Soldagem por Feixe de Elétrons:Princípio, Funcionamento, Equipamentos, Aplicação, Vantagens e Desvantagens

Hoje vamos aprender sobre soldagem por feixe de elétrons, princípio, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens com seu diagrama. A soldagem por feixe de elétrons é um processo de soldagem em estado líquido. Soldagem em estado líquido são aqueles processos de soldagem em que a junta metal-metal se forma no estado líquido ou fundido. Isso também é classificado como um novo processo de soldagem porque usa a energia cinética dos elétrons para fundir duas peças de metal. Essa soldagem é desenvolvida pelo físico alemão Karl-Heinz em 1958. Nesse processo de soldagem, um alto jato de elétrons atinge as chapas de soldagem onde sua energia cinética se converte em energia térmica. Esta energia térmica é suficiente para derreter as peças de trabalho e fundi-las em uma única peça. Todo esse processo é realizado no vácuo, caso contrário os elétrons colidem com as partículas de ar e perdem sua energia.

Soldagem por feixe de elétrons:

Princípio:

Esta soldagem funciona com o mesmo princípio de usinagem de feixe de elétrons . Este processo usa a energia cinética dos elétrons para produzir calor. Este calor é usado ainda para soldar duas placas de soldagem. Quando um alto jato de elétrons atinge as placas de soldagem, sua energia cinética se converte em energia térmica. Essa energia térmica é suficiente para fundir duas placas de metal para formar uma junta de solda.

Equipamentos:

Fonte de alimentação:

Este processo utiliza uma fonte de energia para fornecer feixe contínuo de elétrons para o processo de soldagem. A faixa de tensão de soldagem é de cerca de 5 – 30 kV para equipamentos de baixa tensão ou para soldagem fina e 70 – 150 kV para equipamentos de alta tensão ou para soldagem grossa.

Pistola de elétrons:

É o coração da soldagem por feixe de elétrons. É um tubo catódico (polo negativo) que gera elétrons, os acelera e os concentra em um ponto. Esta arma é feita principalmente por ligas de tungstênio ou tântalo. O filamento catódico aquecido até 2500 graus centígrados para emissão contínua de elétrons.

Anodo:

O ânodo é um pólo positivo que está logo após o canhão de elétrons. Sua principal função é atrair carga negativa, (neste caso elétron) fornecer-lhes um caminho e não permitir que divirjam de seu caminho.

Lentes magnéticas:

Há uma série de lentes magnéticas que permitem apenas a passagem de elétrons convergentes. Eles absorvem todos os elétrons de baixa energia e divergentes e fornecem um feixe de elétrons de alta intensidade.

Lente eletromagnética e bobina de deflexão:

Lente eletromagnética usada para focar o feixe de elétrons na peça de trabalho e a bobina de deflexão desvia o feixe na área de solda necessária. Estas são as últimas unidades do processo EBW.

Dispositivo de retenção de trabalho:

A EBW usa mesa CNC para segurar a peça de trabalho que pode se mover nas três direções. As placas de soldagem são fixadas na mesa CNC com o uso de dispositivos adequados .

Câmara de Vácuo:

Como sabemos, todo esse processo ocorre em uma câmara de vácuo. O vácuo é criado por uma bomba acionada mecânica ou elétrica . As faixas de pressão na câmara de vácuo são de cerca de 0,1 a 10 Pa.

Trabalhando:

Seu funcionamento pode ser resumido como segue.

• Primeiro, o canhão de elétrons, que é um cátodo, produz elétrons. Esses elétrons se movem em direção ao ânodo, que é carregado positivamente e colocado logo após o canhão de elétrons.
• O ânodo acelera os elétrons e forma um jato de elétrons que se move em direção às lentes magnéticas.
• As lentes magnéticas são uma série de lentes que são usadas para absorver elétrons de baixa energia e não permitem a passagem de elétrons divergentes. Proporciona um jato de elétrons de alta intensidade.
• Agora este feixe de elétrons passa através de lentes eletromagnéticas e bobinas defeituosas que são usadas para focalizar e desviar o feixe de elétrons no ponto desejado. Esta unidade direciona o feixe de elétrons de alta velocidade para a cavidade de solda onde sua cinética energia se converte em energia térmica devido à colisão. Essa energia térmica é usada para criar solda por fusão. Todo esse processo de soldagem é realizado em uma câmara de vácuo, caso contrário, os elétrons colidem com a partícula de ar no caminho e perdem sua energia.

Este trabalho pode ser facilmente compreensível seguindo o vídeo.

Aplicação:

• É usado em indústrias aeroespaciais e marinhas para trabalhos de estrutura
• É usado para unir titânio e sua liga.
• Este tipo de soldagem é amplamente usado para juntar engrenagens , sistema de transmissão , turbocompressor etc. nas indústrias automobilísticas.
• É usado para soldar conectores eletrônicos em indústrias eletrônicas.
• Esse processo também é usado em reatores nucleares e em indústrias médicas

Vantagens e desvantagens:

Vantagens:

• Pode soldar metais semelhantes e diferentes.
• Ele fornece alta taxa de união de metal.
• Baixo custo operacional porque nenhum material de enchimento e fluxo são usados.
• Ele fornece superfície de soldagem de alto acabamento.
• Pode ser usado para soldar materiais duros.
• Menos defeitos de soldagem  ocorrem devido a todo o processo realizado a vácuo.

Desvantagens:

• Alto capital ou custo de configuração.
• É necessária mão de obra altamente qualificada.
• Requer manutenção frequente.
• O tamanho das peças de trabalho é limitado de acordo com a câmara de vácuo.
• Não pode ser feito no site devido ao vácuo.

Trata-se de soldagem por feixe de elétrons, princípio, funcionamento, equipamentos, aplicação, vantagens e desvantagens. Se você tiver alguma dúvida sobre este artigo, pergunte comentando. Se você gostou deste artigo, não se esqueça de compartilhá-lo com seus amigos. Assine nosso site para mais artigos interessantes. Obrigado por ler.


Fonte da imagem: https://www.ebindustries.com/electron-beam-welding/