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Das Kernstück von Elektronenstrahlanlagen
Der Generator
Im Strahlerzeuger des EB-Generators werden Elektronen aus einer Wolframkathode emittiert, mit 60 bis 175 kV auf ca. 2/3 der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zu einem Strahl mit hoher Leistungsdichte auf dem Werkstück fokussiert. Hier werden die Elektronen abgebremst und die Strahlenergie wird in Wärme umgewandelt. Leistungsflussdichten von über ca. 1 kW/mm2 führen zu spontanem Verdampfen des Werkstoffes und damit zum bekannten Tiefschweißeffekt. SST EB-Generatoren erreichen Leistungsflussdichten bis über 100 kW/mm2 und erschließen damit ein weites Anwendungsgebiet der Elektronenstrahltechnik.
Wesentliche Baugruppen eines EB-Generators:
Strahlkopf
Der Strahlkopf ist mit einem einen Isolator ausgestattet der mit einem Hochspannungs-Kabelstecker versehen ist. Im Isolator ist das so genannte Strahlerzeugungssystem integriert, bestehend aus Kathode, Steuerelektrode bzw. Wehneltzylinder und der Anode.
- Wolfram-Glühkatode in Bandform
Hohe Emissionsdichte bei hoher Katodenlebensdauer. Einfacher Katoden-Wechsel. - Wehnelt-Zylinder (entspricht negativem Steuergitter)
Leistungslose hochdynamische Steuerung der EB-Strahlleistung.
Strahlrohrventil
Diese Baugruppe enthält den für den EB-Generator nötigen Anschluss eines Vakuumsystems sowie das Strahlrohrventil, welches das Strahlerzeugungssystem vakuumtechnisch von der Arbeitskammer trennt.
Turbomolekular-Pumpstand
Kohlenwasserstofffreies Hochvakuum für eine lange Kathodenlebensdauer.
Einblick
Der Einblick dient unter anderem zur Justierung der Auftreffstelle des Elektronenstrahls am Werkstück in der Arbeitskammer. Außerdem kann der Schweißvorgang in der Arbeitskammer beobachtet werden. Während früher Fernrohrsysteme zum Einsatz kamen, verwendet man heute hauptsächlich Kamerasysteme. Die aktuellste Entwicklung sind die elektronenoptischen Einblicksysteme.
Linsensektion
In diesem Bereich sind die elektromagnetische Linse zur Fokussierung des Elektronenstrahls und das Ablenksystem untergebracht.
SST-Elektronenstrahl-Generatoren für
| Hoch- und Feinvakuum-Anlagen: | 60 kV Beschleunigungsspannung u. 1 - 45 kW Strahlleistung 150 kV Beschleunigungsspannung u. 7,5 - 60 kW Strahlleistung |
| Anlagen zum Schweißen an Atmosphäre (NVEBW): | 175 kV Beschleunigungsspannung u. 1 - 30 kW Strahlleistung |
Verfahrensbereich beim EB-Schweißen von Stählen in der Praxis
| Schweißtiefen: | 0,05 bis über 200 mm |
| Schweißgeschwindigkeiten: | 0,5 bis über 400 mm/s |
Elektronenstrahl-Generator
Elektronenstrahl-Generator mit Knick
Elektronenstrahl-Generator