Soudure par faisceau d'électrons

[gpaulhac]

Bonsoir,
j'ai des défauts aléatoires sur des cordons de soudures par faisceau d'électrons ...
Par le plus grand des hasards, y aurait-il quelqu'un ici qui maitrise cette technique industrielle ???

Merci

 

[slk]

C'est pas courant comme moyen de soudure, tu saurais poster quelques photos?

 

[vieuxfraiseur]

cette soudure par faisceau électrons était fait sur les canons des Klystrons.
et sur différents types de tubes électroniques haut de gammes ...

 

[gpaulhac]

C'est pas courant comme moyen de soudure, tu saurais poster quelques photos?

Le principe est assez simple : on bombarde la pièce à souder avec des électrons (sou vide)
Dans la pratique cela met en œuvre pas mal de technologie : enceinte à vide, canon à électrons, haute tension ...

Cela permet des soudures de très haute qualité. La zone de soudage est extrêmement petite et les déformations minimales
La profondeur de pénétration peut être très importante. Par exemple 1mm de large sur 50mm de profondeur !!

 

[slk]

Et ca coute combien une telle merveille ?

 

[vieuxfraiseur]

Et ca coute combien une telle merveille ?

pour pro.
déja avoir un ultra vide ...( pompe a vide turbo-moléculaire )

 

[blondin21]

Pour des process industriels comme ça, je pense que tu devrais contacter un youtuber qui teste des process hors du commun.
Enfin ce n'est que mon avis.

 

[gpaulhac]

Et ca coute combien une telle merveille ?

Une machine comme ça vaut plusieurs M€ !!
Dans le cas qui me préoccupe, la pièce à souder vaut aussi plusieurs M€ ....

Une soudure ratée .... c'est une pièce au rebut !!

 

[vax]

Incapable de t'aider sur ce sujet.
La seule connaissance que j'en ai viens du reportage Youtube qui parle de la réalisation d'une pièce d'Hélico utilisant cette technologie.

Mais c'est sûr que si tu peux nous parler un peu plus de ton système (tu dois certainement être tenu à pas mal de discrétion) ce serait génial pour notre culture générale.

Sans connaitre la technologie, il y a quand même des points de diagnostic à qualifier avant tout.

Tout premièrement, es-tu arrivé à définir si le problème viens de la machine ou des réglages ou des pièces (problème de préparation par exemple) ?

Je me doute que tu ne dois pas pouvoir diffuser beaucoup d'info sur le problème et sur les défauts constaté (encore moins des photos !)

 

[slk]

presque pas la pression

Une soudure ratée .... c'est une pièce au rebut !!

presque pas la pression

 

[mpvue91]

La soudure au canon à électrons était assez courante dans les années 60 début des années 70 avnat que la soudure laser ne soit apparue. Ce type de soudage a au moins deux inconvénients qui sont la limite de la taille des pièces puisqu'elles doivent être dans une enceinte sous vide et l'autre est l'émission de rayons X du fait de la très haute tension accélératrice des électrons. Le laser comme ce type de soudage nécessite un robot car on ne peut pas travailler à main levée bien sur.
Les anciens postes TV à tube cathodique comportaient un canon à électrons tout comme une soudeuse de ce type et c'est cette émission de rayons X qui empêchait d'avoir des tubes cathodiques énormes car pour les éviter la THT ne doit pas dépasser quelque chose comme 50 kV ce qui limite la vitesse des électrons

 

[hazet]

Tu ne trouveras pas d'infos pertinentes ici

 

[patrick0965]

Bonjour,
Peut être contacter le fabricant de la machine à souder ou un fabricant de ce type de machine .

 

[Didier28]

Bonjour,
Je me rappelle qu'on constaté des petits défauts quant les pièces n'étaient pas démagnétisées.
Tu peux contacter l'institut de soudure.
Bonne journée

 

[FB29]

Une machine comme ça vaut plusieurs M€ !!
Dans le cas qui me préoccupe, la pièce à souder vaut aussi plusieurs M€ ....

Vu les montants en jeu, il ne doit y avoir de problème pour qu'un ingénieur process ou un formateur du fabricant de la machine vienne faire une expertise ?

