Soldadura Exotérmica Explicada: Proceso, Usos y Beneficios

¿Qué es la Soldadura Exotérmica?

La soldadura exotérmica, también conocida como unión exotérmica, soldadura termita (TW) y soldadura termita, es un proceso de soldadura que emplea metal fundido para unir permanentemente los conductores.

La soldadura exotérmica es un proceso utilizado para unir metales similares, como cobre a acero o cobre a cobre. Emplea una reacción exotérmica para formar un enlace molecular entre las dos piezas.

La conexión se produce en un molde de grafito diseñado específicamente. La soldadura emplea una reacción exotérmica de termita (metal en polvo) para calentar el metal. En términos simples, el proceso exotérmico implica una reacción química que libera calor y no requiere una fuente de calor externa. La reacción química que produce el calor es una reacción aluminotérmica entre polvo de aluminio y óxido de metal.

Proceso de Soldadura Exotérmica

El proceso de soldadura exotérmica es un método para hacer conexiones eléctricas de cobre a cobre o cobre a acero en el que no se requiere ninguna fuente externa de calor o energía. En este proceso, un material de soldadura especial se coloca en un molde resistente a altas temperaturas y se enciende.

El proceso de encender las partículas crea calor extremadamente alto y metal fundido (reacción exotérmica) hasta 1400 grados Celsius y produce una escoria de metal fundido. Este metal de cobre líquido fluye hacia la cavidad de soldadura, llenando cualquier espacio disponible y completa la soldadura.

Luego se deja enfriar y solidificar la soldadura antes de retirarla del molde. El molde está listo para la próxima soldadura después de una breve limpieza con un cepillo. Todo este proceso toma solo segundos en completarse.

Las conexiones soldadas exotérmicamente producen una conexión permanente, superior en rendimiento a cualquier conector de contacto superficie a superficie mecánico o de presión conocido. Debido a que la conexión producida es un enlace molecular, una conexión soldada exotérmicamente no se aflojará ni aumentará su resistencia durante la vida útil de la instalación.

CARACTERÍSTICAS

• Tiene una conductividad eléctrica superior a la de los propios conductores.
• No se corroe, oxida ni degrada con el tiempo y es resistente al acoplamiento galvánico.
• Puede soportar descargas eléctricas repetidas.
• Nunca aumenta su resistencia.
• Tiene mayor resistencia mecánica y a la compresión que los propios conductores.
• Ofrece una soldadura permanente y una conexión de baja resistencia, esencial para lograr resultados duraderos y confiables en puestas a tierra.

Garantiza las conexiones más comunes no solo entre cables de cobre, sino también para soldar cintas y piezas metálicas hechas de latón, acero inoxidable y varillas de tierra de acero recubierto de cobre.

¿Cuándo se utiliza la Soldadura Exotérmica?

La soldadura exotérmica se utiliza más comúnmente para unir permanentemente conductores de cobre. Es el único medio aceptable para unir cobre a cable galvanizado. También puede usarse en acero inoxidable, hierro fundido, acero, latón, bronce y más. Si se unen dos metales diferentes, la soldadura exotérmica es una buena opción.

Proceso para Soldadura Exotérmica

Paso 1: Siempre use gafas de seguridad y guantes protectores al trabajar con productos de soldadura exotérmica.

Paso 2: Reúna todo el material y equipo/accesorios adecuados para el tipo de conexión que va a realizar. El sistema de soldadura típico requiere un molde de grafito, abrazadera de mango, material de soldadura, cepillo de cerdas naturales para limpieza del molde, cepillo de alambre para limpiar/preparar conductores, encendedor de chispa y soplete de propano. Verifique que el molde de grafito no esté desgastado o roto, lo que podría causar fugas de metal de soldadura fundido.

Paso 3: Deslice la abrazadera del mango en los orificios pre-perforados con la orientación adecuada para los tornillos de mariposa. Apriete los tornillos de mariposa de la abrazadera sobre el molde y cierre los agarres para bloquear firmemente el molde. Haga ajustes para apretar/aflojar la abrazadera del mango.

