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Arbeitskanone für Schweißung mittels Elektronenbombardement Die Erfindung
betrifft eine Verbesserung an Elektronenkanonen, wie sie bei der Schweißarbeit mittels
Elektronenbombardement benutzt werden, und die eine höhere lineare Schweißgeschwindigkeit
gestatten. Wenn man eine Schweißung zwischen schwaS chen Gegenständen oder solchen
von mäßiger Dicke durchführt, ist man bekanntlich in der Schweißgeschwindigkeit
durch die Mängel beschränkt, die in der Qualität der Schweißung erscheinen, wenn
die Geschwindigkeit zunimmt. Bei der Schweißung von Blechen von 1 bis 2 mm Dicke
hat man festgestellt, daß es schwierig ist, lineare Geschwindigkeiten in der Größenordnung
von 5 m/min zu Ubexschreiten. Oberhalb dieser Geschwindigkeit
ist
festzustellen, daß sich in dem Schweißhad, das sich aus der Schmelzung der Wände
der beiden vorhandenen Stücke bildet, Anhäufungen von verfestigten Tröpfchen bilden,
welche die Qualität der Schweißung in starken Anteilen herabsetzen.
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Diese Erscheinung erklärt sich leicht mit der Annahme, daß sich nach
dem Durchgang des Elektronenbündels plötzlich eine zu tiefe Temperatur einstellt,
um den Tröpfchen des flüssigen Metalles, die sich unter der Einwirkung des Elektronenbündels
gebildet haben, noch die Möglichkeit zur Vermischung mit dem Bad und zur vollständigen
Auffüllung der Höhlung zu lassen, die zwischen den bdden vorliegenden Stücken vorhanden
ist.
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Diese Mängel stören die industriile Entwicklung der Anwendung des
Elektronenbombardements im Hinblick auf zahlreiche Probleme, wie z. B. die Verschweißung
von zwei Lippen eines Rohres während dessen Formung. Um den plötzlichen Ubergang
zwischen dem unter dem Elektronenbündel liegenden Teil und dem unmittelbar benachbarten
Teil während der Abkühlung zu vermeiden, sind schon verschiedene Vorschläge gemachfworden.
Insbesondere hat man vorgeschlagen, die Kanone genügend stark zu neigen, aber dann
wird ein erheblicher Anteil der Energie des auftreffenden Bündels als reirer Verlust
wieder verteilt. Außerdem sind die so erhaltenen Ergebnisse niemals sehr beweiskräftig
gewesen.
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In neuerer Zeit wurde zwar zur Lösung der verschiedenen Probleme vorgeschlagen,
eine Kanone zu verwenden, die in der Schweißebene mehrere aufeinanderfolgende parallele
Bündel von zunehmender Energie liefert. Es ist möglich, daß eine solche
Vorrichtung
auch eine Lösung für das Problem der raschen Schweißung von dünnen Blechen bietet,
aber es scheint doch, daß die Konstruktion der Arbeitskanönen von umständlichem
Aufbau ziemlich kostspielig ist und daß daher ein Bedürfnis für eine einfachere
Lösung besteht.
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Andererseits wurde schon vorgesehen, ein breites ziemlich schwach
zu einer Symmetrieachse konvergierendes Bündel zu benutzen das ein rechteckiges
Diaphragma durchsetzt, dessen große Achse in die Schweißebene zu legen sein würde.
Diese Lösung, die in der Elektronenoptik brauchbar ist, kann jedoch offenbar nicht
für den Fall eines Bündels gebraucht werden, das eine 100 kw überschreitende Leistung
bieten kann.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung annchernd
bekannten Arbeitskanonen mit Elektronenbombardement bekannter Herstellungsweise
zu schaffen, die mit einer einzigen Llektronenguell e ausgerüstet ist und infolgedessen
ein einziges Bündel liefert, dessen Breite,gemessen in einer Ebene senkrecht zur
Schweißebene, verglichen mit vorhandenen Geräten, unverändert bleibt, dessen Länge
aber, gemessen in der Schweißebene, stark vergrößert worden ist.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine mit Elektronenbombardement
arbeitende Schweißkanone, die insgesamt eine &rehsyinraetrische Bauform besitzt
und auf dem Niveau der Arbeitsfläche ein längliches Bündel liefert. Das Gerät nach
der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehsymmetrie
dieser Bauform an mindestens einer Stelle unterbrochen ist.
