FT1_05

- Härten

- Strukturieren

- Bohren

guckst du...

• !  EBW: 70 - 90 % (je nach Beschleunigungsspannung und Pumpenleistung) Laser: bis zu 30 % (Faserlaser)

• !  Wirkungsgradverluste beim EBW durch
  - Rückstreu- und Sekundärelektronen sowie Röntgen- und

  Wärmestrahlung

  - beim NV-EBW zusätzlich Strahldispersion (Kollision der Elektronen mit Luftmolekülen) mit veränderlichem Arbeitsabstand

• !  Umwandlung kinetischer Energie der Elektronen in Wärme

• !  keine Strahlreflektion

• !  winkelunabhängige Strahleinkopplung

• !  keine Beeinträchtigung durch Metalldampfplasma

• !  niedrigere Betriebskosten

• !  hoher Anlagenwirkungsgrad 

F1: Dampfdruck (+)

F2:Oberflächenspannung (-)

F3: hydrostatischer Druck (-)

Dickblechschweißung in Position PC, um Zusammenfall der Kapillare zu verhindern! 

Erstarrung der flüssigen Schmelze ungleichmäßig (falsch gewählte Parameter), Lufteinschlüsse, Löslichkeit von Gasen (Alu!)...

Strahlmodulation („Pendelung“), dadurch bleibt die Dampfkapillare länger geöffnet 

Magnetisierter Werkstoff => Strahlablenkung

--> Entmagnetisierung

--> Strahlverlauf

korrigieren

- mehrere Massen anbringen

- Abschirmung von elektromagnetischen Felder durch Antriebe 

guckst du...

- Strahlpendelung (Kreispendelung)

durch diese Maßnahme muss das Bauteil nicht mechanisch bewegt werden

- Parallelkapillartechnik (Mehrbadtechnik)

Verzugsminimierung beim Schweißen von Axialrundnähten 

- Universalanlage

- Taktanlage

- Durchlaufanlage

- Schweißen mit lokalem Vakuum !Anlage mit mobilem Vakuum

- Mikro- und Feinschweißanlage 

1. MIG-Tandem
Begründung: für Schweißen von Aluminium geeignet, hohe Abschmelzleistung, Geschwindigkeiten von ca. 1,8 m/min

2. Nd-YAG Laser-MSG Hybrid
Begründung: gute Strahleinkopplung, hohe Schweißgeschwindigkeiten bis 4 m/min, gute Spaltüberbrückbarkeit und Nahtauffüllung durch den Einsatz vom MSG-Prozess

3.Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre
Begründung: sehr hohe Schweißgeschwindigkeit bis zu 7,5 m/min, gute Spaltüberbrückbarkeit, hohe Wirtschaftlichkeit, keine Reflektionsprobleme bei der Energieeinkopplung ins Werkstück 

Hochvakuumanlage
Teile bei denen schmale und tiefe Nähte gefordert werden, dickwandige Rohre

Feinvakuumanlage
breitere Naht und nicht so hohe Einschweißtiefe, Getrieberäder

Atmosphärenanlage /NV-EBW Anlage/
Sehr hohe Schweißgeschwindigkeiten erreichbar mit Einschweißtiefen bis 15 mm, z.B. Profile (Hohlträger, Strangprofile)

NV-EBW Anlage eignet sich am besten 

a)

- winkelunabhängige Strahleinkopplung

- keine Beeinträchtigung durch Metalldampfplasma

- geringere Aufhärtung

-niedrigere Betriebskosten

- hoher Anlagenwirkungsgrad 

b)

- höhere Schweißgeschwindigkeiten

- kleinere Wärmeeinflusszone

- geringerer Verzug

- Tiefschweißeffekt

- Verbindung meist ohne ZWS 

- Röntgenstrahlung
- kleiner Arbeitsabstand (max. 30 mm)
- Anwendung bei Blechdicken von bis 15 mm 

Ein- und Auslaufbleche 

angucken!

