DE1565029A1 - Verfahren zum Elektronenbuendel-Schweissen ausserhalb eines Vakuums und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Elektronenbuendel-Schweissen ausserhalb eines Vakuums und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number
DE1565029A1
DE1565029A1 DE1965S0095000 DES0095000A DE1565029A1 DE 1565029 A1 DE1565029 A1 DE 1565029A1 DE 1965S0095000 DE1965S0095000 DE 1965S0095000 DE S0095000 A DES0095000 A DE S0095000A DE 1565029 A1 DE1565029 A1 DE 1565029A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
channel
gas
electron beam
nozzle
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1965S0095000
Other languages
English (en)
Other versions
DE1565029C3 (de
DE1565029B2 (de
Inventor
David Sciaky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE1565029A1 publication Critical patent/DE1565029A1/de
Publication of DE1565029B2 publication Critical patent/DE1565029B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1565029C3 publication Critical patent/DE1565029C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/301Arrangements enabling beams to pass between regions of different pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/10Non-vacuum electron beam-welding or cutting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems

Description

  • Verfahren zum Elektronenbündel-Schweißen aiiß e rhal b eines Vakuums und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfiriduiig betrifft das Blektronelibiindel-Sch@,reißen, insbesondere ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Erzeuri.1g de:; Elehtronenbündels in.einer V=:kuuüil";3.ini:ier und Flur .-Durchführung eines so erzeugten Bündels iii die li»ti:iosl)!.iLe ;,erech.:.Sclii-"eißung außerhalb der harai,,ier befiridl:ie::_i:r Sclr:;ei,3stücke.
  • Dao L1exi-troiiecibüizdel-Sch@,reißen ii@i Vakuum zeichnet sich durch Reinheit, Güte und hohe S,riderstandsfähigkeit der Scliwe:i_Pstelle Bei diesem Verfahren findet die Sc'it"eil#3utig bei iiußerst geriiigd:i Drücken von in der Regel z;rc.@_L;er <@.1. 1 # 10 5 bar statt, d.h., bei eine..: Druc'_r, rier de- c#"irie;; werten Ga"z;es ent,,pricht, dessen Veruilreini-:@i.in@;;@@lrad auf zurückgeführt ist. Die große 1ipezifische Krh#-t des Elel,tronenbtitldel s führt zur Erüeugung Gchüialer, -tief eindringender Schweißnähte mit rjehr geriliger Schrumpfung und mit i;iiniiiialer Deformation de,, <<er@clliJeil,3ten Stückes. Obwohl daElektronenbündel von der Llektronenkanone aus finit mehr als 0991 m weit i n der V"c'_>iiunil-a.rii-ier geschleudert werden kann, ist es erforderlich, d,- ;;ich das Werkstück, oder wenigstens der @hf'1.1, @-.n dem die Schweißung vorgenorir,ien.werden soll, im', Tniierii der V"i.l.uu@rikaini,ier befindet. Uni sich von den Abiiiessungen der Kammer freizumachen,' ist. bereit: der Gedanke in verschiedenen Abwandlungen ver-, folgt worden, das Elektronenbündel in die At:iosphäre,.ous--.: treten zu lassen, uin die Schweißung dort durchführen zu können.
  • So hat man vorgeschlagen, das Elektronenbündel vom Inneren der Kammer aus in die Atmosphäre unter Zwischenschaltung einer dünnen @ieta.llnier.ibran treten zu lassen. Sie ist unter dei: Namen TJEIlAPLDfenster bekannt und arbeitet auch für schwache StröIje in der Gröj.)'enerdnur_"; einiger hIikroarapere zufriedenstellend. Wenn -aber die zurii Elektronenbündel-Schwei3en notwendige Energie beträchtlich ist, so daß Ströme in der Größenordnung etwa eines Ampere benötigt werden, würde das IE,i'1RDfexister vorn Strahl verdampft und deiageinäß die Anordnung unbrauchbar werden.
