Elektronenstrahl-Generator - Steigerwald Strahltechnik

Kernstück jedes EB-Systems ist der Generator.

Im Strahlerzeuger des Elektronenstrahl-Generators werden Elektronen aus einer Wolframkatode emittiert, mit 60 bis 175 kV auf ca. 2/3 der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zu einem Strahl hoher Leistungsdichte auf dem Werkstück fokussiert. Dort 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 sogenannten Tiefschweißeffekt. PTR-Elektronenstrahl-Generatoren erreichen Leistungsflussdichten bis über 100 kW/mm² und erschließen damit ein weites Anwendungsgebiet der Elektronenstrahltechnik.

Die wesentlichen Baugruppen sind:

Strahlkopf

Dieser beinhaltet einen Isolator, welcher mit einem Hochspannungs-Kabelstecker versehen ist. Im Isolator ist das so genannte Strahlerzeugungssystem integriert, welches aus Kathode, Steuerelektrode (Wehneltzylinder) und der Anode besteht.

Wolfram-Glühkatode in Bandform
Hohe Emissionsdichte bei hoher Katodenlebensdauer. Einfacher Katoden-Wechsel.
Wehnelt-Zylinder (entspricht negativem Steuergitter)
Leistungslose hochdynamische Steuerung der 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 Katodenlebensdauer.

Einblick

Der Einblick dient unter anderem zur Justierung der Strahlauftreffstelle 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 Strahlfokussierung und das Ablenksystem untergebracht.

SST-Elektronenstrahl-Generatoren für

Hoch- und Feinvakuum-Anlagen:	60 kV Beschleunigungsspannung u. 1 - 25 kW Strahlleistung 150 kV Beschleunigungsspannung u. 7,5 - 60 kW Strahlleistung
Atmosphäre-Anlagen:	175 kV Beschleunigungsspannung u. 1 - 30 kW Strahlleistung

Verfahrensbereich des EB-Schweißens von Stählen in der Praxis

Schweißtiefen:	0,05 bis über 200 mm
Schweißgeschwindigkeiten:	0,5 bis über 400 mm/s

Elektronenstrahl Generator

Elektronenstrahl-Generator

generator knick

Elektronenstrahl-Generator mit Knick

generator