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Die so in die Bauform der Kanone eingeführte Unsymmetrie kann äußerst
klein sein und trotzdem in ausreichender Weise das Elektronenbündel im gewünschten
Sinne modifizieren. So sind Kanonen gefertigt worden, die einen sehr beträchtlichen
Gewinn hinsichtlich der Schweißgeschwindigkeit gestatten, während die geometrische
Lage des Strahlungskopfes, der von der Kathode und dem Wehnelt-Zylinder zusammen
gebildet wird, nur sehr wenig verändert ist. Beispielsweise kann man feststellen,
daß eine selbst nur geringfügige Drehung des Strahlungskopfes, bestehend aus der
Einheit von Kathode und Wehnelt-Zylinder um eine Achse senkrecht zur Bündelhauptachse
eine Verdoppelung der Schweißgeschwindigkeit gestattet.
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Ebenso werden -sehr vorteilhafte Ergebnisse erzielt, wenn man eine
schwache Drehung der die Kathode, den Wehnelt-Zylinder und die Anode umfassenden
elektrischen Einheit um eine Achse senkrecht zur Verbindungsebene vornimmt, . die
durch den natürlichen Brennpunkt des Elektronenbündels am Ausgang des Beschleunigungsraumes
oder des Bündelknotens geht. In allen vorstehend untersuchten Fällen wurde die Konzentrationslinse
des Bündels auf dem zu schweißenden Kück im allgemeinen mittels zwei umgekehrten
Wicklungen gebildet, um die Orientierung der Energieunsyznmetrie des Bündels konstant
zu halten.
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Statt auf die Einheit aus Kathode und Wehnelt-Zylinder einzuwirken,
kann
man auch eine Vorrichtung vorsehen, bei der die bauliche Unsymmetrie sich aus einer
Neigung der Kathode allein ergibt. Eine -solche Montage bietet einen sehr beachtlichen
Vorteil hinsichtlich ihrer Einfachheit. Eine sehr schwache Drehung der Kathode kann
indessen je nach der Art der Arbeitskanone und der geometrischen Struktur der Elektroden
eine setliche Verschiebung des Bündels in der Ebene der Anode hervorrufen, die ihrerseits
Änderungen in dem Bündel und die Unmöglichkeit der Erzielung der Fokussierung des
Bündels mit sich bringt. Diese Montage bietet alle ihre Vorteile, wenn die Kanone
Elektroden besitzt, die an eine solche seitliche Veschiebung angepaßt sind.
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Was schließlich die Kathode betrifft, so kann man auch eine heterogene
Struktur der Kathode vorsehen. Diese Struktur wird erhalten, indem eine ausstrahlende
Oberfläche gebildet wird, die für eine gegebene Temperatur einen verschiedenen Emissionsfaktor
an zwei Punkten der Kathode aufweist, während der Aufbau der Einheit aus Kathode,
WehndE-ZylindetAnd Anode unverändert bleibt.
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Die Heterogenität des Kathodenaufbaus erreicht man auch, indem man
ihr beispielsweise eine ovale, elliptische oder rechteckige Form gibt. Man erhält
so dieselben Ergebnisse wio vorstehend.
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Es ist auch versuchsweise eine elektrostatische Einheit aus Kathode,
Wehnelt.Zlinder und Anode von schwach ovaler Form gebildet worden. Das erhaltene
Bündel bietet dieselben Vorteile wie vorstehend, jedoch hat sich die maschindle
Fertigung einer
solchen Einheit als schwierig erwiesen, und es scheint,
daß diese Montage, obwohl sie vorteilhaft ist, gewissen speziellen Fällen vorbehalten
bleiben soll.