  • Ein anderer Weg zur Durchführung des Elektronenbündels vorn Innern der Kammer aus in die At;;iosphäre benutzt eine Anzahl Kammern ansteigenden Druckes reit feinen Durchlässen zwischen benachbarten Kammern. Diese Anordnung erfordert ein unterschiedliches Auspumpen dieser verschiedenen Kammern; weiter hat es sich als not,.-"endig erwiesen., äußerst kleine Öffnungen zu verwenden, damit die Puniparbeit in wirtschaftlich tragbaren Grenzen gehalten werden kann. Infolgedessen ist auch dieses Verfahren auf die Verwendung kleinerer Ströme, im allgemeinen von weniger als 20 raA, beschränkt und erfordert hohe Spannungen, uni praktisch ausführbare Schweißungen zu erhalten. Weiter hat es sich gezeigt, daß sich die feinen Durchlässe durch die kondensierenden, metallischen Dämpfe, welche während des Schweißvorgangs erzeugt werden, leicht verstopfen, so daß eine zufriedenstellende Verwirklichung dieses Verfahrens ebenfalls nicht zu erreichen war. "E,s°et Aufgabe vorliegender Erfindung, Verfahren und Geräte zum Elektronenbündel-Schweißen außerhalb der Vakuumkammer zu schaffen, welche die oben genannten Schwierigkeiten überwinden und es ermöglichen, den Elektronenstrahl von der Vakuumkammer in die Atmosphäre zu schleudern und trotzdem den Zutritt von Luft oder anderer Gase in das Innere- der Vakuumkammer vollständig zu verhindern.-Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlageue Schweißverfahren kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch Erzeugung eines Elektronenbündels in einen Gebiet niedrigen Druckes, durch Überführen dieses Bündels in ein' Gebiet höheren Druckes durch eine zwischen den lsiunen niedrigen und hohen Druc%es befindliche Öffnung hindurch,. während .die Öffi-iunC-mit einem unter Druck stehenden Gas so beströiiü; wird, um die Öffnung herizi>> die 1@@ r1 u:@@_ einer W-LVAZdizse entsteht,, wodurch in der Öffnung ein Bereich niedrigen Druc7:e.." erzeugt, in dem Gebiet der Erzeugung des Elektronenbündels die Aufrechterhaltung einer niedrigen Druckes unterstütz t sowie dem Elektronenbündel der- Durchtritt in das Gebiet höheren Druckes -zum Vollzug der Sc_weifuug der dort befiidliehen Werkstücke eri::ögl iclit wird.
  • Dieses Verfahren und die zii seiner Durchführung dienende Einrichtung führen dazu, dar insbesondere#erh#ltnisi::äß:@ große 'Öffniuigen Zur @)urclif@@ri#._ de: L1e@tro:.e:5büii@iels der Kanone in die Atiaospliäreer@ri-rr_@c%_- werdea_ Dadurch, daß die I#_ög2 iczil:ei t .^.ur Verwe?aiu_; großer Öffnungen geschaffen -.-rcrde-:i l.sL, das Gerat @. Durchführung 'des Verfahrens ohne @z@e Befahr des Auitretei.-von Verstopfungen i2-1 Dauerletr-e=c. arbeiten. Das Gerät erfordert selbst bei Verwendung verli:Itnisriäßig großer Öffnungen für der Betrieb we-ger I>u,_ipaufwaid -zur Aufrecl_terhaltung des in der Kammer einzustellenden Vakuums als frühere Verfahren, bei denen ein höheres Vakuum verwirklicht werden mußte.
  • Die Erfindung bezieht sich auf das oben definierte Verfahren, wie auch immer die Geräte zu seiner Durchführung beschaffen sind. Die@Erfindung bezieht sich weiter auf Geräte, die insbesondere-eine einfache und wirksame Durchführung des oben beschriebenen oder eines ähnlichen Verfahrens ermöglichen und die sich-durch die Kombination einer Vakuumkammer mit `einer in der Kammer befindlichen, ein Elektronenbündel erzeugendelElektronenkanone,-einer an die Elektronenkanone angeschlossenen Düsenanordnung mit einem der Atmosphäre zugekehrten Kanal und mit einem zweiten, den ersten Kanal ringförmig umsehl@eßenden Kanal, wobei der zweite Kanal in der Nähe der Mündung des ersten Kanales einem engsten Durchlass bildet, vordem und hinter dem er erweitert ist, so daß er eine LAVADdüse bildet, sowie dadurch kennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorhanden ist, welche dem zweiten Kanal ein unter Druck stehendes Gas zum Austritt aus-der Mündung des zweiten Kanales liefert.
