Soldadura por explosión (cladding)

Estado sólido: una explosión lanza una placa contra otra

La soldadura por explosión une una placa fina de un metal a una placa gruesa de otro lanzándolas una contra otra con una explosión controlada. El impacto es tan rápido y violento que las superficies limpias se unen sólidamente sin fundirse. Hace placas chapadas (un metal estructural barato cubierto con uno caro resistente a la corrosión), como titanio sobre acero, que ningún otro método de soldadura puede unir.

Foto: Public domain, vía Wikimedia Commons

Soldadura por explosión · vista lateral en mitad de la explosiónLos números en círculo corresponden a los pasos de abajo; el dibujo congela la explosión a medias, con la parte unida a la izquierda.

Cómo funciona

Apila las placas. La placa base gruesa descansa sobre un lecho sólido de arena o acero. La placa de revestimiento, más fina, se sitúa encima sobre pequeños separadores, dejando una holgura normalmente de unos pocos milímetros.
Extiende el explosivo. Una capa uniforme de un explosivo lento y granular, a menudo de unos pocos centímetros de espesor, cubre la placa de revestimiento.
Detona por un extremo. El frente de detonación barre la placa a normalmente unos 2.000–3.000 metros por segundo.
Lanza el revestimiento hacia abajo. Detrás del frente, la placa de revestimiento se curva y golpea la placa base a varios cientos de metros por segundo, con un pequeño ángulo.
Limpia con un chorro. En el punto de colisión en movimiento, la enorme presión lanza hacia delante un fino chorro de metal superficial. Arrastra óxidos y suciedad de ambas placas.
Une sin fundir. Las superficies recién limpiadas se aprietan con tanta fuerza que sus átomos se enlazan, dejando una interfaz ondulada típica. Toda la soldadura dura aproximadamente una milésima de segundo.

Por qué es especial. Metales como el titanio y el acero forman compuestos frágiles al fundirse juntos, así que soldarlos por fusión fracasa. Como la soldadura por explosión nunca los funde, une parejas que ningún otro método puede, en áreas de muchos metros cuadrados a la vez.

Datos clave

Materiales: Casi cualquier pareja de metales dúctiles: acero con acero inoxidable, titanio, circonio, aleaciones de níquel, cobre o aluminio
Piezas típicas: Placas chapadas para recipientes a presión, placas tubulares de intercambiadores de calor, uniones de transición de aluminio con acero, conectores eléctricos para fundiciones
Tamaño de pieza: Revestimiento normalmente de unos pocos milímetros a unos pocos centímetros de espesor; placas de hasta varios metros de lado
Precisión: Baja: las placas se aplanan, se cortan y se mecanizan tras la unión
Acabado superficial: Rugosa y marcada por la explosión; la cara exterior se rectifica o se pule después
Tamaño de lote adecuado: Placas únicas y lotes pequeños hechos bajo pedido
Coste de utillaje y máquina: Poca maquinaria, pero un campo de detonación remoto con licencia, explosivos y personal especializado; cada placa cuesta miles de dólares o más
Velocidad: La soldadura dura aproximadamente un milisegundo; preparar y terminar una placa lleva de horas a días

Ventajas y límites

Ventajas

Une parejas de metales que no se pueden soldar por fusión
Une áreas muy grandes de una sola vez
Sin zona afectada por el calor: cada metal conserva sus propiedades
La unión suele ser más resistente que el más débil de los dos metales

Límites

Necesita explosivos, un sitio remoto y normas de seguridad estrictas
Limitada sobre todo a placas planas y tubos sencillos
El ruido y la vibración restringen dónde y cuándo se puede hacer
Los metales frágiles se agrietan con el impacto

Dónde se usa

Química y petróleoReactores y columnas con revestimientos de titanio o circonio
Energía y desalinizaciónPlacas tubulares de intercambiadores de calor en condensadores
Construcción navalTiras de transición de aluminio con acero para unir cubiertas de aluminio a cascos de acero
Fundición de aluminioConectores eléctricos de aluminio con acero
ArteEsculturas hechas haciendo explotar láminas de metal en capas

Cómo reconocerlo

Una placa con dos metales distintos unidos cara a cara, con un límite perfectamente nítido en el borde cortado.
Con una lupa, ese límite es ondulado, como una onda congelada, en vez de recto.
Sin cordones de soldadura en ningún sitio: la unión es toda la cara de la placa.

Compáralo con

Soldadura por fricción-agitación7.6también en estado sólido, pero une costuras a lo largo de un borde en vez de caras enteras.Soldadura fuerte y blanda7.3también puede unir metales distintos, pero con una capa de aporte más débil y solo en uniones pequeñas.Conformado por explosión4.9usa el mismo tipo de explosión para dar forma a una sola lámina en vez de unir dos.

Míralo

NobelClad · Qué es la soldadura por explosión y por qué une

NobelClad · Preparación de la placa, separación, capa de explosivo y detonación, paso a paso

NobelClad · El proceso industrial, del principio a la placa terminada

Sichuan Jinglei Science and Technology Co., Ltd. · Una explosión real al aire libre revistiendo una placa grande

Ver fotos reales

Wikipedia: Soldadura por explosión — historia, materiales y límites; pocas fotos
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

Una explosión lanza una placa contra otra tan rápido que sus superficies limpias se unen sin fundirse.
Un chorro de metal en el punto de colisión limpia ambas superficies justo antes de que se toquen.
Es el método preferido para el chapado: unir metales caros resistentes a la corrosión sobre acero barato en áreas grandes.