eb technik 2

Präzision und Reproduzierbarkeit

Die Konstanz des kleinen Strahldurchmessers im Fokus bildet die Basis für eine hohe geometrische Präzision. Fast alle Arbeitsparameter werden elektronisch gesteuert und können problemlos auf veränderte Aufgaben eingestellt werden. Eine überragende Reproduzierbarkeit der Anwendungsergebnisse ist das Resultat dieser Eigenschaften.

Wirtschaftlichkeit

Hoher Wirkungsgrad, hohe Arbeitsgeschwindigkeiten, minimaler Wärmeeintrag und die berührungslose Arbeitsweise begründen die exzellente Wirtschaftlichkeit der Strahltechnik.

Kosteneinsparung

  • Erweiterte Auswahl der Werkstoffe
  • Vermeiden von Richt- und Nacharbeiten (minimaler Verzug)
  • Einbindung in Fertigungslinien
  • Verzicht auf Schweißzusatzmaterial und Schutzgas
  • Neue Wege in Konstruktion und Fertigungsplanung ermöglichen Verbesserungen bei bestehenden und bei der Realisierung völlig neuer Produkte

Vorteile des EB-Schweißverfahrens im Detail

Das Elektronenstrahlschweißen wird zum Verbinden metallischer Werkstoffe eingesetzt. Die sehr schlanke Nahtform mit ihren schmalen Wärmeeinflusszonen minimiert den Energieeintrag und Verzug im Werkstück. Verzugsempfindliche Teile oder Baugruppen mit hohem mechanischen Anarbeitungsgrad können durch den geringen Winkelverzug und der minimalen Querschrumpfung mit diesem Verfahren schonend verbunden werden.

Die Anwendungsbereiche des EB-Schweißens reichen vom Verschweißen von Folien bis zu großen Werkstücken mit über 200 mm Wandstärke. Auch diese tiefen Schweißnähte werden ohne Schweißzusatzmaterial in einem Arbeitsgang gefertigt. Dabei koppelt der Elektronenstrahl die Wärme über die gesamte Schweißtiefe ein (Tiefschweißeffekt). Der absorbierte Energieanteil liegt beim EB-Schweißen in einem Bereich von 90 bis 95 % und die Energie der aufprallenden Elektronen wird durch Wechselwirkung mit den Metallatomen direkt in Wärme umgewandelt. Die Schweißgeschwindigkeit wird somit nicht durch das Wärmeleitvermögen der Werkstoffe begrenzt. Dazu kommt, dass beim EB-Schweißen von allen Schmelzschweißverfahren die geringste Streckenenergie eingebracht wird und der elektrische Wirkungsgrad der beste ist.

Durch elektromagnetische Spulen lässt sich der Elektronenstrahl trägheitslos ablenken und fokussieren. So sind durch trägheitsloses Pendeln des EB-Strahls auch üblicherweise weniger geeignete Werkstoffe schweißbar. Durch die Möglichkeit eines variablen Schweißabstands lassen sich verschiedenste Werkstückformen schweißen.

Durch eine extrem schnelle Strahlablenkung sind weitere Anwendungen vorstellbar, die sich mit anderen Schweißverfahren nur schwer oder gar nicht realisieren lassen. So könnte man in einem Durchgang mit dem EB-Strahl im Vorlauf die Nahtfuge suchen, mit den Korrekturwerten das Werkstück schweißen und im Nachlauf die Naht kosmetisch behandeln (Glättung der Oberraupe). Auch ein „gleichzeitiges" Schweißen an mehreren Stellen eines geeigneten Werkstücks kann ausgeführt werden. Hierbei wird der Strahl durch das schnelle Ablenksystem innerhalb von Sekundenbruchteilen abwechselnd von einer Schweißposition zur nächsten gelenkt und setzt dann die erste Schweißung fort, bevor die Dampfkapillare an dieser Stelle einbricht. Auch ein Vorwärmen des Werkstückes kann parallel zur Schweißung durchgeführt werden.

Das EB-Schweißen im Vakuum bietet eine Reihe von Vorteilen, da die hohe Leistungsdichte des Elektronenstrahls überdurchschnittlich schmale Nähte, eng begrenzte und anlauffarbenfreie Wärmeeinflusszonen, große Schweißtiefen und hohe Schweißgeschwindigkeiten ermöglicht. Die exakte Reproduzierbarkeit der Schweißungen gibt dem Anwender die Garantie einer gleich bleibenden Qualität.

Das Schweißen von reaktiven Materialien, wie z. B. Titan, erfolgt konventionell unter einer (teuren) Schutzgasatmosphäre. Beim Elektronenstrahlschweißen werden im Vakuum der Arbeitskammer bei einem Druck von 5 x 10-4 mbar hervorragende metallurgische Ergebnisse erreicht.

Wenn die Konstruktion der mechanischen Bauteile den Möglichkeiten und Freiheiten des EB-Verfahrens angepasst ist, eröffnet dieses Verfahren große Vorteile in der Fertigung im Automobilbau und in vielen Bereichen der modernen Industrie.

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