  • Man bezeichnet in der Technik.der Messblenden die Düsenform, die hier als LAVAZdüse bezeichnet. worden ist, auch als VENTURIdüse oder -röhr,-so daß es sich hier nur um.ver-. schiedene Bezeichnungen derselben Düsenfon handelt.
  • Die Erfindung erstreckt sich auch auf einzelne der nachstehend beschriebenen Merkmale und sie hat schließlich deren Gesamtkombination sowie sämtliche Teilkombinationen der Merkmale zum Gegenstand, soweit letztere technisch sinnvoll und ausführbar sowie brauchbar sind, auch wenn im nachfolgenden die jeweils erzielbaren, neuen-technischen Wirkungen nicht gerannt und im einzelnen beschrieben sind. Ebenso werden sämtliche,:' in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten als solche und in ihrem@funktionellen Zusammenhang ala beschrieben vorausgesetzt.
  • Die Zeichnung gibt beispielsweise Ausführungsformeneines Gerätes zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens wieder: Es ist-
    In Fig. 1 ist die Elektronenkanone in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. Sie enthält im wesentlichen ein Paar gegeneinander distanzierter, an der Trennwand 13 aus Isoliermaterial aufgehängter Elektroden 11 und 12. Die Elektroden und die Trennwand befinden sich im Inneren einer als Ganzes mit 14 bezeichneten Vakuumkammer, die durch die obere Wand 15, die Seitenwände 16 und 17 sowie die Wandteile des Unterteils 18 begrenzt ist-.'Der Stutzen 20 besteht aua einem Stück mit der Seitenwand 16 der Vakuümkammer-14.und an ihn ist bei 22 ein Rohr 21 angeflanscht. Das Rohr 21 ist mit .einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden, welche die Kammer 14 auf einem nahezu vollkommenen Vakuum halten soll. Die Elektroden 11 und 12 sind in geeigneter Weise mit den Zuführungen 23 und 24 verbundeng- die ihrerseits an eine Gleichstromquelle mit zur Erregung des Emitters 25 der Elektronenkanone 10 ausreichender Spannung angeschlossen sind. Der Emitter 25 ist von den Elektroden 11, 12 getragen und steht in guter elektrischer Verbindung mit den genannten Elektroden.
  • Das runde Metallgehäuse 26 der Kanone 10 ist an der Trennwand 13 aufgehängt und trägt an seinem Ende die Kathode 27. Die Kathode weist eine zentrale Öffnung auf, die im wesentlichen den Draht 25 aufnimmt.y Die Anode 28 der Kanone 10-iat-in geeigneter Weise von der Wand des Zylinders 17 getragen. Eine zentrale Ausnehmung-30 ist in der Anode 28 ausgespart und genau auf den Emitter 25 zum Durchlas des von diesem erzeugten Blektronenbündelß ausgerichtet: Das erfordert, daß an die Elemente eine hohe Spannung angelegt wird, wobei der negative Pol: einer Hoch-Opannungsquelle an die Kathode und der positive Pol an die Anode.gelegt ist.