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Dieselbe Heterogenität mit daraus resultierenden Vorteilen ist ach
erreicht worden, indem man den Wehnelt-Zylinder in mehrere Sektoren aufgetrennt
hat, die auf verschiedenen Potentialen gehalten werden.
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Unter die Konzentrierungsspule oder in ihrer Nähe kann man auch zwei
Spulen von schwacher Leistung einführen, die zu beiden Seiten des Bündels symmetrisch
angeordnet und derart orientiert sind, daß zwei gleichnamige Pole einander gegenüberliegen.
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Die Installation dieser zwei Spulen von schwacher Leistung, digclur
Verbreiterung des Bündels in der Schweißebene bestimmt Sind, lassen sich nicht mit
den in der Elektronenoptik benuten Maßnahmen in Übereinstimmung bringen. Außerdem
liefern im vorliegenden Fall die Spulen keine Ablenkung in der Axialebene, während
der Umfang des Bündels gestört ist und einerAblenkung unterliegt, die bestrebt ist,
die Elektronen zur Axialebene zurückzubringen; die Fokussierung hört auf, an einem
Punkte wirksam zu werden, um in der Nähe der Focalebene ein Bündel zu ergeben, dessen
Form diejenige einer Brennfläche ist. Die Tiefenregelung spielt hier eine eehr wesentliche
Rolle, weil diese ~ Oberfläche sich entlang der Bündelachse entwickelt.
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Ein elektrostatisches Feld mittlerer Amplitude, das sich zwischen
zwei
parallelen Elektroden oder zwischen zwei unter sich ein Dieder bildenden Elektroden
einstellt, gestattet ebenfalls, das Bündel in der Schweißebene zu erweitern.
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Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen ohne Beschränkung hierauf.
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Fig. 1 ist die Ansicht einer Schweißraupe.
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Fis. 2 zeigt schematisch ein Schweißgerät nach der Erfindung, bei
welchem der Strahlungskopf bestehend aus der Kathode und dem Wehnelt-Zylinder durch
Translation und/oder durch Drehung verlagert werden kann.
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Fig. 3 zeigt schematisch ein Schweißgerät, bei dem die Einheit aus
Kathode, Wehnelt-Zylinder und Anode sich um einen kleinen Winkel neigen kann.
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Fig. 4 zeigt eine Kathode von unsymmetrischer Emissionsfähigkein.
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Fig. 5 und 6 sind zwei Ansichten eines Wehnelt-Zylinders, der eine
Unsymmetrie aufweist.
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Fig. 7 und 8 zeigen eine Vorrichtung, bei der das Bündel durch Zwischenfiigung
von zwei Magnetspulen modifiziert worden ist, die unmittelbar unterhalb der Konzentrierungsspule
mgeordnet
sind.
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Wenn man Mg. 1 betrachtet, sieht man zwei Stücke 1 und 2 aus nichtrostendem
Stahl, die stumpf aneinandergestoßen sind, und die zwischen sich freie Ränder längs
der engen Aushöhlung 3 aufweisen, welche die zwei Stücke trennt. Bei 4 ist die mit
einem bekannten symmetrischen Bündel bei einer Geschwindigkeit unterhalb 5 m/min-ausgeführte
Schweißung zu sehen. Das Bild der Schweißraupe ist durch Riefen von kleinen Abmessungen
gekennzeichnet. Bei 5 ist das Bild wiedergegeben, das die Schweißung annimmt, wenn
die Schweißgeschwindigkgit ganz einfach 5 m/min überschreitet und die Arbeit mit
einem bekannten symmetrischen Bündel ausgeführt wird, gleichgültig, welche Regelungen
insbesondere für die Leistung und die Fokussierung vorgenommen werden. Die Schweißung
ist ungenau, und man sieht das Auftreten von Höhlungen 6 und von großen Tropfen
7.
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Ein solches Bild führt nahezu von selbst zu einer zu raschen Abkühlung
der schmelzenden Masse.
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Fig. 2 zeigt eine Kanone gemäß der Erfindung, bei der der Strahlungskopf
translatorisch und/oder drehend gegenüber dem übrigen Aufbau verlagert werden kann.
