Qu’est-ce que le soudage par faisceau d’électrons (EB) ?
Le soudage par faisceau d’électrons est un procédé dans lequel les électrons émis par un tube à électrons sont accélérés à l’aide de champs magnétiques et électriques pour chauffer et faire fondre la pièce à souder (EB).
La cathode du tube électronique émet des électrons chauds lorsqu’elle est chauffée. Ce phénomène d’émission est basé sur le même principe que celui utilisé dans les tubes cathodiques, etc.
Le processus de chauffage et de fusion par irradiation de la pièce par ces électrons chauds s’effectue essentiellement sous vide.
Le processus de chauffage et de fusion par irradiation de la pièce par ces électrons chauds s’effectue essentiellement sous vide. La pièce peut être traitée à partir de plaques épaisses ou minces et se caractérise par le fait qu’aucune déformation ne subsiste dans la zone soudée.
Récemment, des méthodes de soudage pouvant être réalisées dans un environnement à faible vide et des méthodes mobiles à pistolet électronique qui émettent des électrons ont également été utilisées.
Utilisations du soudage par faisceau d’électrons (EB)
Un certain nombre d’applications du soudage par faisceau d’électrons ont été proposées pour différents matériaux.
- Matériaux difficiles à souder avec d’autres méthodes de soudage :
Matériaux métalliques dissemblables tels que l’acier inoxydable et le fer, l’acier inoxydable et le cuivre. - Les pièces soudées qui sont hermétiquement scellées :
Les grandes structures telles que les réservoirs sous pression et les chambres à vide, les pièces de refroidissement telles que les chemises refroidies à l’eau. - Pièces pour faible distorsion et soudage à grande vitesse :
Pièces automobiles telles que les engrenages. - Matériaux qui empêchent l’oxydation de la surface de la pièce pendant le soudage :
Matériaux métalliques actifs tels que le titane et le niobium. - Pièces adaptées au soudage en trou de serrure (soudage par pénétration profonde), aux cordons de soudure minces (métal soudé) et au soudage à faible distorsion :
Matériaux métalliques à forte conductivité thermique tels que le cuivre et l’aluminium.
Principe du soudages par faisceau d’électrons (EB)
Lorsqu’un filament cathodique est chauffé dans le vide, des électrons sont continuellement émis. Les électrons ainsi produits sont appelés électrons thermioniques.
Les électrons chauds émis sont ensuite accélérés par une haute tension (60-150 KV) appliquée entre la cathode et l’anode pour produire un faisceau d’électrons.
Ce faisceau d’électrons est focalisé par une bobine électromagnétique et contrôlé dans le sens du balayage par une bobine de déviation, ce qui permet de concentrer l’irradiation sur un point spécifique de la surface de la pièce à usiner souhaitée.
L’énergie cinétique des électrons chauds qui frappent la pièce est alors convertie en énergie thermique, ce qui réchauffe la surface et fait fondre la pièce, achevant ainsi le processus de soudage.
Le diamètre du point de la machine de soudage par faisceau électrons normalement utilisée est très petit, environ 0,2 mm, et l’effet thermique appliqué à la périphérie de la soudure est minime, de sorte que le soudage peut être effectué avec peu de distorsion restant sur la surface du métal ou à l’intérieur.
L’étendue et la profondeur de la pénétration du métal peuvent être contrôlées en ajustant la puissance du faisceau d’électrons, ce qui permet de souder une large gamme de matériaux d’épaisseur variable, des tôles fines aux tôles épaisses.