Elektronenstrahlanlagen

Actuellement en Allemagne, le soudage EB sous atmosphère est principalement utilisé pour le soudage de l'aluminium, par ex. pour des traverses de cockpit en aluminium.

La technique NVEBW est avantageuse pour l'utilisation de plus en plus répandue dans l'industrie de tôles fines à haute résistance et à très haute résistance. D'une part, des vitesses de soudage élevées sont réalisables, et d'autre part, des concepts de constructions légères avec des combinaisons de matériaux différents sont également concevables, par ex. des assemblages d'aluminium et d'acier.

Comme l'apport d'énergie peut être commandé de manière précise, des assemblages soudés/brasés solides sont réalisés (l'acier reste solide et l'aluminium fond).

Supports de cockpit en aluminium
cockpit carrier

Principe du procédé

Dans ce procédé aussi, le faisceau d'électrons est généré sous vide très poussé. Toutefois, dans le cas du soudage EB sous atmosphère (NVEBW), il est ensuite sorti vers l'atmosphère libre à travers de fines buses par le biais de différents étages de pression.

Du fait de la collision des électrons avec les particules de l'atmosphère, le faisceau devient de plus en plus large, et ce proportionnellement à l'augmentation de la distance de travail (buse - pièce). Toutefois, dans le cas de la distance recommandée, la densité énergétique est suffisamment élevée pour obtenir un effet de soudage en profondeur.

A la différence du procédé de soudage EB sous vide, la pièce ne se trouve pas dans une chambre à vide, dans le cas du soudage EB sous atmosphère, la pièce se trouve à l'atmosphère libre. Ainsi, les temps d'évacuation sont supprimés et il existe la possibilité de souder de façon économique même des pièces encombrantes. La pièce peut être déplacée sous le faisceau à l'aide d'une table X/Y ou d'un robot. Suivant la tâche de soudage, le générateur EB peut également être déplacé.

Une enceinte de protection est prévue uniquement pour la protection contre les rayons X générés systématiquement lors du soudage EB.

  1. Espace de vide très poussé
    env. 10-4 mbar dans l'espace de générateur de faisceau, généré par une pompe turbomoléculaire ou par une pompe à diffusion
  2. Générateur de faisceau
    Optimisé par ordinateur, afin de réduire les décharges
  3. Étage de pression 2
    env. 10-2 mbar
  4. Étage de pression 1
    env. 1 mbar
  5. Pièce
    env. 15 - 20 mm sous la buse de sortie de faisceau vers l'atmosphère libre

nvgenerator

Particularités du procédé

Rendement de prise de courant > 50 % (y compris tous les dispositifs auxiliaires)
Application d'énergie dans la pièce Pratiquement indépendante du matériau, du revêtement de surface, de l'angle d'incidence du faisceau et du sens de déplacement
Épaisseurs de tôle soudables 0,5 à 10 mm, ou plus dans certains cas particuliers
Préparation des joints en I Avec section normale
Possibilité de combler une fente Jusqu'à 20 % de l'épaisseur de tôle, 0,5 mm maxi (sans matériau d'apport)
  • pas d'affaissement de soudure dans le cas de combinaisons d'épaisseurs
  • l'utilisation d'un matériau d'apport est possible
Décalage max. toléré des bords ~ moitié de l'épaisseur de tôle
Vitesses de soudage très élevées En fonction de l'épaisseur, en fonction du matériau
par ex. 14 m/min pour une profondeur de soudure de 3 mm
ou 60 m/min pour une profondeur de soudure de 1 mm (alliage Al dans les deux cas)
Largeur moyenne de la soudure 1 mm minimum, 4 mm maximum pour les épaisseurs très importantes
Faible énergie de soudage ZAT étroite, durcissement modéré
Apport de chaleur minimal Déformation minimale
Mauvais positionnement acceptable faisceau - joint 20 % de l'épaisseur de tôle pour les tôles minces
Écart maximal dans la distance de travail ~ 10 % de la distance théorique

Technique

Puissance du faisceau disponible Jusqu'à 30 kW
Commande de courant de faisceau en fonction de la course A commande numérique
Alimentation en haute tension 175 kV, cadencé à moyenne fréquence, pratiquement sans coupure
Déplacement de pièce à commande numérique Avec des entraînements hautement dynamiques jusqu'à 60 m/min
Spécification des paramètres Tous les paramètres de soudage sont programmés, régulés et surveillés
Utilisation Au moyen d'un écran tactile clair et facile à utiliser
Enceinte de protection efficace contre les rayons X Rayons X émis < 1 µSv/h
Optimisation du guidage du faisceau Au moyen d'hélium 4.6

Consommation / entretien

Énergie électrique Branchement 3 x 400 V, 50/60 Hz, PEN
Charge de base (y compris le vide, le refroidissement) 15 kW
Puissance de soudage supplémentaire jusqu'à 30 kW
Pièces d'usure Cathodes et buses de faisceau
Les périodicités de remplacement dépendent des conditions de fonctionnement, valeurs empiriques : par ex. 60 heures pour les cathodes, 120 heures pour les buses pour 60 % de temps de fonctionnement en utilisant de l'hélium
Temps nécessaire au remplacement : env. 30 min
Les autres coûts de consommation Dus à l'air comprimé, à l'hélium, aux huiles de pompe, aux joints, le cas échéant aux filtres, etc.
Exemple d'une machine de soudage EB sous atmosphère (NVEBW)
machine nvebw

PTR Strahltechnik GmbH
Am Erlenbruch 9
63505 Langenselbold • Germany
Phone: +49 6184 2055-0
Fax: +49 6184 2055-300
Email: zentrale@ptr-ebeam.com
Member of Global Beam Technologies AG

PTR Strahltechnik

 

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