Der Aufbau der Kanone hat die Symmetrieachse 10. Ein einziges Speisekable zur Zuführung
der Hochspannung,der Heizung usw. ist mit einer Helle 11 umgeben. Ein Hochspannungsisolator
12 dient als mechanischer Träger des Strahlungskopfes 13, der eine Kathode 8 und
einen Wehnelt-Zylinder 9 starr miteinander verbunden aufweist.
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Unterhalb der Kathode befindet sich in einem gewissen Abstand von
dieser die Anode 16 und anschliessend ein gekühltes Diaphragma 17, die beide mit
einer dffnu-ng durchbohrt sind, deren Durchmesser beispielsweise in der Größenordnung
von 3 mm liegt. Die Pfeil-e 67 und 68 bedeuten den Eintritt und Austritt von Kühlwasser
für eine in dem Diaphragma ausgearbeitete Höhlung, die eliErisch von der Anode isoliert
ist. Ein Schieber 18 mit kugelschalenförmigs Buchse trägt Spiegel 18.
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Dieser Schieber unterteilt den Raum der Kanone in zwei Volumina, die
voneinander getrennt werden können. Eine opti-sche Betrachtungseinrichtung 20 oder
eine Fernsehkamera benutzen die Spiegel 19 zur Axialbeobachtung, wenn der Schieber
geschlossen ist und zur paraxialen Beobachtung, wenn der Schieber offen ist, insbesondre
während der Schweißung. Eine Konzentrierungslinse 21 besitzt zwei umgekehrte t#icklungen.
Ferner sind die Spulen 22 zur Ablenkung der Gesamtheit des BUndels mrgesehen, wie
sie für andere Zwecke schon bekannt sind. Ein Bundring 23 und eine Dichtung 24 gestatten
die Öffnung des Volumens, das den Strahlungskopf 13 enthalt. Ein Flansch 25 für
den Ansatz der Pumpe gestattet, diese Volumen unter einem angelegten Vakuum zu halten.
Das Diaphragma 17 gestattet nämlich, im Inneren des Volumens, das den Strahlungskopf
enthält, ein höheres Vakuum herrschen zu lassen, als in dem Raum, der unterhalb
dieses Diaphragmas liegt, und der ohne weiteres beträchtlich unter dem Primärvakuum
gehalten werden kann, unter dem die Schweißung erfolgt. Außerdem gestattet die Schließung
des Schiebers 18, den Strahlungskopf unter hohem Vakuum zu halten, wenn die Pumpung
im
unteren Teil unterbrochen wird, wo dann Luftdruck herrschen kann.
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Der Strahlungskopf kann gegenüber der hauptachse der Kanone eine unymmetrische
Lage einnehmen. Die von dem Isolator 12 und dem Kabel 11 gebildete Einheit, die
als Träger für den Strahlungskopf dient, ist nämlich derart montiert, daß sie translatrischen
Bewegungen in zwei zueinander und zu der Schußachse senkrechten Richtungen , z.
B. aufgrund von Gleitbahnen 14, unterzogen werden kann.
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Außerdem kann das Ganze sich um eine Drehachse senkrecht zur Ebene
der Schweißverbindung oder zur tangentialen Ebene an der Verbindung mit der Schnittstelle
der Schußlinie neigen, wenn die Schweißung nicht geradlinig erfolgt. Wenn man, wie
meistens in der Technik des Elektronenbombardements, den natürlichen Brennpunkt
des Elektronenbündels am Austritt des Beschleunigungsraumes mit dem englischen Auituck
"cross-over" bezeichnet, kann man sagen , daß die Drehachse des Strahlungskopfes
ungefähr durch den "cross-over" geht, der andererseits im allgemeinen im Inneren
der Anode 16 liegt. Diese Drehung des Aufbaues von Isolator und Strahlungskopf.erfolgt
mittels einer Gleitbahn 15.
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Die Abdichtung des in dem Strahlungsraum im Augenblick einer Drehung
längs der Gleitbahn 15 herrschenden Vakuums wird durch eine Dichtung 26 gewährleistet.Ebenso
wird die Abdichtung der Translationsbewegungen vermittels einer Dichtung 27 erreicht.
