La soldadura por explosión comienza con una explosión
La soldadura es a menudo un proceso caliente y ruidoso. Por lo general, implica una química fantástica y un conocimiento adecuado para lograr buenos resultados. Ya sea que esté hablando de arco, TIG o MIG, todas estas afirmaciones son válidas.
Lo mismo ocurre con la soldadura explosiva, aunque es bastante diferente de algunos métodos tradicionales de soldadura manual que haya visto antes. Hoy exploraremos cómo funciona esta técnica y las aplicaciones para las que se utiliza. ¡Fuego en el hoyo!
¡No los explote, hágalos volar juntos!
La soldadura por explosión ocurre casi de inmediato, pero se realiza de manera progresiva. El ángulo de impacto, así como la velocidad del frente explosivo, es clave para obtener una soldadura de calidad. Crédito de la imagen: NASA, dominio público
La técnica de soldadura por chorro es relativamente nueva en comparación con otras técnicas de unión de metales. En las dos guerras mundiales del siglo XX, a menudo se encontraron piezas de metralla adheridas a armaduras. La observación cercana mostró que la metralla en realidad estaba soldada a una armadura de metal, en lugar de simplemente estar incrustada en ella. Dado que las colisiones entre la metralla y la armadura a menudo ocurren sin el calor extremo de las operaciones de soldadura típicas, indicó que, en cambio, fue una alta tasa de impacto entre la metralla y la armadura lo que fusionó los metales.
Los mismos resultados se recrearon más tarde en el laboratorio y la soldadura explosiva se convirtió en una técnica refinada después de la Segunda Guerra Mundial. En 1962, DuPont patentó un proceso de soldadura por chorro que más tarde se conocería con la marca comercial "Detaclad".
La NASA investigó el uso de cintas explosivas para soldar una variedad de uniones diferentes en un memorándum publicado en la década de 1980. Crédito de la imagen: NASA, dominio público
La soldadura a prueba de explosiones ocurre cuando el metal permanece en la fase sólida, por lo que se denomina técnica de soldadura de "estado sólido". En su forma más común, una placa de metal gruesa conocida como "soporte" se coloca plana, con espaciadores del orden de una pulgada o menos colocados en la parte superior. Luego se coloca una placa de metal más delgada, conocida como "placa", además de los espaciadores, de modo que haya un pequeño espacio entre las dos placas que se van a soldar. Las dos placas se aplanan antes de unirlas, para eliminar las impurezas y garantizar una soldadura de calidad.
Luego se empaqueta polvo explosivo en la parte superior del revestimiento. La carga de pólvora generalmente se sopla comenzando desde una esquina o un lado del revestimiento. Esto crea un gran impacto a través de la carga explosiva, donde el frente explosivo se mueve por la parte superior del clado a una velocidad uniforme. Esto obliga gradualmente al revestimiento a entrar en contacto con el soporte. Este proceso genera un chorro de plasma de aire, óxidos e impurezas, que se dispara antes del cierre del espacio entre las dos placas, limpiando las superficies de las placas a medida que avanza.
La soldadura resultante es causada por la deformación plástica de ambos metales, más que por su licuefacción como es típico en los procesos de soldadura tradicionales. Estas uniones pueden tener hasta el 100 % de la fuerza del material principal y, por lo general, presentan menos problemas en las áreas afectadas por el calor en comparación con las técnicas de soldadura en fase líquida. Los resultados son similares en términos de los obtenidos por soldadura por fricción. Las dos placas metálicas están unidas de forma continua y uniforme en toda su superficie.
El proceso permite soldar diferentes metales entre sí. Esto incluso incluye combinaciones extrañas como acero y aluminio, e incluso algunos metales reactivos. Las empresas que se especializan en la técnica suelen citar listas de más de 260 compuestos metálicos diferentes que pueden vincularse de esta manera.
Por supuesto, debido a la violencia de la reacción explosiva, la soldadura explosiva generalmente se limita a placas y formas cilíndricas simples. La técnica se usa a menudo para crear tubos o tanques con superficies metálicas recubiertas para uso en industrias químicas y petroquímicas. La soldadura por explosión incluso se usó en la nave espacial Apolo, que se basó en el proceso para crear una fuerte unión de transición de titanio a acero.
La NASA tenía ideas para estructuras que podrían soldarse al espacio usando técnicas explosivas y mostró esa idea con el modelo de 18 pulgadas que se ve aquí. Sin embargo, la idea nunca se popularizó, y la soldadura explosiva se usa principalmente para trabajos planos cubiertos simples en la actualidad. Credito de imagen; NASA, dominio público
La agencia espacial incluso publicó un memorándum técnico sobre el tema en 1983, compartiendo detalles de soldadura práctica de costura por explosión a pequeña escala. Las técnicas involucradas se basaron en explosivos RDX para crear uniones largas y uniformes que eran de una calidad tan alta y consistente como para ser selladas herméticamente. El documento destaca que la técnica se aplicó a la reparación de reactores nucleares en Canadá, aunque también podría usarse en otras situaciones como el sellado de tuberías u otros barcos.
Teniendo en cuenta el uso de explosivos, no es una técnica especialmente fácil para el bricolaje en el garaje de casa. Sin embargo, si necesita pegar una placa de un metal a otro completamente diferente para construir algo con propiedades combinadas útiles, la soldadura explosiva puede ser la herramienta que necesita. ¡Solo asegúrese de hacerlo en un lugar seguro y lejos, y llame antes de golpear el detonador!
[Header image: Still from “Explosive Welding“, JRP RC Judd Phillips]
