Uniones a máxima potencia: soldadura por explosión

Hoy, querido lector, voy a dedicar este post a hablar de un tipo de unión entre materiales con mucha chispa: la soldadura por explosión.

Seguramente habrás visto a algún soldador trabajando alguna vez; y lo que habrás visto con toda seguridad es cómo soldaba con una varilla que echaba chispas. Esto sería, por ejemplo, la soldadura por arco eléctrico y es una de las más comunes a la hora de unir metales. Pero en FDI no buscamos mostraros lo común.

En los próximos párrafos os explicaremos en qué consiste la soldadura por explosión o soldadura explosiva, de dónde viene, cómo se lleva a cabo… Una serie de curiosidades que estamos seguros que te van a sorprender.

En fin, si estás listo para este post tan explosivo, ¡comenzamos!

La unión explosiva

En primer lugar, deberíamos explicarte en qué consiste este tipo de soldadura por explosión o soldadura explosiva. Una soldadura, en general, consiste en la unión de dos metales por medio de la fusión: se aplica suficiente calor como para fundir uno, o los dos metales, y se espera a que se unan cuando se solidifique la zona fundida.

Esto se consigue, normalmente, aplicando un gran diferencial de tensión y generando un arco eléctrico. Este mini-rayo calienta de una forma increíble todo lo que le rodea, calentando el metal, y/o el material de aporte si lo hubiese, y permitiendo la soldadura.

Para los que no lo sepáis, un arco eléctrico es el paso de electrones a través del aire que se ioniza a causa de un gran diferencial de tensión entre dos puntos.

También es cierto que el aporte de temperatura se puede conseguir mediante la combustión de una llama o por el uso de una resistencia eléctrica aprovechando el efecto Joule. Pero nada de esto es el caso de la soldadura por explosión.

En este tipo de unión, un metal es estampado contra otro por efecto de una enorme explosión. Y a diferencia de los otros procesos, que solo permiten soldar materiales compatibles entre sí, la soldadura por explosión puede unir casi cualquier tipo de metal sin importar sus características o composición.

Un poco de historia de la soldadura explosiva

Lo cierto es que este tipo de unión tiene su propia historia. No mucha, pero la tiene.

Todo comenzó cuando, en la Primera y la Segunda Guerra Mundial, los ingenieros descubrieron que los pedazos de metralla de las bombas y los disparos se quedaban pegados a la maquinaria. Y de hecho, descubrieron que no se quedaban pegados sin más: se soldaban.

Al parecer, la temperatura que alcanzaban estos fragmentos de metralla debido a la explosión, añadido a la fuerza con la que impactaban sobre las superficies, era suficiente para que se llevase a cabo este fenómeno entre materiales que, en principio, no son soldables entre sí.

Esto le gustó a la gente inteligente de la época, por lo que después de muchas pruebas lo consiguieron repetir en un laboratorio de una manera controlada y ahora es un proceso industrial que llevan a cabo unas cuantas empresas con el objetivo de crear materiales capaces de soportar situaciones extremas de temperatura, presión o corrosión.

Y así es cómo surgió la soldadura por explosión.

Y, ¿cómo se hace la soldadura por explosión?

La verdad es que se necesita muy poco para llevar a cabo este tipo de soldadura. Necesitamos las dos planchas de metal que deseamos soldar entre sí: una bastante gruesa que actuará como base del proceso, y una bastante más fina que la primera que actuará de revestimiento. Y por último, pero no por ello menos importante, necesitamos kilos y kilos de explosivo.

El proceso empieza tomando tanto la plancha base como la plancha de revestimiento y limpiando las superficies que se van a soldar, para que estas se queden lisas y libres de impurezas permitiendo que se realice una unión más pura.

Después, se prepara la plancha base incrustando una serie de separadores a lo largo y ancho de toda su superficie. Como veremos más tarde, estos separadores, que marcan una distancia entre la base y el revestimiento que se colocará encima, resultan vitales para llevar a cabo el proceso.