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Die Konzentrationslinse besteht aus zwei Spulen, die derarttxngekehrt
sind, daß sie gestatten, die Orientierung der Unsymmetrie des aufstromseitig von
dieser Linse erzeugten Bündels konstant zu halten. Diese Anordnung gestattet eine
Vereinfachung der Regelung. Es versteht sich von selbst, daß die Vorrichtungen,
welche die Translations- und Drehbewegungen des Strahlnngskopfes gestatten, nicht
unbedingt zugleich an demselben Schweißgerat montiert sein müssen, und daß das Gerät
beispielsweise auch eine Translationsgleitbahn, zwei Translationsgleitbahnen oder
nur einePvotationsgleitbahn aufweisen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Andererseits kann die Länge dieser Gleitbahnen kurz sein und höchstens
einige cm oder sogar nur einige mm betragen, zumal da eine Verlagerung des Strahlungskopfes
selbst von nur schwacher amplitude sich ausreichend entwickit, um eine Verlängerung
des Brennfleckes zu erzielen, die eine Verdoppelung der Schweißgeschwindigkeit gestattet.
Es ist andererseits einleuchtend, daß es dann notwendig ist, die eingesetzte Leistung
in einer gewissen Proportion zu vergrößern.
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Fig. 3 zeigt eine Kanone, bei der der ganze elektrostatische Aufbau
bestehend aus der Kathode, dem Wehnelt-Zylinder und der Anode eine Drehung von geringer
Amplitude um die Symmetrieachse des Aufbaues und insbesondere um die-magnetische
Achse der Konzentrationslinse 21 erfahren hat. Wie in Fig. 2, ist die J;ülle 11
des mit dem Isolator 12 starr verbundenen Speisekabels dargestellt.
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Die Kathode 8 und der Wehnelt-Zylinder 9, die den Strahlungskopf bilden,
werden nicht mehr von dem Isolator 12 getragen.
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Dieser trägt abnehmbare konzentrische Anschlüsse 30, welche die elektrische
Verbindung zwischen dem Kabel 11 der Kathode 8 und dem Wehnelt-Zylinder 9 herstellen.
Die Kathode 8 und der Wehnelt-Zylinder 9 sind hier mechanisch starr mit der Anode
16 mittels eines Bohrlöcher aufweisenden Kupferbügels 28 und einer Isolierscheibe
29verbunden. Die Kathode, der Wehnelt-Zylinder und die Anode bilden also eine mechanisch
formschlüssige elektrostatische Einheit. Das gekühlte Diaphragma 17 bleibt ebenso
wie der Hahn mit der Buchse 18 unverändert, die mit ihren zwei Spiegeln 19 ausgerüstet
ist. Wie im obigen Fall sind die zwei Spulen mit umgekehrter Wicklung, welche ate
Konzentrationslinse 21 bilden, und die Ablenkungsspulen 22 vorhanden. Bei dieser
Vorrichtung wird die Verlängerung des von dem Bündel gel$ferten Brennfleckes in
Richtung der Schweißung dadurch erhalten, daß man den elektrostatischen Aufbau enthaltend
Kathode, Wehnelt-Zylinder und Anode, einige Grade um eine Achse senkrecht zur Schweißebene,
die ungefähr durch den cn;sover" des Bündels geht, d#en läßt.
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Wie im vorhergehenden Fall, werden der obere Teil der Schweißkanone
und der elektrostatische Aufbau gebildet von der Kathode, dem Wehnelt-Zylinder und
der Anode, mittels einer an die Kanone durch den Stutzen 25 angeschlossenen Pumpe
unter starkem Va-Vakuum gehalten. Während der öffnung des oberen Teils der Kanone
durch Drehung um die Achse 66 des Bundringes 23 gestatten die konzentrischen lösbaren
Anschlüsse 30, die Trennung zwischen
dem elektrostatischen Block
und den Leitern, die darin münden.
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Fig. 4 zeigt eine andersartige Kathode, montiert in ihrem Träger.
