Mecanica

Capitulo IV 4.3.4. OTROS PROCESOS DE SOLDADURA POR FUSIÓN

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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 deelectrones La 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 hazelectrones opera 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 sebasa en:

PD =
Donde: PD = densidad de energía, en W/ mm ; f1 = E= I= A=
2

f 1 EI A

4.11

eficiencia de transferencia de calor -los valores normales para la soldadura con haz de electrones varían de 0.8 a 0.95 voltaje de aceleración, en V; corriente del haz, en A; el área de la superficie de trabajo en la que se concentra el haz de electrones, en mm .
-3 -3 2 2

Las áreas comunespara la soldadura 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 tiemporequerido para 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 la cual 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 UMSS- Facultad de Ciencias y Tecnología 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 dosúltimas operaciones, 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 deelectrones, 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...