    Düsen 33 und 38 haben nahezu gleiche Form. Die zweite, die äußere Düse 38 weist demgemäß wieder einen ringförnigen Flansch 40 auf' der an der inneren Begrenzungsfläche der metallischen Wandung <a 1 der Halterung 32 festgelegt ist. Die Außendüse weist ebenfalls den verhälttiismäßig langen Kanalabschnitt 4.2 auf, welcher sich fortschreitend verengt und einen. eingeschnürten und verh:ältnisinäßig engen, die Düse 33 umfassenden Hals bildet. An ihrem unteren Ende erweitert sich die Außendüse 3£3 nach ü.ußen und bildet ein Blocken- oder troiiipetenförmig erweitertes Erde 43. -Der zwischen Innen- und Aussendüsen 33, 38 gebildete Kanal 44 wird mit. einem inerten Gas aus dem Zuführungs-# t roter 45 gespeist. Die ,jeweils ringförnigen Querschnitte oder Zonen des Kanals 4-4 nehmen allmählich ab, bis sie ir.: Bereiche.der Abschnitte 35, 42 der Düsen 33, 38 ein Minimum erreichen. Der Druck des vom Rohr 45 aus _angelieferten Gases ist so gewählt,-daß die Geschwindigkeit des inerten Gases in dem verengten Bereich die Schallgeschwindigkeit annimmt, also 1-Mach beträgt. Zur Mündung 43 hin nimmt der ringförmige Kanal 4-4 an Querschnitt derart zu, daß das inerte Gas beschleunigt wird und eine Ge,= schwindigkeit größer als 1 Mach erreicht. Das Gas gelangt nach Durchgang durch den verengten Halsabschnitt in das äußerste glockenförmige Ende 43 und anschließend in die Atmosphäre. Wenn das inerte Gas an der Austrittsöffnung der Innendüse 33 vorbeistreicht, sorgen die hAYAL- oder VENTURIwirkungen in der Auswirkung dafür, üaß das inerte Gas Moleküle mitreißt, die sich in Richtung nach unten quer zur Richtung des Durchtrittes durch die innere Düse 33 verlagern. Man erhält auf diese Weise eine Pumpwirkung, welche die Herstellung des Vakuums in der Kammer 14 unterstützt, in der sich die Elektronenkanone 10 befindet. Zugleich verhindert das mit großer Geschwindigkeit hinter der Düsenmündung 36 qüerverlägerte" inerte-Gas Luft am Eintritt in. die Mündung 36,und ,anschließend in die Kammer 14-. Als unmittelbares Ergebnis dieser Wirkung tritt eine wesentliche Verringerung der zur'.Aufxechterhaltung des gewünschten Vakuums: in der Kammer 14. erforderlichen - Fumparbeit ein.
  • Das die innere Düse 33 durchlaufende Elektronenbündel wird an einer Zerstreuung durch die normale Räumladung und- durch die Kollision mit Gasmolekülen mittels. eines starker magnetischen Feldes gehindert, das von der elektrschen Ringspule 50 erzeugt wird. Die Spule ist in eine ebeafalls ringförmige, eiserne Absehlußhül,le 52 eingeschlossene weiche eine obere Abschlußwand 53 und eine untere Wand 54e beide ebenfalls aus Eisen, enthält. Han laßt durch die Spule 511 eineu , Glechwtrum bei ',rer??ältiiisfffäßig niedriger- Spannung fließen, um" ta 'dem von de F- i.n@zeren DU se gebildeten Kanal ein axiales 9 ifägne°tisches held erzeugen und zu erhalten. -.
  • Das so gebildete, . s tarke wr gitetische IÄeld ve °2ei-.g t del#IS aoch wel'ter -iv'ld ermölie'@.z- -ws.r@?#li y y. °.#.E,.3 .# .#..z Wi r= r -ass: ä:, . z' n. Verluste- - P,$ .iä# ? i ?i ,.@..@.,@, '.L.... ..#...:._...,.
  • hn E@_! .@..@i :hä erb.77?v@ S r: ysn``t^ @e"°',@`' 131 Feld -wird - " g # S@; 2.eC2(. -her'"'# `° t.'t #r` - -# des t#. an ' 43g S......1 g.tw..
  • °, i -4..@.3ti.d=#.ite#@@.-#@3,f'@.i?@@.J#t,.il -#- # . #a,a# ##.wS.. ..
  • 5@@Q ---536efindlichnn. äae@e e<ce8 58 gGbild%@ de -ga de"-HUh2 der 56 endto Der 58 itr':1:.:@..@ e:-t',.;@'S:,'ln3.'@.3'üY3.,e- uu ',..r#_,.eJ.i?P.e'0 auf d;2:'1, Werk-stUcken 46 -und 479 v#?obe1 - di Y a v@ e°s?,:e Peldü`oaa der ntfe,c-nung zwischen fto##rj,-stüch l"eD ,47 und der DU senmündung 36 für dasle'crr@_eribn.de3 -abhängt.
  • : .er" auf h-,ldrüsen_:f.d@,n36 liezt ein Bang 489 n.og @:-',r-tom Potentialhal.l@es wird-und .l:s fonn.u@pe dient indeui er Jonen, welche bei dem Durchgang des Elektronenbündels durch die zwischen Düsenmündung 36 und Werkstück 46, 47 befindliche Atiiiosphäre entstehen, wieder einfängt und an sich reißt.