-
Teilchenstrahl

- Strahlerzeugung im Vakuum

- Hochspannung zur Strahlerzeugung

- 
Hohe Leistungsdichte durch elektromagnetische Felder manipulierbar

-
Hohe Reproduzierbarkeit der

- Nahtqualität
Hohe Produktivität

• 
   Sehr breites Anwendungsspektrum

• 
   Hoher Anlagenwirkungsgrad

• 
   Einschränkungen durch Vakuumkammer

• 
   Bildung von Röntgenstrahlung

• 
   Werkstücke müssen elektrisch leitend sein 

1. Heizen der Wolframkathode durch Widerstandserwärmung

2. Anlegen der Beschleunigungs- spannung zwischen Kathode und Anode und der Steuer- spannung zwischen Kathode und Steuerelektrode

3. Erzeugung des Elektronen- strahles durch Reduzierung der Steuerspannung 

guckst du...

- rückgestreute Elektronen

- Sekundärelektronen

- Röntgenstrahlung

- Wärmestrahlung

- Konvektion

- Konduktion

Beim Aufprall der zum Korpuskularstrahl dicht gebündelten Elektronen auf die Werkstückoberfläche werden die Elektronen scharf abgebremst, dringen aber zunächst nur wenige μm in den festen Körper ein. Dabei wird ein großer Teil der kinetischen Energie in Form von Wärme frei. Durch die hohe Leistungsdichte an der Aufschlagstelle verdampft der Werkstoff, worauf nachfolgende Elektronen tiefer in das Werkstück eindringen können, so dass schließlich eine mit Metalldampf gefüllte und von einem Mantel aus flüssiger Schmelze umgebene Kapillare über der gesamten Nahttiefe entsteht.

F1 : Kraft aus dem Dampfdruck

F2 : Kraft aus der Oberflächenspannung

F : Kraft aus dem hydrostatischen Druck 

- instabiler Druck ist der schmelzflüssige Rückseite der Dampfkapillare

- pressen Schmelze ungleichmäßig in verschiedene Bereiche

- „Dampfsäcke“ entstehen

- Diese Kavernen füllen sich nicht immer mit flüssigem Material, stürzen vereinzelt ein und bleiben nach der Erstarrung als Hohlräume zurück

- Der Winkel beta (Fall I) nimmt mit steigender Schweißgeschwindigkeit zu, was zu einem turbulenteren Prozess führt. 

 Hochspannungsanlage (UB = 150 kV) 

Niederspannungsanlage (UB = 60 kV) 

Hochvakuumanlage 

Feinvakuumanlage 

Atmosphärenanlage 

- Universalanlage

- Taktanlage

- Durchlaufanlage

- Schweißen mit lokalem Vakuum

- Anlage mit mobilem Vakuum

- Mikro- und Feinschweißanlage 

 großer Blechdickenbereich (0,1 mm bis 300 mm)

 sehr schmale Nähte (t:b = 50:1)

 geringe Gesamtwärmeeinbringung ins Werkstück => geringer Verzug
=> auch fertig bearbeitete Bauteile können geschweißt werden

 sehr hohe Schweißgeschwindigkeiten  möglich

 kein Schutzgas erforderlich

 hoher Prozess- und Anlagenwirkungsgrad

 werkstoffbedingt oft einzige mögliche Schweißmethode 

 sehr hohe Schweißgeschwindigkeit

 gute Spaltüberbrückbarkeit

 keine Reflektionsprobleme bei der Energieeinkopplung ins Werkstück

 elektrische Leitfähigkeit der Werkstücke erforderlich

 hohe Abkühlgeschwindigkeiten
=> Aufhärtungsgefahr, Gefahr der Rissbildung

 hohe Anforderungen an die zu fügenden Oberflächen

 Strahlablenkung durch Magnetfelder

 Entstehung von Röntgenstrahlung

 Bauteilgröße durch Vakuumkammer begrenzt

 relativ hohe Investitionskosten 

Entstehung von Röntgenstrahlung

begrenzte Blechdicke (max. 25 mm) 

hohe Investitionskosten

geringer Arbeitsabstand