Soldadura en estado solido

• unión metalúrgica con poca o ninguna fusión de los metales base, donde debe establecerse un contacto íntimo entre los dos metales para que sus fuerzas atómicas cohesivas se atraigan una a la otra.

• En el contacto físico normal entre dos superficies, la presencia de películas químicas, gases, aceites y similares prohíbe tal contacto íntimo. Para que tenga éxito la unión atómica, deben removerse estas películas y demás sustancias.

• La unión de estado sólido comprende uno o más de los siguientes fenómenos:

• Difusión: transferencia de átomos a través de una interfaz.

• Presión: cuanto mayor sea la presión, más fuerte será la interfaz.

• Movimientos relativos interfaciales: cuando ocurren movimientos entre las superficies de contacto.

Ventajas respecto a la soldadura por fusión

• no ocurre la fusión, entonces no hay una zona afectada por el calor, por lo que el metal que rodea la unión conserva sus propiedades originales.

• producen uniones soldadas que incluyen toda la interfaz de contacto entre las dos piezas, y no en distintos puntos o costuras.

• estos procesos son aplicables para unir metales distintos, sin tomar en cuenta las propiedades térmicas.

Soldadura en frio

• En este proceso se aplica presión a las piezas de trabajo mediante dados o rodillos. Debido a que implica deformación plástica, es necesario que cuando menos una (pero de preferencia las dos) de las partes coincidentes sea dúctil. Antes de soldar, la interfaz se desengrasa, se cepilla con un cepillo de alambre y se limpia a fin de retirar restos de óxidos. La soldadura en frío puede utilizarse para unir piezas de trabajo pequeñas fabricadas con metales suaves y dúctiles.

Unión por laminación

• es un proceso en estado sólido en el cual se aplica una presión suficiente para producir coalescencia mediante rodillos, ya sea con o sin aplicación externa de calor.

• Si no se suministra calor externo, el proceso se denomina soldadura con rodillos en frío; si se proporciona calor, se usa el término soldadura con rodillos en caliente. Las aplicaciones de la soldadura con rodillos incluyen el revestimiento con acero inoxidable para aleaciones medias o bajas a fin de conseguir resistencia a la corrosión.

Soldadura ultrasónica

• En la soldadura ultrasónica las superficies de empalme de los dos componentes se someten a una fuerza normal estática y a esfuerzos cortantes (tangenciales) oscilantes. Los esfuerzos cortantes se aplican mediante la punta de un transductor similar al que se utiliza para el maquinado ultrasónico.

• Los esfuerzos cortantes causan deformación plástica en la interfaz de los dos componentes, lo que rompe la película de óxido y contaminantes, permite de esta manera un buen contacto y produce una fuerte unión de estado sólido.

Soldadura por fricción

• Para este proceso el calor necesario para la soldadura se genera mediante fricción en la interfaz de los dos componentes a unir, Donde uno de los componentes de la pieza de trabajo permanece estacionario, mientras que el otro se coloca en un plato o una boquilla y se hace girar a alta velocidad constante. Los dos miembros a unir se ponen en contacto mediante una fuerza axial Una vez establecido suficiente contacto, el miembro giratorio se detiene con rapidez.

Soldadura por explosión

• En la soldadura por explosión se aplica presión detonando una capa de explosivo que se ha colocado sobre uno de los componentes a unir, llamado aleta. Las presiones de contacto desarrolladas son extremadamente altas y la energía cinética de la placa que golpea al componente coincidente genera una interfaz ondulada. Este impacto engancha mecánicamente las dos superficies, de manera que también ocurre una soldadura por presión mediante deformación plástica.

Unión por difusión

• un proceso en el que la resistencia de la unión se debe fundamentalmente a la difusión (movimiento de los átomos a través de la interfaz) y en segundo lugar a la deformación plástica de las superficies de empalme. Este proceso requiere temperaturas de alrededor de 0.5Tm (donde Tm es el punto de fusión del metal en la escala absoluta) para tener un índice de difusión suficientemente elevado entre las partes a unir.

Proceso de difusión

• Hace que las dos superficies se suelden a alta temperatura y presión, aplanando las superficies de contacto, fragmentando las impurezas y produciendo un área grande de contacto de átomo con átomo.

• Una vez obtenidas las superficies lo suficientemente comprimidas a temperaturas altas, los átomos se difunden a través de los límites del grano, este paso suele suceder con mucha rapidez aislando los huecos producidos por la difusión en los límites del grano.

• Por último se eliminan por completo los huecos mencionados en el segundo paso, produciéndose una difusión en volumen, la cual es muy lenta respecto de la anterior.