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Soldadura por Haz de Electrones (Electron Beam Welding)



Electron Beam Welding (EBW) es una técnica de soldadura no convencional basada en la fusión de un material mediante el calor generado cuando un haz de electrones es acelerado por un campo eléctrico e impacta contra una pieza metálica.

Las propiedades únicas de la soldadura por haz de electrones permite su aplicación a un amplio rango de materiales y combinaciones de materiales diferentes que por otros métodos de soldadura por arco presentaría gran dificultad. Por ejemplo: Es posible realizar soldaduras sobre materiales de gran grosor con una raíz de soldadura muy estrecha, lo que reduce la zona afectada por el calor lo que además de minimizar el pandeo, tiene la ventaja que materiales como aleaciones de AlCu de la serie 2000 que no se pueden soldar por otras técnicas por el riesgo de que se formen grietas durante la solidificación (hot cracks) sí puedan soldarse mediante haz de electrones.

Aluminio y sus aleaciones:

La soldadura por haz de electrones es un proceso muy adecuado para la soldadura de aluminio y sus aleaciones debido a que la película de óxido de alto punto de fusión que interfiere con otros procesos de soldadura, aquí se destruye fácilmente por la intensidad del impacto de los electrones. El decapado de la superficie de la pieza en la zona de soldadura previo a la soldadura reduce la capa de óxido y por lo tanto mejora el comportamiento de flujo y la calidad de soldadura con porosidad reducida. Es posible alcanzar profundidades de soldadura de 200 mm con cordones de soldadura muy estrechos.

Cobre y sus aleaciones

Casi todas las aleaciones de cobre -excepto el latón y la alpaca - son relativamente fácilmente soldables mediante EBW. El haz de electrones de alta energía permite soldar el cobre sin necesidad de precalentar la unión hasta profundidades de 50 mm de una sola pasada.

Metales refractarios y reactivos.

Los metales con alto punto de fusión también son soldables por haz de electrones gracias a la potencia del haz. Debido a las condiciones de vacío inherentes al proceso de soldadura por haz de electrones, es posible soldar metales reactivos como el titanio sin oxidación, precipitación de carburos o problemas de fragilización por hidrógeno. Por estos motivos, la industria aeronáutica se ha decantado para piezas de seguridad crítica por la soldadura por haz de electrones

Zirconio y Niobio son metales de gran aplicación en la industria nuclear y en la fabricación de componentes para aceleradores de altas energías pero que son también capaces de reaccionan con gases residuales, por dicho motivo el proceso de EBW es cada vez más demandado para estas aplicaciones.

Los mismos motivos se aplican para justificar el éxito de la soldadura EBW a metales como el tántalo, iridio, vanadio y sus aleaciones.

Aceros y otras aleaciones ferrosas

La mayoría de los aceros que son adecuados para soldarse por técnicas convencionales de fusión lo son también para soldarse por EBW. En general teniendo en cuenta la mínima zona afectada por el calor y la ausencia de hidrógeno debida a que el proceso se realiza en vacío durante el proceso de EBW hacen que puedan soldarse la mayoría de estos materiales sin especiales precauciones. El hierro dulce y las aleaciones de hierro que contienen silicio - como las utilizadas en transformadores y motores eléctricos pueden soldarse fácilmente mediante soldadura por haz de electrones.

Aceros Austeniticos, duplex,y aceros altamente aleados.

La ausencia de oxígeno propia del proceso en vacío de la soldadura EBW produce enormes beneficios. En el caso de aceros dúplex y austeníticos con presencia de nitrógeno en sus aleaciones es necesario previamente a la realización de la soldadura efectuar unas pruebas para obtener los parámetros que permitan eliminar el riesgo de formación de poros por desgasificado del nitrógeno especialmente en aceros duplex.

Aceros de construcción, aceros ferríticos resistentes a la corrosión y aceros templados.

Aceros ferríticos hasta con un 0.2% de contenido en carbono son considerados normalmente como de fácil soldeo. Si contienen mayor cantidad de carbono es necesario realizar un precalentamiento

Niquel and Aleaciones de Níquel.

El niquel puro y las aleaciones de níquel - cobre, así como muchas de las aleaciones níquel-hierro son fácilmente soldables mediante EBW en contraste con la soldadura por arco. El Inconel 617 puede soldarse por EBW con la seguridad de ausencia de grietas por soldadura.

Soldadura de metales distintos.

Esta es una de las grandísimas ventajas de la soldaduras por haz de electrones - el haz es tan intenso- que permite la unión de metales de distinto punto de fusión y diferentes conductividades térmicas.