Soldadura Por Fusioin

Capitulo IV
4.3.4.

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OTROS PROCESOS DE SOLDADURA POR FUSIÓN

Algunos procesos de soldadura por fusión no pueden clasificarse como soldadura con arco
eléctrico, por resistencia o con oxígeno y gas combustible. Todos estos procesos usan una tecnología
singular con la que se desarrolla el calor para la fusión, y por lo regular las aplicaciones son únicas.
4.3.4.1. Soldadura con haz de electronesLa soldadura con haz de electrones, SHE (en inglés electron beam welding, EBW), es un proceso
de soldadura por fusión en el cual el calentamiento para el proceso se proporciona mediante una
corriente muy concentrada de electrones de alta intensidad que chocan contra la superficie de trabajo. El
equipo es similar al que se usa para el maquinado con haz de electrones. La pistola de haz electronesopera a alto voltaje para acelerar los electrones (por ejemplo, lo común es de l0 a 150 KV) y las corrientes
del haz son bajas (medidas en miliamperes). La energía en la EBW no es excepcional, pero sí su
densidad de energía. Una alta densidad de energía se obtiene concentrando el haz de electrones sobre
un área muy pequeña de la superficie de trabajo, de modo que la densidad de energía PD se basaen:

PD =

f 1 EI
A

4.11

Donde:
2

PD = densidad de energía, en W/ mm ;
f1 =

eficiencia de transferencia de calor -los valores normales para la soldadura con haz de electrones
varían de 0.8 a 0.95

E=

voltaje de aceleración, en V;

I=

corriente del haz, en A;

A=

el área de la superficie de trabajo en la que se concentra el haz de electrones, en mm .

2

-3

-3

2

Las áreas comunes para lasoldadura con haz de electrones varían de 13 x 10 a 2000 x 10 mm .
El proceso tiene sus orígenes en los años cincuenta en el campo de la energía atómica. La primera
vez que se llevó a cabo tuvo que realizarse en una cámara de vacío para evitar que las moléculas de aire
trastornaran el haz de electrones. Este requerimiento es todavía un serio inconveniente en la producción,
debido al tiempo requeridopara vaciar la cámara antes de la soldadura. El tiempo de bombeo, como se le
denomina, puede requerir hasta una hora, dependiendo del tamaño de la cámara y del nivel de vacío
requerido. Actualmente, la tecnología para EBW ha avanzado al punto que algunas operaciones se
ejecutan sin vacío. Se distinguen tres categorías: 1) soldadura al alto vacío, SAV (en inglés high vacuum
weIding, EBW-HV), en lacual la soldadura se realiza en el mismo vacío que se usa para la generación
del haz; 2) soldadura al medio vacío, SMV (en inglés médium vacuum welding EBW-MV), en el cual la
operación se ejecuta en una cámara separada, en donde sólo se obtiene un vacío parcial; y 3) soldadura
sin vacío, SSV (en inglés non vacuum welding, EBW-NV), en la cual la soldadura se realiza a una presión
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Ing. Mecánica – Tecnología Mecánica II

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atmosférica normal o casi normal. El tiempo de bombeo durante la carga y descarga de la parte de
trabajo puede reducirse en la soldadura con haz de electrones al medio vacío y minimizarse en la
soldadura con haz de electrones sin vacío, pero todavía se paga un precio por esta ventaja. En las dos
últimasoperaciones, el equipo debe incluir uno o más divisores de vacío (orificios muy pequeños que
impiden el flujo del aire, pero permiten el paso de un haz de electrones) para separar el generador del
haz, el cual requiere un alto vacío, de la cámara de trabajo. Asimismo, en la soldadura con haz de
electrones sin vacío, el trabajo primero debe ubicarse cerca del orificio de la pistola de haz de electrones,aproximadamente a 13 mm o menos. Por último, en los procesos con un vacío menor no se puede
obtener alta calidad en la soldadura, como tampoco la relación entre profundidad y anchura que se
obtiene en la EBW-HV.
Cualquier metal que pueda soldarse por EBW también puede recibir soldadura con haz de
electrones, al igual que ciertos metales refractarios difíciles de soldar que no son convenientes para...