 

[Darback]

Bonjour,

Des lignes d'arbres, entre autres choses, étaient soudées par cette technique chez Turboméca, aujourd'hui Safran Helicopter Engines.
Les perçages des systèmes de refroidissement des chambres de combustion étaient également faits par bombardement d'électrons (trous à très faible incidence / à la paroi, coniques évasées ...).
On soudait également des gyroscopes sur missile au travers du fuselage afin de terminer l'assemblage, mais ça je dis pas où

En premier lieu, il faut analyser le processus et ses désordres : problème nouveau ou mise au point difficile sur une nouvelle fabrication ?

En second lieu, si problème nouveau car nouvelle fabrication, les matériaux en présence et leur compatibilité avec cette technique (attention aux teneurs en zinc).

En troisième lieu, vérifier l'ensemble des paramètres :
- Niveau de vide, surtout au niveau de la cathode ;
- Préparation des surfaces : qualité, défaut géométrique ;
- Mise en place des pièces : positionnement avant soudure bien plaquées parallèlement ;
- Puissance du faisceau et autres paramétrages (ma mémoire me fait défaut, mais il y en a plusieurs ...) ;

Des remarques de bons sens à peaufiner et compléter.

Bon courage

 

[gpaulhac]

Merci pour tous ces retours !!

Pour donner un peu plus de précisions sur le process et le problème rencontré ...
Il s'agit de soudure par transparence sur de l'alu, avec une profondeur de pénétration de ~5 mm
La machine est assez ancienne et le dysfonctionnement est récent
De très nombreuses investigations ont déjà été faites .....
- remplacement de tous les éléments de la machine un par un par des pièces de rechange (canon, cartes électroniques, etc ...)
- vérification sur la matière à souder
- vérification des procédures de nettoyage et de mise en œuvre

A priori, aucun paramètre du process n'a changé : même matériaux, même paramétrage, même mise en œuvre .....

Le problème aléatoire rencontré est une sorte de flash soudain qui provoque un cratère au niveau de la soudure

Tout premièrement, es-tu arrivé à définir si le problème viens de la machine ou des réglages ou des pièces (problème de préparation par exemple) ?

Très difficile à dire ...
Probablement une combinaison de plusieurs facteurs ...

Tu ne trouveras pas d'infos pertinentes ici

Ah bon ??
Qui ne tente rien n'a rien !!

Bonjour,
Peut être contacter le fabricant de la machine à souder ou un fabricant de ce type de machine .

Bien sûr, le fournisseur est sur le coup .... mais sans succès !

Je me rappelle qu'on constaté des petits défauts quant les pièces n'étaient pas démagnétisées.

On est sur le l'aluminium ... donc à priori pas de soucis de ce coté là

 

[slk]

Il n'y aurais pas un autre procédé de soudure plus moderne pour arriver au même résultat?

 

[serge 91]

vérification sur la matière à soude

Pas de changement de fournisseur ?

 

[mpvue91]

Pas de changement de fournisseur ?

Moi aussi je verrais des différences dans la qualité de la matière comme cause première. S'il s'agit d'un flash lumineux je verrais bien une impureté ou une inclusion de gaz dans la matière. S'il s'agit d'un alliage d'aluminium peut-être un défaut dans la dilution des additifs dans l'alu.
Voir et revoir le process de préparation des pièces et là aussi un changement de fournisseurs de produits ???
Sur le schéma du #4 je vois une turbopompe pour faire le vide au niveau du canon et une autre prise de vide au niveau du caisson qui reçoit les pièces à souder, est ce que deux systèmes de pompage sont utilisés ? Dans tous les cas une vérification au niveau de la turbo pompe et de l'autre système s''il existe, s'impose

 

[phil135]

un pb dans l'alu lui-même ? une inclusion d'alumine qui "pète" ?
une micro-porosité mal dégazée / mal rincée dans la surface d'alu ?

si vous avez fait le tour de la machine et des réglages, il reste à examiner les pièces elles-mêmes. les nouvelles pièces sont-elles tant que ça identiques aux anciennes version ? parfois les opérateurs humains font un petit truc en plus / en moins par rapport au dossier
les pièces sont usinées à sec ? ou lubrifiées puis lavées ?

je ne connais rien de direct sur la soudure par faisceau d'électrons; j'en ai une image très "big tech" depuis que j'ai appris que la structure des avions Tornado était assemblée comme ça ... et que ça avait été une des causes du gros dérapage budgétaire + planning

 

