Le soudage par faisceau d’électrons (EBW) est un procédé de soudage par fusion qui utilise un faisceau étroit d’électrons à haute énergie pour faire fondre le matériau et créer une soudure qui relie deux pièces de métal. Les électrons (particules subatomiques chargées négativement) sont accélérés jusqu’à ce qu’ils atteignent 30 à 70 % de la vitesse de la lumière. A ce rythme, le faisceau d’électrons est capable de chauffer les surfaces à souder à la température nécessaire. L’EBW est une forme de soudage à basse pression qui nécessite un vide poussé. Les exigences de l’EBW en font l’une des formes de soudage par fusion les plus chères, mais la qualité et la profondeur de la soudure en font le meilleur choix pour des situations spécifiques, telles que certaines applications aéronautiques.
Contrairement à d’autres formes de soudage, le soudage par faisceau d’électrons ne nécessite pas de « fil d’apport » – un filament de métal placé entre les deux pièces à souder ensemble. La soudure entière est créée à partir du métal des pièces qui sont jointes. Le faisceau de l’EBW est très étroit, ce qui lui permet de fonctionner dans des situations où un chauffage minimal de l’ensemble du matériau est souhaité.
Un vide est nécessaire pour créer le faisceau dans EBW. Habituellement, une série de chambres à différents niveaux peut être utilisée pour créer un EBW qui peut souder des matériaux en dehors du vide. Les méthodes à vide faible ou sans vide, cependant, peuvent sacrifier la pureté de la soudure, ainsi qu’une profondeur décroissante et une largeur croissante.
Le soudage par faisceau d’électrons présente un certain nombre d’avantages par rapport aux autres types de soudage par fusion. Le rapport profondeur/largeur plus élevé de l’EBW sous vide le rend bien adapté aux joints épais. La course étroite du faisceau permet également de limiter la déformation des matériaux soudés en réduisant la surface totale qui est chauffée. La taille de la soudure peut être plus cohérente que d’autres types de soudures, et EBW crée généralement une soudure plus résistante que la moyenne.
La nature de l’EBW peut également le rendre utile pour joindre des métaux différents. Le soudage par faisceau d’électrons peut même fonctionner pour joindre des métaux réactifs – des métaux qui réagissent facilement lorsqu’ils sont chauffés – et des métaux réfractaires – des métaux résistants à la chaleur, avec un point de fusion supérieur à 3000 à 3100°F (environ 1650 à 1700°C).
La caractéristique la plus prohibitive du soudage par faisceau d’électrons est le coût de l’équipement, qui est beaucoup plus spécialisé que pour les autres techniques de soudage par fusion. Il peut également y avoir des coûts de mise en place élevés avant la pose de la soudure. La nécessité de travailler à l’intérieur d’un vide peut également s’avérer limitante à la taille des pièces qui peuvent être jointes avec EBW.