FT_05

Strahlerzeugung, Strahlführung und -formung und Arbeitskammer(die auch vakuumtechnisch getrennt sein können)

a

- Teilchenstrahl

- Strahlerzeugung im Vakuum
-
Hochspannung zur Strahlerzeugung

- Hohe Leistungsdichte
-
Durch elektromagnetischeFelder manipulierbar
-
Hohe Reproduzierbarkeit der
- Nahtqualität
-
Hohe Produktivität

- Sehr breites Anwendungsspektrum
-
Hoher Anlagenwirkungsgrad
-
Einschränkungen durch
- Vakuumkammer

Bildung von Röntgenstrahlung

Werkstücke müssen elektrisch
leitend sein

Beispiele sind u.a. das Schweißen großer Werkstückdicken sowie reaktiver
Materialien.

die Elektronenstrahlkanone, in der der Elektronenstrahl im Hochvakuum erzeugt wird.

b

g

Da der stark gbündelte Elektronenstrahl unter Atmosphärendruck wegen Streuung ind Ionisationserscheinnungen mit Luft schnell divergiert und an Leistungsdichte und Leistung verlieren würde

Sie werden in von für Arbeitskammer und Strahlkanone getrennten Pumpständen erzeugt. Ein zwischen Elektronenstrahlkanone und Arbeitskammer angebrachtes Sperrventil ermöglicht die Aufrechterhaltung des Kanonenvakuums bei geflutetem Arbeitsrezipienten.

Es wird zwischen Elektronenstrahlanlagen mit vertikalem und horizontalem Strahlführungssystem unterschieden.
Bei Universalmaschinen besteht der Werkstückmanipulator in der Vakuumkammer aus einem Schlitten, dessen Arbeitstisch über NC-gesteuerte Schrittmotoren verfahrbar ist. Zur Werkstückentnahme wird der Schlitten aus der Kammer auf die Auslauf-Plattform ausgefahren.

1. Heizen der Wolframkathode durch Widerstandserwärmung (i.d.R. durch einen Heizstrom) => durch thermische Emission treten Elektronen aus

2. Anlegen der Beschleunigungsspannung zwischen Kathode und Anode und der Steuerspannung zwischen Kathode und Steuerelektrode. Beschleunigt Elektronen

3. Erzeugung des Elektronenstrahles durch Reduzierung der Steuerspannung

a

1.Regelung des Strahlstromes
2.elektrostatische Bündelung des Elektronenstrahls

Eine zwischen Anode und Kathode liegende Steuerelektrode, der sog. "Wehnelt-Zylinder", regelt den Elektronenfluss. Je nach Größe der zwischen Kathode und Wehneltzylinder anliegenden Sperrspannung kann dieses Sperrfeld nur eine bestimmte Menge der sich bei Elektronenüberschuss vor der Kathode in einer Elektronenwolke kulminierenden Elektronen passieren.

Der Wehneltzylinder bewirkt durch seine spezielle Form, vergleichbar mit einem Hohlspiegel in der Lichtoptik, eine elektrostatische Bündelung des Elektronenstrahls.

Passieren der Anodenbohrung divergierenden Elektronenstrahl wird jedoch erst durch das anschließende Justier- und Fokussiersystem die zum Schweißen ausreichende Leistungsdichte verliehen.

elektromagnetischen Fokussierlinsen:
- Eine oder mehrere
- bündeln den Strahl auf das Werkstück in der Vakuum-Arbeitskammer.

Ablenkspule: dadurch kann der Elektronenstrahl weiterhin oszillierend bewegt werden.

Stigmatorspule: kann helfen, Abbildungsfehler der Linsen zu korrigieren.

Einblickoptik oder ein Videosystem: ermöglicht die genaue Positionierung des
Elektronenstrahls auf die Schweißfuge.

Elektronenstrahlgenerator