeugersystem unterscheidet sich elektronenoptisch nicht von den in Vakuumanlagen verwendeten. Der im Hochvakuum erzeugte Elektronenstrahl durchläuft zwei weitere, unabhängig vom Strahlerzeugungsraum und unabhängig voneinander evakuierte Kammern, bevor er durch eine Austrittsdüse an die freie Atmosphäre gelangt. Beim EB-Schweißen unter Atmosphärendruck ist zu7 beachten, dass die Elektronen in der Atmosphäre gebremst und gestreut werden. Dadurch bedingt, soll der Abstand zwischen Strahlaustrittsdüse und Werkstück möglichst gering sein. Die Eindringtiefe in den Werkstoff kann zwar durch Verwendung von Schutzgas (Helium) verbessert werden. Allerdings können nur Tiefe-zu-.Breiteverhältnisse von 5:1 bis 10:1 erreicht werden.

  • Große Reinheit der Schweißnaht, da im Vakuum geschweißt
  • Erzeugung von Schweißnähten höchster Präzision ohne Zusatzwerkstoffe
  • Erfassung aller Schweiß- und Strahlparameter
  • Nahezu alle metallischen Werkstoffe sind geeignet
  • Schweißtiefen bis 200 mm.
  • Tiefe / Breite Verhältnis größer 20 ist möglich
  • Sehr schmale Wärmeeinflusszonen, dadurch geringe Beeinflussung des Grundwerkstoffes und ein nahezu verzugsfrei geschweißtes Werkstück
  • Extrem rasches Abkühlen des Schweißbades
  • Geringer Energieverbrauch