Elektronenstrahlschweißen

Vorteile Anwendungsbereiche Prozessdetails

Elektronenstrahlschweißen ist eine spezielle Fügetechnik zur Herstellung dichter Verbindungen mit minimalem Verzug.

Vorteile

  • Geringe Wärmezufuhr
  • Minimaler Verzug
  • Schmale Schmelzzone (MZ) und schmale Wärmeeinflusszone (HAZ)
  • Tiefer Einbrand zwischen 0,05 und 200mm (0,002’’ bis 8’’) in einer Lage
  • Hohe Schweißgeschwindigkeit
  • Schweißen von Metallen mit hoher thermischer Leitfähigkeit möglich
  • Schweißen von Metallen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten möglich
  • Vakuumschweißen sorgt für eine saubere und reproduzierbare Umgebung
  • Natürliche Verschweißung von oxophilen Werkstoffen wie Titan, Zirkonium und Niobium möglich
  • Zuverlässige und reproduzierbare Schweißumgebungen
  • Kosteneffektive und automatisierbare Schweißprozesse und
  • Keine Notwendigkeit zur Nachbehandlung – Komponenten können im geschweißten Zustand verwendet werden

Anwendungsbereiche

  • Luftfahrt
    • Triebwerksteile
    • Konstruktionsteile
    • Antriebselemente
    • Sensoren
  • Energieerzeugung
  • Raumfahrt
    • Titantanks
    • Sensoren
  • Vakuumsysteme
  • Pharmaindustrie
  • Automobilindustrie
    • Antriebselemente
    • Getriebe
    • Turbolader-Komponenten
  • Elektro-/Elektronikindustrie
    • Kupferwerkstoffe
  • Atomindustrie
    • Kraftstoffbehälter
    • Konstruktionsteile
    • Ventile
    • Werkzeuge
  • Forschungseinrichtungen
    • Kupferkomponenten
    • Superleitfähige Werkstoffe
  • Sonstiges
  • Alle Metalle (auch mit hoher thermischer Leitfähigkeit)
    • Stahl und rostfreier Stahl
    • Aluminium und Aluminiumlegierungen
    • Kupfer und Kupferlegierungen
    • Nickellegierungen und hochschmelzende Metalle
    • Titan und Titanlegierungen
    • Zr, Mo, Ta, Hf, W, Nb usw.
  • Metalle mit unterschiedliche Schmelzpunkten
    • Kupfer und Stahl
    • Kupfer und Nickellegierungen
    • Stahl und Nickellegierungen
    • Tantal und Wolfram

Prozessdetails

Beim Elektronenstrahlschweißen werden hochenergetische Elektronen mittels eines Heizstabes auf die Oberfläche der zu verschweißenden Komponenten geschossen, wo sie ihre kinetische Energie in Wärme umwandeln. Da nur die Verbindungsstelle erhitzt wird, bleibt der Rest der Komponente kalt und somit stabil. Im Ergebnis erhält man eine schmale Schweißnaht mit minimaler Wärmeeinflusszone. Die Zugabe von Füllstoffen ist nicht erforderlich, da der Grundwerkstoff selbst geschmolzen wird. Da Elektronenstrahlschweißen eine Line-to-Sight-Methode ist, ist es nicht möglich, einspringende Ecken zu verschweißen. Die Schweißtiefe kann bis zu 30mm betragen und wird mit Hilfe eines Computers kontrolliert, wodurch der Bedienungsaufwand reduziert wird. Auch wenn das Verfahren zur Fertigung einzelner Teile eingesetzt wird, zeichnet es sich durch eine gute Reproduzierbarkeit für Serienteile aus. Da Bauteile lokal erhitzt werden, können auch bereits wärmebehandelte Komponenten verschweißt werden. So ist es z. B. möglich, Getriebewellen aus einsatzgehärtetem Getriebeteilen und einer gehärteten und angelassenen Welle kostengünstig herzustellen.

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