Der aus Tantal gefertigte Kathodenträger 31 besitzt einen flachen Teil 32, der die
Befestigung der Kathode auf einem Ansatzstück in einer gegebenen Lage gestattet,
die genau durch einen Einschnitt 33 definiert ist; ein Zylinderteil 34, in dem die
eigentliche KathodQhontiert ist, besteht aus zwei Matelialstücken 35 und 36 in Relativlagen,
die keine Drehsymmetrie aufweisen. So hat man für eine bei 2.2000C arbeitende Kathode
bei 35 Tantal angeordnet, das bei dieser Temperatur stark emittiert. Das Kathodenstück
36 besteht aus Wolfram.
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Für eine bei 1.4000C arbeitende Kathode ordnet min Lantanhexaborid
LaB6 bei 35 und einen Sinterkörper aus W, Th und Zr bei 36 an.
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Sig. 5 ist eine schematische Ansicht einer Kathode 41 und eines Wehnelt-Zylinders
mit mehreren Sektoren 42, 43, 44, 45 in der Bündelachse. Die Kathode 41 ist zylindrisch
und besteht aus einem Material, wie es allgemein für die Herstellung von Kathoden
verwendet wirdsund undkann besonders unter den vorstehend genannten Materialien
gewählt werden. Die Heizung der Kathode erfolgt im vorliegenden Beispiel mittels
einer Blektronenbombardementhilfikanone, sie kann ber auch durch jedes andere bekannte
Mittel erreicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die verschiedenen
Sektoren des Wehnelt-Zylinders
werden auf verschiedenen Potentialen
gehalten, die alle negativ zur Kathode sind.
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Im Fall der Fig. 5 befinden sich die Sektoren 43 und 45 auf Potentialen
von -200 V gegenüber der Kathode und die Sektoren 42 und 44 auf -500 V gegenüber
der Kathode. Daraus folgt, daß die Emissionszone 46 sich ungefähr aif eine Ellipse
zusammenzieht, deren Achsen 1,6 und 2,9 mm sein wü#rden, während bei 41 die kreisförmige
Kathode in Schnittansicht dargestellt ist. Bei 47 sieht man die Form, die das von
der Kathode emittierte Elektronenbündel annimmt. Es ist festzustellen, daß es nicht
den Umfangsteil der Kathode in einem Schnitt nach Linie 40-40' berührt.
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Fig. 7 und 8 zeigen eine Elektronenkanone, bei der das Elektronenbündel
durch Zwischenschaltung von zwei Deformationsspulen für das Bündel modifiziert ist,
die unmittelbar unterhalb der Konzentrationsspule angeordnet sind. Die Konzentxationsspule
51 ist symmetrisch um die Achse 10 des allgemeinen Aufbaus der Elektronenkanone
angeordnet, Sie ist in einer Ebene senkrecht zur Bündelachse 10 gewickelt. Die beiden
Deformationsspulen 53 und 54 des Bündels sind in Ebenen parallel zur Achse 10 des
Kanonenaufbaus gewickelt. Die Deformatbnsspulen sind auf einem Tragaufbau 55 montiert.
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Fig. 8 ist ein Schnitt durch Fig. 7 nach Linie 50-50' und zeigt die
Deformationsspulen.53 und 54 sowie den Tragaufbau 55. Es ist zu betonen, daß die
Spulen über einen gewissen Winkel
um ihre Achsen 56 bzw. 57 wie
in strichpunktierten Linien dargestellt, kippen können, während-der Tragaufbau 55
um die Achse 10 drehen kann. Die elektrische Speisung der Deformationsspulen 53
und 54 erfolgt deratt, daß ein im Zentrum des Bündels befindlicher Beobachter gleichnamige
Magnetpole sieht.
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Das Bündel besitzt aufstromseitig von den Deformationsspulen 53 und
54 eine Axialsymmetrie, weil die ganze auf der Aufstromseite liegende Vorrichtung
zu der Achse 10 symmetrisch ist. Der Schnitt 59 des Bündels aufstromseitig von den
Spulen in einer ebene senkrecht zur Achse 10 ist kreisrund. Dagegen sind die Schnitte
60 des Bündel#n einer Ebene senkrecht zur Symmetrieachse, die abstromseitig von
der Schnittebene 50-50' geführt sind, elliptisch. Dasselbe gilt für einen andren
Schnitt 61 des Bündels drch eine andere Ebene senkrecht zur Achse 10.
