Por motivos de fabricación, los ejes de transmisión de los camiones suelen estar forjados y requieren bridas roscadas para atornillar los cojinetes de las ruedas y las bridas de los frenos. La Figura 11-18 muestra un ejemplo de un eje de transmisión con cojinetes de rueda y discos de freno que requieren una alta resistencia dinámica. El componente del cojinete de rueda (soldadura 1) y el disco de freno a la carcasa del cojinete (soldadura 2) están sellados con dos soldaduras por haz de electrones. El disco de freno requiere varias costuras adyacentes para aumentar la sección transversal de unión del cojinete.
En particular, para la fabricación de engranajes de transmisión, la soldadura por haz de electrones ofrece una serie de importantes beneficios estructurales y económicos. Los engranajes giratorios constan de un engranaje helicoidal ancho y un anillo separado de engranajes sincronizadores. Si los engranajes se cortan de piezas individuales, la fresa requiere una cierta cantidad de espacio libre para acceder a la siguiente fila de dientes del engranaje (consulte la Figura 11-19(a)). Sin embargo, si las piezas del engranaje se fabrican individualmente y luego se unen mediante soldadura, la longitud de la pieza se puede reducir significativamente, como se muestra en la Figura 11-19(b). Se ahorra una cantidad significativa de material gracias a la mejora de la construcción, lo que reduce los costes de producción.
Figura 11-18 Componentes de un eje de camión con cojinetes de rueda y discos de freno.
Sin embargo, un problema durante la fase de desarrollo del proceso fue que la soldadura TIG provocaba una distorsión significativa de los engranajes, que debía eliminarse mediante complejos tratamientos térmicos. Sin embargo, mediante la soldadura por haz de electrones es posible cumplir directamente los requisitos de control de la deformación de la soldadura necesarios para el producto y cumplir directamente los requisitos de tolerancia dimensional del producto. La sección transversal de la junta del engranaje después del uso de soldadura por haz de electrones se muestra en la Figura 11-20.
Figura 11-19 El efecto del proceso de producción en el diseño de las dimensiones de los engranajes;
(a) Se aumenta la longitud axial de la pieza de trabajo para permitir el acceso de la fresa;
(b) La longitud de la pieza de trabajo se acorta y el peso se reduce mecanizando primero dos partes separadas y luego uniendo las dos partes mediante soldadura por haz de electrones.
Figura 11-20 Sección transversal de una unión soldada (s = 5.5 mm).
La Figura 11-21 muestra ejemplos de engranajes con varios anillos sincronizadores. Aunque se soldaron en un estado endurecido, la capa de endurecimiento superficial en el área de soldadura se eliminó mediante mecanizado antes de la soldadura.
Figura 11-21 Engranajes con anillos sincronizadores.
Los convertidores de par y los portaengranajes planetarios son partes de las cajas de cambios, y los componentes de las cajas de cambios son una de las áreas donde se utiliza la soldadura por haz de electrones a gran escala. Consisten en carcasas embutidas y placas nervadas que se fijan al cubo mediante soldaduras anulares individuales. La longitud de la soldadura corresponde al ancho de la placa nervada, es decir, las soldaduras anulares intermitentes (es decir, circulares) deben soldarse en una sola rotación, como se muestra en las Figs. 11-22 y 11-23. El inicio y la parada del flujo del haz se controlan mediante métodos convencionales o programando el flujo del haz según el ángulo de la pieza de trabajo. Se prefiere el flujo horizontal del haz de electrones; También se puede utilizar un sistema de seguimiento de costura fuera de línea.
Figura 11-22 Soldadura por arco circular de un portaengranajes planetarios con control de la longitud de la soldadura.
Figura 11-23 Soldadura circunferencial de un portaengranajes planetarios soldado mediante un sistema de seguimiento de soldadura fuera de línea.