  • Ein Kanal 60 und Rohre 61 sind zur Führung eines Kühlmittels wie Wasser oder dergl. vorgesehen, um die der .Wärme ausgesetzten Teile ni:ht zu gefährden und auf niedriger Temperatur zu halten.
  • Bei der zweiten Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 durchläuft das Elektronenbündel die zentrale Öffnung 30 der Anode und wird in den Kanal 64 der inneren Düse geschleudert, welche an der Trennwand 66 aufgeh.ngt ist. Die äußere Düse wird mittels einer Reihe von 'eilen gebildet, nämlich aus dem Element 6 7 aus Eisen und dein. Element 68 aus nichtoxydierendem Stahl oder gleichwertigen, nichtmagnetischen Werkstoffen. Trennwand 66 und metallisches Eleient 67 bilden. einen Gaskanal `i0, der mit inertei-i Gas über das Zuflußrohr 71 gespeist wird. Der Kanal 70 ist #nsohließend durch das metallische ' Element 68 durchgeführt, so @ daß eine verti.-kal verlaufende sich mit all-c .j,. 4J1 al t_Y#ill 1/ de' @-t.@tt.ts .F3#nt@1.eL'@^ir.ly.
  • t .fil .ia..tk1,! .....ä.@h *<.iung ' 4i`,;_, r°@' S s ist be:iiii Kü.Lial 'i0 .73i.''_tc?lb- deä s.or #p-nen"r.ü" 3eü"3e dnr "3 d#f-i sich die Außendüse in anr#°wherrid analoger Weise Blei chfallk# allmählich verkleinert, womit auf diese Weise eine eingeschnürte und enge Halszone in dem Gebiet entsteht, das- in Fig. 6 'mitdem Bezugezeicrhen 75.i' zeichnet ist e In diesem Bereich erreichen die Düsenquerschynitte ihr T@.:nimvm" während im weiteren Verlauf wieder
    Feldes gehindert. Die Spule ist praktisch in eine Eisenhülle eingesc-llossen, welche durch die Wände 77 und 78 sowie durch die Trennwand 30 gebildet ist. Hit 79 ist ein nichtoxydierender Zylinder aus Stahl oder aus anderen gleichvrertigen, nichtr,iagnetisclien Werkstoff beze:Lchnet. Eiiz zweites, regelbares Feld wird von der elektrischen Spule ü1 erzeugt, die sich zwischen der eisernen Trennwand 80 und der ebenfalls eisernen Fußwand 82 befindet. Das von der Spule 81 erzeugte Feld konzentriert das 3ündel auf einen kleinen Fleck an den Werkstücken 83 und 1014.
  • Die Teile 67 und 6£s weisen Kühlmittelkanäle 85 auf, in denen K@.Iil;"edien, wie etwa Wasser, zirkulieren, um die wäI=rend des Schweißvorgangs erzeugte Wärme anführen zu hörinen.
  • Zur Regelung des inerten Gasstromes, der aus dem Kanal 72 stammt, sieht die Abänderung nach Fig. 5 einen Ab-? e.-iltgasstroi.i Tor, der nittels eines im untren Teil des Grundteiles 73 diagonal angeordneten Mundstückes 86 erzeugt wird. Ein Kanal 87 verbindet das Mundstück 86 mit der., Gaskanal 70. Auf diese Weise tritt ein Gasstrom auf, der, von, Mundstück 86 ausgehend, im Bereiche der allmählichen Erweiterung an der 1,iündung des Kanales 72 (vgl. Fig. 5) liegt. Durch Ablenken des Gasstromes in eine von der Schweißbadschmelze wegweisende Richtung wird das inerte Gas daran gehindert, geschmolzenes Metall in der Schmelzzone der Schweißüng zu beeinflußen und von der Schweißstelle wegzutreiben. Gleichfalls verhindert das Gas, daß Metalldämpfe im Verlauf der Schweißung kondensieren und den Durchlaß verstopfen. Außerdem überströmt das-inerte Gas auch die Schweißzone während des Schweißverlaufes, verhindert infolgedessen die Oxydation der Schweißstelle und wirkt so als Schützgas. _ Die zur Erläuterung der Erfindung gewählte Ausführungsform nach Fig. 1 ist so ausgebildet, daß die erfindungsgemäß vorzusehende Düsenanordnung unmittelbar mit der Vakuumkammer verbunden ist, in der das Elektronenbündel erzeugt wird. In anderen Fällen kann. es aber vorteilhaft sein, zwischen der Düsenanordnung und der Kammer zur Bildung oder Aufnahme. der E'lektronenhanöne eine Zwischenkaßzaer vorzusehen, welche zweel-,mäßig auf einem Zwischendruelcniveau zwischen dem Druch in der inneren Düse und der Druck in der Elektronenkarmier gehalten wird< Auf Grund der vakuurzdiclzten Verschluß#iirkung des gemäß der Erfindung vorgesehene.