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Die raeuartigkeit bezüglich der durch die vorstehend beschriebenen
maßnahmen erhaltenen Deformationen besteh-t darin, daß die große Achse 62 des Schnittes
60 nicht parallel zur großen Achse 63 der Ellipse 61 ist, die durch die Durchdringung
des Bündels durch eine andere Ebene senkrecht zur Achse 10 erhalten wird. Die so
in einer Ebene senkrecht zur Kanonenachse erhaltene Ellipse verformt sich also,
wenn sich die Durchdringungsebene längs der Achse 10 der Kanone verschiebt. Sie
nimmt insbesondere an einer Stelle 64 eine Kreisgestalt an. Das Bündel hat also
das Verhalten einer in der Nähe des Punktes 64 stärker zusammengezogenen Brennfläche,
die sich aber oberhalb und unterhalb hiervon verbreitert. Diese Eigenschaft des
Bündels
ist besonders vorteilhaft, wenn es sich darum handelt,
Stücke stumpf aneinander zu schweißen, deren in Kontakt zu bringende Flanken ungenügend
bearbei# sind. Es ist dann nämlich möglich, das Bündel derart zu regeln, daß der
Schnitt der minimalen Brennfläche, der dem Punkt 64 entspricht, sich zwar am Body
der Schweißung bildet, aber das Bündel auf dem Niveau der Eintrittsfläche des Bündels
in die zu schweißende Verbindungsstelle einen elliptischen Schnitt aufweist, dessen
große Achse mit der Verbindungsebene einen Winkel 0 bildet. Man kann so alle Unebenheiten
und alle anderen Unvollkommenheiten der Flanken der zu verschwhißenden Stücke verschwinden
lassen, ohne daß die in der Tiefe der Schweißung aufgebrachte Leistung sich merklich
vermindern würde Ein anderes Mittel zur Deformierung des Bündels kann in zwei Elektroden
bestehen, die auf Potentialen von gleichem Vorzeichen gehalten und unterhalb der
Konzentrationslinse sehr nahe zu dieser angeordnet shd. Diese Elektroden können
beispielsweise an demStandort der beiden Spulen 22 angeordnet sein, die in Fig.
2 und 3 geschnitten dargestellt sind. Diese Elektroden sind beispielsweise eben
und zueinander parallel.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen
den ganzen Umfang der Erfindung besser verstehen.
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Entwickelt für die rasche Schweißung von Blechen geläufiger Dicke
oder dünnen Blechen bie# sich die Kanone nachher Erfindung auch für die Ausführung
von tiefer Schweißung bei
dicken Stücken an. Die Verlängerung des
Bündels in Richtung der Verbindungsebene, wie sie mit der Vorrichtung gemäß der
Erfindung verwulrklicht wird, gestattet nämlich,bei, gleicher Leistung eine verlängerte
Heizung,des schmelzenden Metalls zu erzielen, Daraus ergibt ch eine sehr erhebliche
Verminderung des Temperaturgefälles, wodurch die Kristallisationsbedingungen verbessert
werden. Außerdem schützt die Verlängerung der geschmolzenen Zone diese vor Folgen
aufgrund rascher Leistungsschwankungen des Bündels und Erscheinungen der Schiingungsdynamik,
die ihren Ursprung in dem Bad nehmen. Schließlich gestattet die Tatsache, daß die
erzielte Beheizung verlängert ist, eine vollständigere Abziehung der Gase, die vorher
von dem Metall sorbiert worden sind, und der Metalldämpfe.
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Infolgedessen gestattet die Kanone, mit örtlicher Unsymmetre nach
der Erfindung, alle Schwierigkeiten zu beheben, die sich dem Benutzer sowohl für
die rasche Schweißung wie für die Tief schweißung stellen.