Proceso de soldadura de estado sólido:principio, tipos, aplicación, ventajas y desventajas

Hoy aprenderemos sobre el principio, los tipos, la aplicación, las ventajas y las desventajas del proceso de soldadura de estado sólido. Los procesos de soldadura en estado sólido son aquellos procesos de soldadura en los que no se aplica calor externo y la unión de la pieza de trabajo se realiza en estado sólido. En estos procesos de soldadura, no se utiliza metal de aporte y la soldadura no implica el estado fundido del material base o del material de aporte. La formación de la soldadura tiene lugar debido al proceso de difusión intermolecular en el que las moléculas de interfaz de las piezas de trabajo fluyen desde la región de alta concentración a la región de baja concentración debido a la presión aplicada. Se utilizan algunos métodos para producir calor que acelera el proceso de difusión en las superficies de contacto. Este tipo de procesos de soldadura no afecta las propiedades mecánicas o físicas del material principal, por lo que se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales. Estos son procesos de unión ideales para materiales sensibles al calor.

Proceso de soldadura de estado sólido:

Principio:

Principalmente el proceso de unión de metales se clasifica en dos tipos. El primero es el proceso de soldadura en estado líquido en el que las piezas de trabajo de metal se calientan hasta su temperatura de fusión y la unión de metal con metal se forma debido a la solidificación de las piezas de trabajo derretidas. A veces, este proceso utiliza material de relleno que se funde con el material base y permite la solidez, lo que crea una unión fuerte y permanente. El otro es el proceso de soldadura de estado sólido en el que no se involucra el estado líquido o fundido y el proceso de unión del metal se lleva a cabo debido a la aplicación de alta presión en estado sólido. La unión de metal con metal se forma debido al proceso de difusión intermolecular en las superficies de interfaz. Este es el principio básico de la misma.

Tipos:

Hemos discutido sobre el principio principal de los procesos de soldadura de estado sólido. Todos los procesos de soldadura de estado sólido funcionan según el mismo principio, pero el método de aplicación de presión y calor es diferente en todos estos procesos. Según la aplicación de energía, este proceso de soldadura se puede clasificar en los siguientes tipos.

Forjar soldadura:

La soldadura de forja funciona según el principio básico de la forja. En este tipo de soldadura proceso, ambas placas de soldadura se calentaron simultáneamente muy por debajo de su temperatura de fusión. Este calentamiento deforma plásticamente las piezas de trabajo. Ahora un martilleo repetido en estas placas aplicadas juntas. Este martilleo inicia el proceso de difusión entre las placas y se repite continuamente hasta que se crea la unión completa. Se utilizó para soldar hierro o robar piezas de trabajo en la antigüedad.

Soldadura por fricción:

Como su nombre lo indica, esta soldadura utiliza calor por fricción para acelerar el proceso de difusión. En este tipo de soldadura, una pieza de trabajo giratoria se pone en contacto con una pieza de trabajo estable. Debido a la alta fuerza de fricción en las superficies de contacto, se genera una gran cantidad de calor. La fricción se aplica hasta que se logra la forma plástica en la superficie de interfaz. Después de este proceso de calentamiento, se aplica una fuerza de presión que aumenta continuamente sobre estas piezas de trabajo hasta que se forma la unión completa. Esta soldadura se utiliza principalmente para unir barras de acero, tubos, etc. Uno de los tipos más importantes de soldadura por fricción es la soldadura por fricción-agitación en el que se utiliza una herramienta giratoria no consumible para aplicar la fricción de las placas de soldadura.

Soldado ultrasónico:

La soldadura ultrasónica también es un proceso de soldadura de estado sólido en el que se utiliza la energía de las ondas ultrasónicas para unir dos piezas de trabajo. En este proceso, la vibración ultrasónica crea un corte dinámico entre las superficies de interfaz. Esto creará una deformación plástica local y fricción entre las placas que se utiliza para crear una unión en la parte de la interfaz.

Soldadura explosiva:

Esta soldadura utiliza energía explosiva para unir dos placas. En este proceso, ambas placas de soldadura se colocan una sobre otra de manera que la superficie de soldadura está en contacto entre sí. Ahora se coloca una placa de protección sobre la superficie superior de la placa de soldadura que protege las placas de soldadura de la fuerza de alto impacto del explosivo. El explosivo se coloca sobre la placa amortiguadora. Cuando comienza la explosión, se genera una onda de alta presión que deforma plásticamente la superficie de interfaz de las placas de soldadura y forma una unión metalúrgica entre estas placas. Esta unión es más fuerte que el material original. Se utiliza principalmente para soldar grandes áreas de soldadura.

Enlace por difusión:

Flujo medio de difusión de cualquier material desde una región de alta concentración a una región de baja concentración. Este es el principio básico de la unión por difusión. En este método de soldadura, ambas placas de soldadura se colocan una sobre otra en presencia de alta presión y temperatura durante mucho tiempo. Esta alta presión inicia la difusión entre las superficies de interfaz de las placas de soldadura. Esta difusión se acelera por la alta temperatura que está muy por debajo de la temperatura de fusión de las placas base. En este tipo de soldadura no interviene ningún estado fundido y la unión soldada se forma en estado sólido puro.

Aplicación:

Las soldaduras de estado sólido se utilizan en todas partes en las industrias mecánicas. Es ampliamente utilizado en las industrias aeroespacial y marina para trabajos de estructura. Es muy utilizado en automóvil industrias para la mayor parte del trabajo de fabricación. Soldadura explosiva utilizada para unir placas de soldadura grandes que no pueden ser posibles o no son económicas con otros métodos como la soldadura por arco o soldadura a gas. La soldadura por fricción se utiliza para unir tubos, ejes, etc. Estos procesos se utilizan además para unir materiales diferentes utilizados en diversas industrias. Pistón hidráulico, biela, línea de transmisión , casquillos de rodillos de camión, eje de bomba, engranaje la palanca, la broca, etc. están soldados por fricción.

Ventajas y desventajas:

Ventajas:

• La soldadura de estado sólido se puede automatizar fácilmente.
• Esto produce una unión de alta resistencia sin aplicar calor externo.
• Se utilizan para soldar materiales similares y diferentes.
• Proporciona un buen acabado superficial.
• No utilizan ningún metal de aporte ni fundente como los que se utilizan en la soldadura por arco.
• La mayoría de estos procesos no afectan las propiedades de los materiales originales.

Desventajas:

• Alto costo de equipo o costo de instalación.
• La preparación para soldar es más crítica.
• Se requieren accesorios complicados y especiales para diferentes procesos.
• En su mayoría, estos procesos no se pueden utilizar para la producción en masa debido a la baja velocidad de soldadura.

Esto es todo sobre el principio del proceso de soldadura de estado sólido, el funcionamiento, los tipos, la aplicación, las ventajas y las desventajas. Si tiene alguna consulta sobre este artículo, pregunte comentando. Si te ha gustado este artículo, no olvides compartirlo en tus redes sociales. Suscríbete a nuestro sitio web para más artículos interesantes. Gracias por leerlo.