Paso 4: El material a soldar (cable, varilla, cinta) debe estar limpio y seco usando el cepillo incluido en el set de accesorios. Así se elimina la capa de óxido e impurezas superficiales. Dado que el molde de grafito también absorbe humedad, esta debe eliminarse precalentando con un soplete de gas para evitar soldaduras porosas. Después de la primera soldadura, no es necesario recalentar el molde si la siguiente soldadura se realiza dentro de 15 minutos, ya que conserva el calor generado anteriormente.

Paso 5: Coloque los conductores en el molde y cierre las abrazaderas del mango para evitar fugas de material durante la reacción.

Nota Importante: Si hay incluso un pequeño espacio entre los dos conductores, aplique compuesto sellador en los lugares donde los conductores salen, de lo contrario, en el momento de la soldadura, el polvo se extenderá como una llama resultando en una unión incorrecta.

Paso 6: Obstruya el orificio de colada con el disco metálico. Vacíe el contenido del paquete de mezcla de soldadura.

Paso 7: Vacíe el 50% del polvo de arranque sobre el polvo de soldadura exotérmica (no mezclar, solo esparcir) y luego cierre la boca del molde y luego el resto del 50% del polvo de arranque, espolvoréelo en la boca del molde cerca del pequeño orificio dado en la parte superior de la boca del molde.

Paso 8: Encienda el polvo de arranque extendido en la parte superior/lateral del molde usando los encendedores de chispa. Una vez iniciado, la reacción tomará 3-4 segundos durante los cuales se recomienda mantenerse alejado del molde.

Paso 9: Después de al menos 2 minutos de la unión, abra el molde deshaciendo el agarre del mango. Retire el molde de la unión y limpie la unión de cualquier escoria. Una vez abierto, limpie la escoria adherida al molde con la herramienta correspondiente y limpie las cavidades. El molde estará listo ahora para usarse de nuevo sin tener que recalentarlo ya que ya está caliente.

MANTENIMIENTO Y ALMACENAMIENTO

• El molde suele ser bueno para 50-60 conexiones en condiciones de campo.
• El equipo es frágil y debe manejarse con cuidado durante su uso.
• La limpieza de los moldes debe hacerse usando el cepillo/herramienta adecuado después de que el molde esté razonablemente frío después de un proceso de soldadura. Evite la limpieza de moldes calientes.
• La limpieza de la cavidad debe hacerse cuidadosamente para evitar daños/astillado.
• Al completar la tarea, el molde debe limpiarse bien por dentro y por fuera usando un paño suave. Debe envolverse adecuadamente en plástico de burbujas para almacenarlo.
• Los moldes y el polvo de soldadura siempre deben almacenarse en lugares frescos y secos.
• Todas las herramientas y accesorios deben limpiarse antes de almacenarlos para su reutilización segura.

Aplicaciones

La soldadura exotérmica se usa generalmente para soldar conductores de cobre, pero es adecuada para soldar una amplia gama de metales, incluyendo acero inoxidable, hierro fundido, acero común, latón, bronce y Monel. Es especialmente útil para unir metales disímiles.

Debido a la buena conductividad eléctrica y alta estabilidad frente a pulsos de cortocircuito, las soldaduras exotérmicas son una de las opciones especificadas por el §250.7 del Código Eléctrico Nacional de Estados Unidos para conductores de puesta a tierra y puentes de conexión.

Es el método de unión preferido, y de hecho es el único medio aceptable para unir cobre a cable galvanizado.

El NEC no requiere que tales conexiones soldadas exotérmicamente estén listadas o etiquetadas, pero algunas especificaciones de ingeniería requieren que las soldaduras exotérmicas completadas sean examinadas usando equipo de rayos X.

Una soldadura exotérmica tiene mayor resistencia mecánica que otras formas de soldadura, y excelente resistencia a la corrosión. También es altamente estable cuando se somete a pulsos repetidos de cortocircuito, y no sufre de resistencia eléctrica aumentada durante la vida útil de la instalación.

Video de Soldadura Exotérmica