-- Gaustrories, die bei der Ausbildung n,#.ch Fig. 1 erreicht wird, wird es jedoch ?Möglich, für die Öffnungen, -#rTelche die Elektronen- itiit der ZS-rischenhe@rirrier und welche die Z@rrischeL2l@ar_<er mit dem Kanal 72 verbinden, jeweils einen größeren =uerscht.itt zu wählen. Eine derartige Zwischenkammer-liegt im übrigen bei dem -'u sftzhrungsbeispiel nach Figb 5 dadurch vor, daß der Zwischehraum zwischen Anode 28 ,und Trennwand 6ü als der-@_rti ge. Z:wischenl.ammer.-ansehhar ist g wobei diese Zwischenkammer mittels des Anschlusses 90 an eine Vakuumpumpe oder an eine geeignete Stufe derselben angeschlossen ist. Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen konstruktiven Einzelheiten beschränkt und sie erschöpft sich nicht in den Merkmalen der Ausführungsbeispiele so, wie sie in -den Figuren dargestellt und beschreben sind: Vielmehr ergeben sich we-.tere Ausführungsmöglichkeiten für den Fachmann aus dem Offenbarten, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung und der Rahmen der Ansprüche verlassen werden müssten.

Claims (1)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Schweißen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektronenbündel in einem Gebiet niedrigen Druckes erzeugt, das'Elektronenbündel in ein Gebiet höheren Druckes über eine die Gebiete niedrigen und höheren Druckes verbindende Öffnung durchgeführt und ein unter Druck stehendes Gas gegen die Öffnung derart geführt wird,* daß in einem an die Öffnung angrenzenden Bereich die Wirkung einer hAVAZ- oder VENTURIdüse auftritt, ,-rodurch in der Öffnung eine Zone niedrigen Druckes erzeugt wird, welche die Aufrechterhaltung des niedrigen Druckes in dem Gebiete der Erzeugung des Elektronenbündels unterstützt, wobei das Blektronenbündel in das Gebiet höheren Druckes überführt wird und dort be-: findliche Merkstücke verschweißt werden: 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der niedrige Druck in einer Vakuumkammer erzeugt wird, welche die .Austrittsöffnung für das Blektronenbündel bildet) wobei das Bündel. mit unter Druck stehendem Gas unter Aufrechterhaltung des niedrigen Druckes in der Kammer umhüllt wird. 3. Vetfahren nach. den Ansprüchen 1 und-2, dadurch gekennzechnet, daß das Gas mit Schallgeschwindigkeit zageführt wird-4Y. Verfahren nach.Ausp.ch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas a'nschließena an die Zufuhr mit Schallgeschwindigkeit mit Überschallgeschwindigkeit weitergeleitet wird.. A Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,. daß eine Zerstreuung des Blektronenbündels vor seinem DhxrchtrIdurch die- Ausgangeöffnung der Vakuumka=er _mitteleinee vor der Mündung erieugteni a,elen magnetischen :Feldes 'verhindert wird derart, daß ÜIa8 Müde! konzentriert bleibt und einen die Abmessung - der Offnun$ nioht .überoeeitenden Querschnitt aufweist. Verfahren nach den sprüchenl' und 2,- .dadurch gekennzeichnet, daß d*Ls Blektroneribündel. außerhalb .der Vakuum- . - kammer durch. eihi -Kanal mit @ " allmählich' abnehmendem Querschnitt --durchgeführt wird.. , 7.- Vierfahren nach den.AnsprUchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gastrom durch einen zweiten, den ersten Dübenkanai umebbenden Düsenkanal durchgeführt und ihm unter Erzeugung einer LAVAZdüsenwirkung an der Mündung des ersten Kanales eine wachsende Geschwindigkeit erteilt wird. B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gas an einer Stelle zugeführt wird, die, zur Schweißstelle hin gesehen, hinter der-Ausmündung des Auslasskanales für das Gas in die Atmosphäre liegt, ' um eine Ablenkung des Gases von der Schweißstelle weg