Elektronenstrahlschweißen

Vakuum-Komplettlösungen für Elektronenstrahlschweißsysteme

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Das Elektronenstrahlschweißen wird für Schweißnähte verwendet, die extrem präzise, tief und verformungsfrei sein müssen. Im Vergleich zu traditionellen Schweißprozessen bietet das Elektronenstrahlschweißen mehrere Vorteile. Durch Elektronenstrahlschweißen können hohe Schweißgeschwindigkeiten und -tiefen erreicht werden. Außerdem ist eine präzise Echtzeit-Steuerung sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Schweißergebnisse möglich. Aufgrund der hohen lokalen Energiedichte des Elektronenstrahls können eine Vielzahl von Materialkombinationen geschweißt werden, die sich mit herkömmlichen Verfahren nicht oder nur sehr schwer schweißen lassen. Ein geringer Wärmeeintrag in das an die Schweißnaht grenzende Material garantiert minimale Verformung und ermöglicht das Schweißen von Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Zusätzlich verhindert das Vakuum eine unbeabsichtigte Oxidation der geschweißten Teile. Aus diesem Grund wird das Elektronenstrahlschweißen in Branchen wie Automotive, Elektronik, Medizin, Feinmechanik, Luft- und Raumfahrt oder der Energie- und Nuklearindustrie eingesetzt.

Pfeiffer Vacuum HiLobe in 3D

Applikationsanforderungen

Kurze Auspumpzeit
Lange Wartungsintervalle zur Minimierung von Ausfallzeiten
Hohe Zuverlässigkeit

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Anwendungsbroschüre: Elektronenstrahlschweißen im Vakuum

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Wie funktioniert es?

Das Elektronenstrahlschweißen ist ein Fügeverfahren, bei dem ein Strahl aus stark beschleunigten Elektronen über verstellbare Magnete auf ein Werkstück fokussiert wird. Auf der Oberfläche des Werkstücks verlieren die Elektronen genau an der Stelle des Aufpralls ihre Energie und setzen Wärme frei, sodass sie dort das Material schmelzen und verdampfen. Die Strahlerzeugung in der Elektronenkanone und der eigentliche Schweißprozess in der Kammer erfolgt fast ausschließlich im Vakuum bei Drücken im Hochvakuumbereich (10-3 bis 10-6 hPa). Ziel ist es, eine Streuung der Elektronen durch Luftmoleküle zu verhindern und eine störungs- und verlustfreie Strahlfokussierung auf das Werkstück zu erreichen.

Vakuumanforderungen

Am Elektronenstrahlerzeuger müssen die Vakuumpumpen nach einem anfänglichen, meist nicht zeitkritischen Abpumpvorgang einen permanenten Hintergrunddruck im Hochvakuumbereich aufrechterhalten. An der Schweißkammer sind die Anforderungen deutlich höher. Das Kammervolumen kann zwischen einigen Litern und mehreren hundert Kubikmetern variieren. Unabhängig vom Kammervolumen ist stets eine kurze Zykluszeit erforderlich. Das bedeutet, dass das Vakuumsystem ein sehr schnelles Abpumpen bis auf einen definierten Arbeitsdruck, der meist im oberen Hochvakuumbereich liegt, gewährleisten muss. Das wichtigste Kriterium für die Vakuumpumpen ist daher eine sehr hohe Saugleistung.

Produktportfolio

Pfeiffer Vacuum bietet ein umfassendes Produktportfolio für das Elektronenstrahlschweißen. Es beinhaltet Hoch- und Feinvakuumpumpen sowie komplette Pumpensysteme zur Evakuierung der Schweißkammer und des Elektronenstrahlerzeugers, Druckanzeigegeräte von Atmosphärendruck bis zum Hochvakuum, Ventile, Flansche zum Anschluss von Vakuumkomponenten und Lecksucher zur Lokalisierung von Lecks.