3.2. S-Band Beschleunigungsstrukturen

Maschine - Vakuum

3.2. S-Band Beschleunigungsstrukturen

Neukonstruktion und neue Fertigungsverfahren
für den Bau von Beschleunigungsstrukturen

Konstruktion, mechanische Fertigung und Fügetechnik.

Anforderung für die Konstruktion:

Die Energie einer Struktur sollte 57 MeV betragen oder noch verbessert werden.
Als Grundmaterial wurde Kupfer der Qualität NA-BE El (electronic) nach DIN 50049, 3.1 B Zeugnis gewählt.
Die Beschleunigung erfolgt in den 154 einzelnen Resonator-Zellen (Iristöpfen).
Einige dieser Iristöpfe weisen Besonderheiten auf, wie z. B. Antennenanschlüsse und am Ende die sog. „ Load “
(Kanthalbeschichtung).
Erstes Element einer Struktur ist die Koppelzelle zur Einkoppelung der Hochfrequenz.
Diese bei DESY entwickelten Techniken kamen das erste Mal beim Neubau von Beschleunigungsstrukturen für den LINAC II ,
parallel zum S- Band Projekt, zum Einsatz.
Alle Einzelbauteile werden in mehreren Schritten gefügt. Die Fügetechnik sowie alle Hochfrequenz- und Vakuumprüfungen werden
bei DESY ausgeführt.

Daraus hat sich folgende Konstruktion ergeben :

Abb. 3.1.1 Resonator - Zelle (Iristpopf)

Abb. 3.1.2

Fertigung und Lötungen:

Die Fertigung der Einzelteile lag in den Händen der
Fa. HANSA PRESS - MASCHINENBAU GmbH,
in enger Zusammenarbeit mit MVS.
Das Fügen der Einzelteile wurde allein von MVA durchgeführt.
Zum Einsatz kamen dabei Vakuumöfen,
Schutzgasofen und eine Induktionslötanlage
Mittelfrequenzgenerator mit 100 kw und 9 - 25 kHz).
Dabei hat sich gezeigt, dass es erforderlich ist, die Teile in mehreren Lötstufen zu löten,
d. h. mit unterschiedlichen Temperaturen.

Protokoll für das Löten der Beschleunigungsstrukturen:

Koppelzelle: Vorablötungen Edelstahl an Kupfer im Vakuumofen.

Lot: L-Cu Sn12/20 ( Draht/Folie) 1015 °C

Zellenlötung Kupfer an Kupfer im Vakuumofen.

Lot : L-Ag72 (Draht/Folie) als Stufenötung 810°C

- 860°C

Abb. 3.1.3
Abschnittslötungen von 16 einzelnen Iristöpfen im Vakuumofen vertikal.
Lot: L-Ag72 (Draht) bei 860°C.

Abb. 3.1.4. Löten von 3 Abschnitten induktiv vertikal zu Teilstrukturen.
Lot: L-Ag72 (Draht) bei 840°C

Abb. 3.1.5. Löten von 3 Teilstrukturen induktiv horizontal zur Beschleunigungsstruktur
Lot : L-Ag72 (Draht) bei 820°C

Abb. 3.1.6. Auflöten der 8 auf dem Umfang positionierten Kühlkanäle im Schutzgasofen horizontal.
Lot: L-Sn Ag5 bei 250°C

Im Anschluss an das Löten erfolgte das "Tunen" der gesamten Struktur und das Einmessen der Antennen-einsätze im DESY HF-Labor. Danach wurde der Vakuumtest, sowie die Druckprobe der Kühlleitungen (15 bar) durchgeführt. Zum Abschluss wird die komplette Beschleunigungsstruktur in das Hüllrohr eingezogen und positioniert.

Abb. 3.1.7. Das Einziehen der Struktur

Abb. 3.1.8. Beschleunigungsstruktur komplett