Che cos'è la saldatura a fascio di elettroni?

La saldatura a fascio di elettroni (EBW) è un processo di saldatura per fusione che utilizza un fascio stretto di elettroni ad alta energia per fondere il materiale e creare una saldatura che unisce due pezzi di metallo. Gli elettroni - particelle subatomiche a carica negativa - vengono accelerati fino a raggiungere dal 30 al 70 percento della velocità della luce. A questo ritmo, il fascio di elettroni è in grado di riscaldare le superfici da saldare alla temperatura necessaria. EBW è una forma di saldatura a bassa pressione che richiede un alto vuoto. I requisiti di EBW la rendono una delle forme più costose di saldatura per fusione, ma la qualità e la profondità della saldatura la rendono la scelta migliore per situazioni specifiche, come alcune applicazioni aeronautiche.

A differenza di altre forme di saldatura, la saldatura a fascio di elettroni non richiede un "filo di riempimento" - un filamento di metallo posizionato tra i due pezzi da saldare insieme. L'intera saldatura viene creata dal metallo dei pezzi che vengono uniti. Il fascio di EBW è molto stretto, permettendogli di funzionare in situazioni in cui si desidera un riscaldamento minimo del materiale complessivo.

È necessario un vuoto per creare il raggio in EBW. Di solito, una serie di camere a vari livelli può essere utilizzata per creare un EBW in grado di saldare materiale al di fuori del vuoto. I metodi a basso o non vuoto, tuttavia, possono sacrificare la purezza della saldatura, nonché la profondità decrescente e la larghezza crescente.

La saldatura a fascio di elettroni presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri tipi di saldatura per fusione. Il maggiore rapporto profondità-larghezza di EBW nel vuoto lo rende adatto a giunti spessi. La corsa stretta della trave aiuta anche a limitare la distorsione dei materiali saldati riducendo la superficie totale che viene riscaldata. Le dimensioni della saldatura possono essere più coerenti rispetto ad altri tipi di saldatura e EBW in genere crea una saldatura più forte della media.

La natura di EBW può anche essere utile per unire metalli diversi. La saldatura a fascio di elettroni può anche funzionare per unire metalli reattivi - metalli che reagiscono prontamente quando riscaldati - e metalli refrattari - metalli resistenti al calore, con un punto di fusione superiore a 3000 a 3100 ° F (circa 1650-1700 ° C).

La caratteristica più proibitiva della saldatura a fascio di elettroni è il costo delle apparecchiature, che è molto più specializzato rispetto ad altre tecniche di saldatura per fusione. Potrebbero inoltre verificarsi costi di installazione elevati prima di stabilire la saldatura. La necessità di lavorare all'interno di un vuoto può anche rivelarsi limitante alla dimensione dei pezzi che possono essere uniti con EBW.