[Doctor_itchy]

il n'y a pas grand monde dans le domaine amateur qui va "géré" ce type de soudure , déja avec le cout proibitif du matos ^^

si la machine présente des soucis , il vaut mieux se tourné vers le fabricant ou a défaut un concurrent qui fait de l'entretient de ce type de machine !

surtout si la piece vaut bcp de sous , il ne vaut mieux pas chipoté et au cas ou ça "foire" les assurance pourront sans doute jouer si la machine a ete révisée et vailidée

sinon le vide la dessus n'est fesable que par pompe turbo moléculaire €€€€ , ou pompe a huile €€€ , remarque ce genre de matos j'en ai réver longtemps , pour ressoudé des electrode,cathode , et boroscilicate sur acier inox de tube laser argon de 10watt et une seconde station de vide , pour regaser les dit tube mais j'ai abandonné a cause du cout meme en occasion ^^

 

[vax]

Passionnant ce sujet,

Je n'aurai jamais pensé que cette techno puisse être utiliser pour souder "seulement" 5mm d'épaisseur d'alu.
Je serai ravi de connaitre les contraintes (juste la théorie, pas ce cas pratique en particulier vu que ça doit être pas mal confidentiel) qui amènent à ce choix technologique.

 

[philippe2]

connaitre les contraintes (juste la théorie,

La théorie macro en ingénierie est de faire des choix en tenant compte de la qualité (taux de défaillance acceptable), des coûts et des délais. Ce sont les contraintes. C'est une réponse bateau qui guide le choix d'un boulon ou du type de solution abordée dans ce fil.

Cas concret :
- Début de développement d'un moteur F1 en 1981, V6 1500 Turbo. Solution habituelle des culasses détachables maîtrisée en atmo rejetée compte tenu de l'évaluation du risque au profit d'une solution culasse et chemises monobloc => cylindres borgnes "à la Panhard" mais blocs de 3 chemises et refroidissement liquide.
- Solutions testées "sur table" d'emmanchement, joints toriques etc ne fonctionnant pas.
- Solution "backup" car course contre la montre => soudure par BE, orientée par la proximité du constructeur avec les industries militaires (aérodéfense) et ses entrées au CEA.
- Bloc culasse AS7G06, coulée sable classique.
- Chemises, j'ai oublié la nuance d'alliage léger. Revêtues Nickel + Carbure de Silicium, équivalent national du Nikasil Mahle, développé à l'occasion des applications Wankel chez un constructeur que tout le monde reconnaîtra. Ep de paroi environ 2,5mm.
- Soudure en angle du haut de chemise dans l'emboîtement usiné dans la culasse. Angle de 45° environ du faisceau rendu possible par grand rapport alésage course du moteur concerné.
- Pas de soucis sur les protos et les quelques moteurs qui ont suivi. Pénétration de 5mm "en dard" traversant la chemise (partie libre ne voyant pas le segment de feu), et finissant dans la culasse. Très visible sur des coupes polies et attaquées chimiquement, classique dans les labos de métallurgie. Rodage (honnage) classique à la pierre, le texturage de surface au laser n'existait pas à l'époque.
Donc en résumé :
- Qualité OK.
- Délai OK.
- Coût +++ mais rentrant dans le cadre du très gros budget.

++++

 

[vax]

Merci beaucoup, c'est très clair.

 

[philippe2]

Tu ne trouveras pas d'infos pertinentes ici

Raide mais juste. Ce ne sont pas des pages de discussion de salon auxquelles j'ai contribué qui résoudront le problème.

 

[vax]

Peut-être bien, mais même sur un sujet aussi spécifique, quelques membres du forum ont malgré tout des connaissances à partager...
C'est aussi des partages comme ça qui motivent à donner de son temps pour que le forum perdure...

Merci à tous.

 

[vieuxfraiseur]

bonjour,
dans les enceintes à vide, il faut éviter de mettre des pièces en laiton, cadmium, zinc...
car il y aura des vapeurs saturantes dans le caisson et le vide sera trés mauvais voir même trés dégradé.
on pourra pomper des jours , sans avoir un ultra vide.
bonne continuation.

 

[phil135]

en fait le zinc, et plus encore le cadmium, a une température d'évaporation qui baisse pas mal sous vide (le mercure aussi pendant qu'on y est)
résultat: il suffit d'un point chaud pas si terrible, assez banal, pour avoir une évaporation-recondensation intempestive

il existe quelques laitons qui ne relâchent pas leur zinc mais c'est plus simple que complétement éviter cette famille d'alliages