zu erzielen. g. Gerät zum Schweißen mittels Elektronenbündels zur, Durchführung von Verfahren nach einem oder mehreren. der vorhergehenden Ansprüche oder nach ähnlichen Verfahren', gekennzeichnet durch die Kombination einer Vakuumkammer (14) mit einer in' der Kammer befindlichen, zur Erzeugung desBlektronenbündels dienenden Blektronenkanone (10), durch eine an die Elektronenkanone angeschlossene Düsenanordnung (33,38; 65970), :die einen ersten Kanal (35; 64), dessen Mündung (36; 74) der Atmosphäre zugekehrt ist, und die einen zweiten Kanal (44; 70,72) enthält, der den erstgenannten Kanal ringf,örmig umgibt, wobei der zweite Kanal in der-Nähe der Mündung des ersten Kanales einen engsteri'Nurchlaes (42; 75) bildet, vor dem und hinter dem er erweitert ist, so daß der zweite, ringförmige Kanal eine LAVAZdüse' bildet, wobei eine Vorrichtung (71) zur Lieferung eines : unter Druck stehenden Gases in den zweiten Ringkanal vorgesehen-ist 10.' Gerät nach Anspruch g,. dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenbündel durch einen ersten Düsenkanal (35;.64), und anschließend: an die Mündung (36; 74): ersten Düse:rßtanales durch einen zweiten, rohrförmigen Kanal (38; 72) geführt ist, der durch eine Verlängerung einer äußeren, den ersten Kanal (35; 64) umgebenden Anordnung (40; 67) gebildet und mittels dieser, unter Bildung einer ringförmigen, Gasführung '(4470), im Ab- stand vom ersten Kanal gehalten ist. 11. Gerät nach den Ansprüchen 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Gasführung (44) allmählich verjüngt und etwa, von der Austrittsmündung (36) des ersten Kapales (35) ab, unter Bildung eines eingeschnürten Halses (42),im Querschnitt vergrößert ist. 12. Gerät nach'den Ansprücheng bis 10, dadurch gekennzeichnet-" daß die ringförmige-Gasführung (70) allmählich bis auf einen engsten Querschnitt an der Kündang (74) des ersten .Kapales (64) verjüngt, anscl?.ließend mit annähernd gleichbleibendem Querschnitt (72) weitergeführt und abschließend bis zur Mündung allmählich erweitert ist. 13. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeidhnet,.daß ein magnetisches Feld erzeugende Mittel (50-54;' 76-77) die Düsenanordnung (33; 38) umgeben, um das Elektronenbündel zu konzentrieren und seine.Zer-Streuung zu verhindern. 14. Gerät nach Anspruch 9 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß weitere magnetische Mittel (56-58; 81-82) vorgesehen sind, um das Elektronenbündel auf die Schweißstelle zu konzentrieren. 15. Gerät nach den Ansprüchen 9,13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel. (43) zum` Einfangen von Jonen im Bereinhe des Auftretens des Elektronenbündels vorgesehen sind, um Jonenbewegungen entgegengesetzt zur Bewegung im Elektronenbündel zu'verhindern. 16. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, cag e s außerdem ein Mundstück (86) für den Austritt zuggeuhrten Gases in der Nähe der Mündung des zweiten Kariatee (72) I enthält, der einen parallel zum Elektronenbündo@ verlautenden Gasstrom ffihrt e wo-bei das das' -Mundstüök ver-
DE1565029A 1964-06-11 1965-01-13 Vorrichtung zum Schweißen von Werkstoffen mit einem Elektronenstrahl Expired DE1565029C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37449964A 1964-06-11 1964-06-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1565029A1 true DE1565029A1 (de) 1970-08-13
DE1565029B2 DE1565029B2 (de) 1972-02-10
DE1565029C3 DE1565029C3 (de) 1975-12-04

Family

ID=23477105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1565029A Expired DE1565029C3 (de) 1964-06-11 1965-01-13 Vorrichtung zum Schweißen von Werkstoffen mit einem Elektronenstrahl

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE1565029C3 (de)
FR (1) FR1433971A (de)
