Electron Beam Welding of Superconducting Cavities Made of Ultra-Pure Niobium
Igar L. Pobal, Siarhei V. Yurevich
Manufacture of superconducting radiofrequency (SRF) cavities for modern accelerators requires ultra-purity niobium. Joining components of such cavities is only possible with the use of electron-beam welding. Investigations on this topic are carried out in the framework of activities of the Joint Institute for Nuclear Research (JINR, Dubna) for the project of the International Linear Collider (ILC). The aim is to manufacture the prototype of 1.3 GHz single-cell niobium SRF cavity.
In this paper the results of study of electron-beam welding of Nb sheets are presented. The analyses of important characteristics of the material (including residual resistance ratio (RRR), chemical composition, mechanical properties) from different niobium manufacturers were done. The modes for EBW of Nb sheet 2.8 mm thick were explored. Geometry of welds, macro- and microstructure, microhardness and superconducting characteristics of welded joints were investigated. The method of chemical treatment of niobium prior to welding was also elaborated.
Производството на свръх-проводящи радиочестотни (СРЧ) резонатори за модерни ускорители изисква свръх-чист ниобий. Съединяването на компонентите на такива резонатори е възможно само с електронно-лъчево заваряване. Изследването е направено в рамките на провежданите работи от Обединения Институт по Ядрена физика в Дубна за проекта на Международния Линеен Колайдер. Целта е да се произведе прототип на 1.3 GHz едноклетъчен ниобиев СРЧ резонатор. В тази работа са представени резултатите от изследването на електроннолъчево заваряване на ниобиеви листове. Данните от анализът на важните характеристики на материала, включително остатъчното отношение на съпротивлението, химическия състав, механичните свойства от различни производители на ниобий са приведени. Изследвани са режими за електроннолъчево заваряване на ниобиеви листове дебели 2.8 мм. Геометрията на шевове, макро- и микро- структурата им, микротвърдостта и свръх-проводящите им характеристики на заварените шевове са изучени. Методите на химическата обработка на ниобия преди заваряване също са изследвани.
Cite this article as:
Pobal I., Yurevich S. Electron beam welding of superconducting cavities made of ultra-pure niobium. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 49 (5-6), 2014, pp. 103-107, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
