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Tiefenschweissung
Entstehung der Tiefenschweissung
Die im Vakuum beschleunigten und fokussierten Elektronen treffen auf das Werkstück auf. Unterhalb des Brennfleckes (Durchmesser 0,1 bis 0,15 mm) wird die kinetische Energie der Elektronen in Wärme umgewandelt.Die Elektronen schmelzen die Oberfläche auf und ein Teil des geschmolzenen Metalls beginnt schlagartig zu verdampfen. Der Dampfdruck verdrängt die Schmelze und es entsteht ein Dampfkanal, die Kapillare. Dampfdruck, Oberflächenspannung und das Gewicht der Schmelze sind im Gleichgewicht.
Der Druck des Metalldampfes ist in der Mitte am höchsten. Durch den Dampfkanal können die Elektronen tiefer in das Werkstück vordringen und es entsteht die Tiefenschweissung.
Die Kapillarwände bestehen aus der Schmelze des Werkstoffes. Im Zentrum der Kapillare befindet sich ionisierter Metalldampf. Wird der Elektronenstrahl weiter bewegt, schliesst sich die Kapillare wieder und wandert mit dem Elektronenstrahl mit.
Das Schmelzen & Verdampfen des Werkstoffes läuft auch in der Tiefe im Millisekundenbereich ab und es können Nähte mit einem Breiten/Tiefen-Verhältnis von 1:50 entstehen. Der Prozess Tiefenschweissung gestaltet sich nicht so einfach ab, wie bisher beschrieben.
Komplizierte dynamische Vorgänge in der Tiefenschweisskapillare können zu den charakteristischen Nahttiefeschwankungen, die sogenannten Spikes führen.