Soldadura exotérmica explicada: Proceso, aplicaciones y ventajas

¿Qué es la soldadura exotérmica?

Soldadura exotérmica, también llamada unión exotérmica, soldadura termita (TW) o soldadura termita, es un proceso que emplea metal fundido para unir permanentemente conductores.

Se usa para unir metales similares (cobre-cobre, cobre-acero). Emplea reacción exotérmica para formar enlace molecular entre las dos piezas.

La conexión se produce en un molde de grafito diseñado al efecto. La soldadura usa reacción exotérmica de termita (polvo metálico) para calentar el metal. En esencia, reacción química que libera calor sin fuente externa de calor. La reacción que produce calor es aluminotérmica: polvo de aluminio + óxido metálico.

Proceso de soldadura exotérmica

Método para conexiones eléctricas cobre-cobre o cobre-acero sin fuente externa de calor ni energía. Se coloca material de soldadura especial en molde resistente a alta temperatura y se enciende.

La ignición crea calor extremo y metal fundido (reacción exotérmica) hasta 1400 °C, produciendo escoria metálica fundida. Este cobre líquido fluye a la cavidad de soldadura, llenando todo espacio y completando la unión.

Se deja enfriar y solidificar antes de extraer del molde. Molde listo para siguiente soldadura tras breve limpieza con cepillo. Proceso completo en segundos.

Las conexiones exotérmicas producen unión permanente, superior en rendimiento a cualquier conector mecánico o de presión superficie-superficie. Al ser enlace molecular, no se afloja ni aumenta resistencia durante la vida de la instalación.

CARACTERÍSTICAS

• Conductividad eléctrica superior a la de los propios conductores.
• No corroe, oxida ni degrada con el tiempo; resistente a acoplamiento galvánico.
• Soporta descargas eléctricas repetidas.
• Nunca aumenta su resistencia.
• Resistencia mecánica y a compresión superior a los conductores.
• Unión permanente y baja resistencia, esencial para resultados duraderos y fiables en puestas a tierra.

Garantiza conexiones habituales no solo entre cables de cobre, sino también para soldar cintas y piezas metálicas de latón, acero inoxidable y varillas de tierra de acero cobreadas.

¿Cuándo se usa la soldadura exotérmica?

Principalmente para unir permanentemente conductores de cobre. Único medio aceptable para unir cobre a cable galvanizado. También sirve para acero inoxidable, hierro fundido, acero, latón, bronce y más. Si se unen metales disímiles, es buena opción.

Procedimiento de soldadura exotérmica

Paso 1: Siempre gafas de seguridad y guantes al manipular productos de soldadura exotérmica.

Paso 2: Reunir material y equipo/accesorios para el tipo de conexión: molde de grafito, abrazadera de mango, material de soldadura, cepillo de cerdas naturales para limpiar molde, cepillo de alambre para limpiar/preparar conductores, encendedor de piedra, soplete propano. Verificar que molde no esté gastado o roto (fuga de metal fundido).

Paso 3: Deslizar abrazadera en orificios pre-perforados con orientación correcta para tornillos de mariposa. Apretar tornillos sobre molde y cerrar mordazas para bloquear firmemente. Ajustar apriete/afloje de abrazadera.

Paso 4: Material a soldar (cable, varilla, cinta) debe estar limpio y seco usando cepillo del set. Así se elimina capa de óxido e impurezas superficiales. Como el molde de grafito absorbe humedad, precalentar con soplete de gas para evitar soldadura porosa. Tras primera soldadura, no hace falta recalentar molde si la siguiente es dentro de 15 min (conserva calor).

Paso 5: Colocar conductores en molde y cerrar abrazaderas para evitar fugas durante la reacción.

Nota: Si hay incluso hueco menor entre conductores, aplicar compuesto sellador donde salen los conductores; de lo contrario, al soldar, el polvo saldrá como llama resultando unión defectuosa.

Paso 6: Obturar orificio de colada con disco metálico. Vaciar contenido del paquete de mezcla de soldadura.

Paso 7: Vaciar 50 % polvo de arranque sobre polvo exotérmico (no mezclar, solo esparcir), cerrar boca del molde, luego resto 50 % polvo de arranque espolvoreado en boca del molde cerca del orificio pequeño en la parte superior.

Paso 8: Encender polvo de arranque extendido en parte superior/lateral del molde con encendedor de piedra. La reacción dura 3–4 seg; mantenerse alejado del molde.

Paso 9: Tras al menos 2 min de unión, abrir molde soltando mordaza. Retirar molde de la unión y limpiar escoria. Limpiar escoria adherida al molde con herramienta adecuada y limpiar cavidades. Molde listo para reutilizar sin recalentar (ya está caliente).

MANTENIMIENTO Y ALMACENAMIENTO

• Molde bueno para 50–60 conexiones en condiciones de campo.
• Equipo frágil; manipular con cuidado.
• Limpiar moldes con cepillo/herramienta adecuada tras enfriar razonablemente. Evitar limpieza en caliente.
• Limpieza de cavidades con cuidado para evitar daños/astillas.
• Al terminar, limpiar molde por dentro y fuera con paño suave. Envolver en plástico de burbujas para almacenar.
• Moldes y polvo de soldadura siempre en lugares frescos y secos.
• Todas las herramientas y accesorios limpios antes de guardar para reuso seguro.

Aplicaciones

Usada habitualmente para conductores de cobre, pero apta para amplia gama de metales: acero inoxidable, hierro fundido, acero común, latón, bronce, Monel. Especialmente útil para unir metales disímiles.

Por su buena conductividad eléctrica y alta estabilidad frente a pulsos de cortocircuito, las soldaduras exotérmicas son una de las opciones especificadas en §250.7 del Código Eléctrico Nacional (NEC) EE. UU. para conductores de tierra y puentes de unión.

Método preferido de unión; único aceptable para unir cobre a cable galvanizado.

El NEC no exige que estas conexiones estén listadas o etiquetadas, pero algunas especificaciones de ingeniería requieren que las soldaduras exotérmicas terminadas se examinen con rayos X.

Una soldadura exotérmica tiene mayor resistencia mecánica que otras soldaduras, excelente resistencia a la corrosión, alta estabilidad ante pulsos repetidos de cortocircuito y no sufre aumento de resistencia eléctrica durante la vida de la instalación.

Vídeo de soldadura exotérmica