Tipos de soldadura por haz de electrones
Las máquinas de soldadura por haz de electrones se clasifican según el voltaje de aceleración, la presión de la cámara de procesamiento y la posición de montaje del cañón de electrones. Estas diferencias afectan la escala y la manejabilidad del equipo, así como los procesos de soldadura que se pueden realizar.
- Voltaje de aceleración (alta tensión frente a baja tensión)
- Presión de la cámara de procesamiento (alto vacío frente a bajo vacío)
- Posición de montaje del cañón de electrones (cañón de electrones fijo frente a cañón de electrones móvil)
Voltaje de aceleración (alta tensión frente a baja tensión)
El voltaje de aceleración influye significativamente en la potencia del haz de electrones. En general, los dispositivos con un voltaje de aceleración de unos 100 a 150 kV se consideran de alta tensión, y los dispositivos de unos 30 a 60 kV se consideran de baja tensión.
Los dispositivos de alta tensión pueden soldar materiales de acero de entre 0.1 y 200 mm (0.004" y 7.87") de grosor, y aleaciones de aluminio de entre 0.1 y 300 mm (0.004" y 11.81") de grosor.
Para aplicaciones no especializadas, los dispositivos de baja tensión son más fáciles de utilizar. Dichos dispositivos se utilizan en diversos campos, incluida la industria de componentes electrónicos.
Presión de la cámara de procesamiento (alto vacío frente a bajo vacío)
Una de las principales características de los soldadores por haz de electrones es que la soldadura se realiza en una cámara de procesamiento al vacío. En los últimos años, sin embargo, se han desarrollado máquinas de soldadura por haz de electrones capaces de soldar incluso sin un vacío perfecto.
En general, las cámaras de procesamiento con presiones de hasta aproximadamente 0.067 Pa se consideran cámaras de alto vacío, y las que tienen presiones de hasta aproximadamente 6.67 Pa se consideran cámaras de bajo vacío. Las presiones de las cámaras de procesamiento varían entre aproximadamente 6.67 Pa y 1.3×10-6 Pa, dependiendo de la aplicación, y los volúmenes son cada vez mayores, con algunos equipos que ostentan un volumen interno de varios cientos de metros cúbicos.
Los dispositivos de escape de alto vacío de propósito general incluyen los siguientes:
- Bombas de difusión de aceite
- Bombas mecánicas de refuerzo
- Bombas rotativas de aceite
Los dispositivos de bajo vacío, por otro lado, incluyen los siguientes:
- Bombas mecánicas de refuerzo
- Bombas rotativas de aceite
Recientemente, se están desarrollando dispositivos equipados con bombas de desplazamiento y bombas turbomoleculares que ofrecen menos ruido, vibraciones y calor gracias a las mejoras en el entorno de instalación y la eficiencia energética.
Posición de montaje del cañón de electrones (cañón de electrones fijo frente a cañón de electrones móvil)
El cañón de electrones utilizado para emitir el haz de electrones se puede montar dentro o fuera de la cámara de procesamiento
Los dispositivos externos, con el cañón de electrones montado fuera de la cámara de procesamiento, se clasifican generalmente como fijos o móviles con una junta deslizante especial. En los dispositivos de cañón de electrones fijos, la posición de soldadura se cambia moviendo el material base.
En cambio, en los dispositivos de cañón de electrones móvil, la posición de soldadura se modifica moviendo el cañón de electrones. Los dispositivos de cañón de electrones móvil pueden tener una carrera de movimiento de varios metros, lo que permite soldar en una gran variedad de posiciones.
Los dispositivos internos, con un cañón de electrones móvil montado en el interior de la cámara de procesamiento, cuentan con un cañón de electrones acoplado a un robot capaz de controlar simultáneamente los cinco ejes (X, Y, Z, A y C). Estos dispositivos son capaces de realizar soldaduras tridimensionales, y algunos ofrecen un área de soldadura de 10 m o más (32.8′ o más). El escaneo de la posición de la soldadura en 3D se realiza mediante un haz de baja potencia colocado transversalmente a la línea de soldadura. Los rayos X generados durante la soldadura son detectados por un sensor integrado en el cañón de electrones, lo que garantiza una soldadura precisa de ranuras.