Como hemos anunciado, la plancha de revestimiento se sitúa encima de la base siendo alzada, un poco menos de un centímetro, por los separadores.

Y el último paso para armar lo que se podría llamar “el paquete”, es envolverlo con un armazón de madera. Esto ayudará a que las planchas no se muevan y a crear una especie de recipiente para el material explosivo encima del revestimiento repartido de una forma uniforme.

Que estos pasos se lleven a cabo de una forma correcta es muy importante, no solo porque es importante que las piezas salgan con un alto nivel de calidad, sino porque no todas las combinaciones de metales requieren la misma separación entre base y revestimiento, o el mismo tipo o cantidad de explosivo.

Una vez se ha montado el paquete, este es trasladado a lo que podríamos llamar “la estación de soldado”. Está claro que llevar a cabo este proceso en ciertas zonas puede resultar un pelín peligroso; así que, para realizar esta proeza de la ingeniería, el paquete se lleva a túneles que pueden llegar a estar a un kilómetro de profundidad.

Allí, los operarios se encargan de acabar de prepararlo y vuelven a la superficie. Sin embargo, un valiente ha de quedarse a terminar con los preparativos: el experto en explosivos se queda preparando la carga y es el último en abandonar los túneles.

Y ya para terminar, después de asegurarse por triplicado de que todos están fuera de peligro, se activa el detonador y se produce la explosión que une las placas con una fuerza calculada en millones de kilogramos por centímetro cuadrado.

Pero, aunque la detonación se trata de un proceso muy rápido, no va a ser nunca instantáneo (ya deberías saber que eso de ir más rápido que la velocidad de la luz está complicado y, si no es así, te recomiendo que leas el artículo correspondiente en la página de FDI).

La cuestión es que, si pudiésemos verlo a cámara lenta, veríamos un frente que avanza consumiendo el explosivo. Este frente va estampando el revestimiento contra la base (de ahí la importancia de una separación, porque sin ella no hay recorrido para que se realice el choque) y a su vez va expulsando el aire entre placas junto con los separadores y las impurezas que pudiesen haber permanecido.

Y luego hay otro punto a tener en cuenta: la explosión es rapidísima, pero el recoger la placa no tanto. Debido a la intensa polvareda que se forma en la cueva y a tener que verificar que es seguro el ir a recoger la placa ya soldada, hay que dejar pasar un mínimo de ¡dieciocho horas!

Y si creías que todo terminaba aquí, estabas equivocado. A causa de la explosión, las placas soldadas entre sí han quedado un poquito hechas polvo. Así que es necesario alisarlas y pasarlas por una etapa de recocido para aliviar las tensiones internas.

Aquí os dejo un vídeo en el que podéis ver todo el proceso:

Y así terminamos

¡Parece increíble que se trabaje así! Hay procesos industriales que son muy extraños, pero por eso los adoramos. Yo precisamente me metí en esto de la ingeniería porque me encanta descubrir todas estas cosas.

Y la soldadura explosiva, sin duda alguna, es algo que no me dejó indiferente cuando la descubrí por primera vez.

Muchas gracias por leer este artículo, espero que lo hayas disfrutado y espero que el siguiente te haga disfrutar lo mismo o aún más.

Además, en factoría de ingenieros agradecemos mucho el “feedback” y por ello nos gustaría contar con tu opinión:

¿Habías oído hablar de este tipo de soldadura por explosión? ¿Alguna vez has pensado en si podía ser posible algo así? ¿Para qué aprovecharías tú estas planchas sabiendo que unen las mejores propiedades de los materiales implicados?

Nos encantaría contar con tu opinión y que compartieras este post en tus redes sociales para darlo a conocer a tus amigos.

Y aprovecho para decirte también que, si has encontrado este post por casualidad y quieres disfrutar de contenido de calidad, has encontrado el blog que te interesa.

¡Hasta la próxima!