La saldatura a fascio di elettroni (EBW) è un processo di saldatura per fusione che utilizza un fascio stretto di elettroni ad alta energia per fondere il materiale e creare una saldatura che unisce due pezzi di metallo. Gli elettroni, particelle subatomiche caricate negativamente, vengono accelerati fino a raggiungere il 30-70% della velocità della luce. A questa velocità, il fascio di elettroni è in grado di riscaldare le superfici da saldare alla temperatura necessaria. EBW è una forma di saldatura a bassa pressione che richiede un alto vuoto. I requisiti di EBW ne fanno una delle forme più costose di saldatura per fusione, ma la qualità e la profondità della saldatura la rendono la scelta migliore per situazioni specifiche, come alcune applicazioni aeronautiche.
A differenza di altre forme di saldatura, la saldatura a fascio di elettroni non richiede un “filo di apporto” – un filamento di metallo posto tra i due pezzi da saldare insieme. L’intera saldatura è creata dal metallo dei pezzi che vengono uniti. Il raggio dell’EBW è molto stretto, consentendogli di funzionare in situazioni in cui si desidera un riscaldamento minimo del materiale complessivo.
È necessario un vuoto per creare il raggio in EBW. Solitamente, è possibile utilizzare una serie di camere a vari livelli per creare un EBW in grado di saldare materiale al di fuori del vuoto. I metodi a basso vuoto o senza vuoto, tuttavia, possono sacrificare la purezza della saldatura, nonché diminuire la profondità e aumentare la larghezza.
La saldatura a fascio di elettroni presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri tipi di saldatura per fusione. Il maggiore rapporto profondità-larghezza di EBW nel vuoto lo rende adatto a giunti spessi. La stretta corsa del raggio aiuta anche a limitare la distorsione dei materiali saldati riducendo la superficie totale che viene riscaldata. La dimensione della saldatura può essere più consistente rispetto ad altri tipi di saldature e EBW in genere crea una saldatura più forte della media.
La natura di EBW può anche renderlo utile nell’unire metalli dissimili. La saldatura a fascio di elettroni può anche funzionare per unire metalli reattivi – metalli che reagiscono prontamente quando riscaldati – e metalli refrattari – metalli resistenti al calore, con un punto di fusione superiore a 3000-3100°F (circa 1650-1700°C).
La caratteristica più proibitiva della saldatura a fascio di elettroni è il costo dell’attrezzatura, che è molto più specializzata rispetto ad altre tecniche di saldatura per fusione. Potrebbero anche esserci costi di installazione elevati prima di posare la saldatura. La necessità di lavorare all’interno di un vuoto può anche rivelarsi limitante per le dimensioni dei pezzi che possono essere uniti con EBW.