¿Qué es la soldadura en frío y cómo se hace?

¿Qué es la soldadura en frío?

La soldadura en frío es una técnica de unión de estado sólido que funciona sin calor ni fusión para hacer una unión de soldadura. La soldadura en frío también se conoce como soldadura por contacto. En el proceso de soldadura en frío, la energía (que suele ser calor en los procesos de soldadura por fusión) que se utiliza para realizar una soldadura se aplica en forma de presión. Durante el estado de soldadura, no hay forma de charco fundido como observamos en procesos de soldadura por fusión como SMAW o TIG o incluso soldadura por fricción, un tipo de soldadura en estado sólido.

En la soldadura en frío, como se le da el nombre, la soldadura o unión de dos piezas metálicas se realiza a temperatura ambiente y bajo presión.

¿Cómo funciona la soldadura en frío?

El principio de la soldadura en frío para crear una unión entre dos metales se basa en la limpieza y la cercanía. Dos metales se unen sin calor debido a la eliminación de las capas de óxido en las superficies de los materiales que se unen. Cumpliendo así con la condición de limpieza.

Casi todos los metales en su estado natural tienen algún tipo de capa de óxido (por ejemplo, en acero inoxidable y aluminio). Estos óxidos metálicos forman una barrera que evita que los átomos metálicos de los materiales se presionen y se unan entre sí. Sin embargo, una vez que se elimina la capa de óxido, los átomos de metal pueden unirse entre sí con suficiente presión. Esta presión aplicada ayuda a crear la unión metalúrgica necesaria en la soldadura en frío.

La capa de óxido antes de la soldadura se puede quitar con un cepillo de alambre, esmerilado, desengrasado con vapor y otros medios químicos y mecánicos. Como condición previa a la soldadura en frío, el material a soldar debe ser dúctil para evitar fracturas durante la etapa de presión.

Usos de la soldadura en frío

La técnica de soldadura en frío es muy beneficiosa para metales diferentes . Al igual que cuando se fusionan materiales diferentes durante la soldadura, no producen ninguna unión por razones metalúrgicas. Esto puede provocar que los metales no se unan entre sí o puede dar lugar a soldaduras débiles o soldaduras con grietas. La soldadura por contacto mitiga este problema, ya que se basa principalmente en los enlaces atómicos creados por la cercanía atómica entre dos partes.

Generalmente, la soldadura en frío se utiliza para unir juntas a tope o traslapadas. La soldadura en frío se utiliza en automóviles, trabajos de investigación de laboratorio, experimentos de ciencia avanzada y aeroespaciales donde no se pueden aplicar técnicas de soldadura convencionales.

Desafíos en la soldadura en frío

1. Limpieza

La primera condición previa para la soldadura en frío es el estado de la superficie del material. Los materiales a soldar deben estar libres de la capa de óxido y otras contaminaciones superficiales. Lo cual es mucho tiempo para aceptar un trabajo y caro.

2. Tipo de metales

Los metales que no sean quebradizos y posean el alargamiento adecuado solo se pueden unir mediante soldadura en frío. Además, no se recomienda unir con soldadura en frío los metales o aleaciones con carbono y los que se endurecen por deformación.

3. Geometría del material

Esta técnica de soldadura funciona mejor con componentes de forma regular. Por ejemplo, la unión de alambre es un buen ejemplo de soldadura en frío de forma de pieza uniforme y regular. Una forma irregular del producto reducirá la resistencia de la unión soldada.

4. Cercanía

El otro desafío principal es acercar las dos partes para que la fuerza atómica pueda hacer que se produzca una unión. Para lograr esto, la alta presión es obligatoria.

¿Qué material se puede unir con soldadura en frío?

Como comprende, la soldadura en frío aplique alta presión para producir una unión, de modo que solo los metales dúctiles se puedan unir con soldadura en frío. La soldadura en frío se utiliza con éxito para unir aluminio, Al (incluso la serie 7XXX, que generalmente carece de soldabilidad), aleaciones de Ni, cobre y sus aleaciones como latón, plata y aleaciones de plata, especialmente como alambres.

El material con carbono carece de soldabilidad con esta técnica de soldadura.

Resistencia de la junta soldada en frío

La soldadura en frío produce una junta de resistencia similar a la producida por otros procesos de soldadura como SMAW, TIG, Laser, etc. sujeto a que la soldadura se lleve a cabo en las condiciones adecuadas. Como se indicó anteriormente, las condiciones previas de la soldadura, como superficie libre de óxido, presión correcta, metales dúctiles, metales libres de carbono e idealmente una superficie regular en el área de unión.

Ventajas de la soldadura en frío

1. Soldadura libre de la zona afectada por el calor

Las uniones soldadas por contacto no tienen  zona afectada por el calor (ZAC), ya que no hay calor involucrado.

2. Uniones soldadas sanas y ordenadas

Como no hay cambios metalúrgicos en el metal de soldadura y ZAT, la soldadura en frío produce uniones de soldadura bastante fuertes.

3. Soldadura de metales diferentes

Producto de soldadura en frío, junta de soldadura sana para materiales diferentes. La unión soldada de cobre a aluminio se puede hacer con soldadura en frío que de otro modo no es posible unir.