GB (1) GB1049057A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4271348A (en) * 1978-06-16 1981-06-02 Hitachi, Ltd. Electron beam welding method and apparatus therefor
CN111512410A (zh) * 2017-12-22 2020-08-07 阿尔卡姆公司 增强电子束生成

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4304979A (en) * 1978-10-24 1981-12-08 Leybold-Heraeus Gmbh Method and apparatus for electron beam welding at elevated pressures
DE19757032A1 (de) * 1997-12-20 1999-07-01 Thomas Eggers Elektrode für Entladungslampen
AU2003206681A1 (en) * 2002-02-15 2003-09-04 Danmarks Tekniske Universitet Method of electron beam processing
IT1399182B1 (it) * 2010-01-28 2013-04-11 Pattini Metodo e apparecchiatura per il trasporto di fasci di elettroni

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4271348A (en) * 1978-06-16 1981-06-02 Hitachi, Ltd. Electron beam welding method and apparatus therefor
CN111512410A (zh) * 2017-12-22 2020-08-07 阿尔卡姆公司 增强电子束生成
CN111512410B (zh) * 2017-12-22 2023-05-26 阿尔卡姆公司 增强电子束生成

Also Published As

Publication number Publication date
DE1565029C3 (de) 1975-12-04
DE1565029B2 (de) 1972-02-10
FR1433971A (fr) 1966-04-01
GB1049057A (en) 1966-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3522888A1 (de) Vorrichtung zum erzeugen eines plasmastrahls
DE1087295B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen mittels eines Ladungs-traegerstrahles
DE1190112B (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahlbuendels hoher Stromstaerke und Verfahren zum Erhitzen und Schmelzen mittels einer solchen Vorrichtung
DE1110877B (de) Verfahren zum Erschmelzen von Metallbloecken mittels Elektronenstrahlen
DE1199416B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen von Metallen oder Nichtmetallen bei Normaldruck mittels Elektronenstrahlen
DE2146406B2 (de) Verfahren zum Unterpulver-Verbindungsschweißen großer Querschnitte an Werkstücken aus Stahl
DE1577739B2 (de) Elektrostatische Sprühvorrichtung
DE2511204C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Lichtbogenschweißen
DD258367A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum reinigen von schwefel- und stickstoffhaltigen rauchgasen
DE1565029A1 (de) Verfahren zum Elektronenbuendel-Schweissen ausserhalb eines Vakuums und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1171097B (de) Elektronenstrahl-Generator fuer einen Elektronenstrahl-Ofen
DE1589562A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines staendigen Plasmastromes
CH442939A (de) Brennschneideverfahren unter Verwendung von Schutzgas und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE1515249A1 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten von Materialien mittels eines Ladungstraegerstrahls
DE1125096B (de) Verfahren zum Herstellen einer Schweisszone gewuenschter Querschnittsform beim Ladungstraegerstrahl-Schweissen
DE1440618B2 (de)
DE2528032A1 (de) Elektronenkanone fuer heiz-, schmelz- und verdampfungszwecke
EP0428867B1 (de) Verfahren zum Schutz einer Blende beim Erzeugen von Elektronenstrahlimpulsen
DE1261971B (de) Einrichtung zum Schweissen, Schneiden oder zur Materialbearbeitung mittels eines Ladungstraegerstrahls
DE1849774U (de) Vorrichtung zum schweissen von metallen und nichtmetallen bei normaldruck.
DE19730855C1 (de) Strahlerzeugungssystem für Elektronenkanonen
AT212117B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schweißen und Löten mit Hilfe von Ladungsträgerstrahlen
DE1539010B1 (de) Kaltkathoden-Glimmentladungseinrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahlbuendels
AT160745B (de) Sekundärelektronenverstärker.
DE4104845C5 (de) Elektronenstrahlerzeuger, insbesondere für eine Elektronenstrahlkanone

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977