Optimale Vakuumlösungen für das Elektronenstrahlschweißen

 

Der Elektronenstrahl als Wärmequelle bei der thermischen Materialbearbeitung ist aus vielen industriellen Anwendungen wie Bohren, Fräsen, Perforieren, Schmelzen oder Schweißen nicht mehr wegzudenken. Insbesondere das Elektronenstrahlschweißen hat sich in Anwendungen, bei denen hochpräzise, tiefe und verzugsfreie Schweißnähte benötigt werden (siehe Abschnitt „Anwendungsgebiete“), längst etabliert und kommt in vielfältigen Industriezweigen zum Einsatz. Doch worum genau handelt es sich bei diesem Fügeverfahren und warum spielt Vakuum dabei eine wichtige Rolle?

Was ist Elektronenstrahlschweißen?
Beim Elektronenstrahlschweißen wird ein Strahl stark beschleunigter Elektronen über einstellbare Magnetfelder auf ein Werkstück fokussiert. Auf der Oberfläche des Werkstücks geben die Elektronen punktgenau an der Auftreffstelle Energie ab und erwärmen, schmelzen und verdampfen dort Material. Die Strahlerzeugung in der Elektronenkanone und der eigentliche Schweißvorgang in der Schweißkammer erfolgen fast ausschließlich unter Vakuum bei Drücken im Hochvakuumbereich (10-3 bis 10-6 hPa). Damit soll eine Streuung der Elektronen an Luftmolekülen verhindert und eine störungsfreie und verlustfreie Strahlfokussierung auf das Werkstück ermöglicht werden.

Vorteile
Gegenüber traditionellen Schweißverfahren bietet das Elektronenstrahlschweißen etliche Vorteile. So können hohe Schweißgeschwindigkeiten von bis zu 10 mm/s sowie Schweißtiefen bis etwa 300 mm erzielt werden. Darüber hinaus gewährleistet die elektrische Anpassung der Strahlparameter eine präzise Echtzeitkontrolle und hohe Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse.

Die hohe lokale Energiedichte beim Elektronstrahlschweißen ermöglicht das Schweißen vielfältiger Materialkombinationen, die mit herkömmlichen Schweißmethoden gar nicht oder nur äußerst schwer schweißbar sind. Ein geringer Wärmeeintrag in das die Schweißnaht umgebende Material gewährleistet beim Elektronstrahlschweißen eine minimale Verformung der geschweißten Werkstücke und ermöglicht das Schweißen von Metallen mit hoher thermischer Leitfähigkeit. Zusätzlich verhindert Vakuum ein ungewolltes Oxidieren der geschweißten Werkstücke.

Umfangreiches Portfolio für das Elektronenstrahlschweißen
Pfeiff er Vacuum bietet für das Elektronenstrahlschweißen ein umfassendes Portfolio. Es beinhaltet Hoch- und Feinvakuumpumpen für die Evakuierung der Schweißkammer und des Elektronenstrahlgenerators, Druckmessgeräte für Atmosphärenbis Hochvakuumdruck, Ventile und Flanschbauteile zur Verbindung der Vakuumkomponenten und Lecksucher für die Lokalisierung von Undichtigkeiten.

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