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Soldadura termita
Descubra los principios de la soldadura aluminotérmica
Principio de la aluminotermia
La aluminotermia es un principio químico que permite producir altas temperaturas mediante una reacción que es exotérmica, es decir, que produce calor. Esta reacción se obtiene sobre metales utilizando polvo de aluminio, y se desencadena por la combustión de una mecha de magnesio, que se enciende mediante una chispa o una llama. Una vez iniciado, este proceso no puede detenerse, y debe completarse con la combustión completa de los metales utilizados. La adición de agua, o incluso la inmersión completa, no pueden detener esta reacción.
La temperatura obtenida es superior al punto de fusión de los metales utilizados y cercana a su punto de ebullición. Puede alcanzar entre 1800 y 3500°C, según el metal o la aleación expuestos a la reacción.
La aluminotermia permite que los metales se fusionen, una propiedad que se utiliza sobre todo en aplicaciones industriales.
Utilización de la aluminotermia como proceso de extracción de metales a partir de minerales
Muchos minerales se presentan de forma natural en forma de óxidos. Algunos ejemplos son el hierro, el zinc, el cromo, el manganeso y el vanadio. Para extraer los metales utilizados en la industria es necesario procesarlos. Uno de los procesos posibles es la aluminotermia, y más concretamente la oxidación-reducción generada por esta técnica. También se conoce como reacción redox.
Se trata de una reacción química que consiste en una transferencia completa de moléculas de oxígeno (y, por tanto, de oxidación) del metal que sufre la reacción al aluminio.
El mineral se mezcla con polvo de aluminio en proporciones específicas, y se crea una combustión mediante una mecha de magnesio, que desencadena la reacción.
Se produce un proceso de fundición, durante el cual el oxígeno es captado por el aluminio. Al final del proceso, el mineral da paso a un metal puro y el aluminio se oxida.
En este proceso, el aluminio se denomina "oxidante", mientras que el mineral, que cede su oxígeno, se denomina "reductor".
Ejemplos de metales y aleaciones que pueden soldarse, y sus temperaturas de fusión y ebullición:
- Latón: 900°c / 2300°c (aprox.)
- Bronce: 890°c / 2250°c (aprox.)
- Cobre: 1084°c / 2567°c
- Acero inoxidable: 1400°c / 2600°c (aprox.)
- Acero: 1450°c / 2650°c (aprox.)
- Hierro fundido: 1820°c / 3000°c (aprox.)
- Hierro: 1535°c / 2750°c
Nota: En el caso de las aleaciones, estas temperaturas varían en función del contenido de carbono y de otros componentes.
Para que la reacción aluminotérmica sea óptima se requiere una dosificación precisa, en función del metal utilizado. En el caso del hierro, la proporción ideal es del 74,7%, al que se añade un 25,3% de polvo de aluminio.
Utilización de la aluminotermia por sus propiedades de oxidación-reducción
Además de esta propiedad de extraer metal de un mineral, la oxidación-reducción que acompaña a la reacción aluminotérmica permite devolver un metal oxidado a su forma pura inicial, por el mismo principio que el descrito anteriormente. Así, la soldadura por termita permite, por ejemplo, soldar un cable de cobre a un poste de acero, aunque ambos elementos estén muy oxidados. Durante la reacción, el oxígeno contenido en el metal oxidado será captado por el aluminio. Como resultado, el metal se regenera, permitiendo un ensamblaje perfecto sin que ningún rastro de oxidación afecte a la conductividad.
Esta aplicación redox es útil para todas las soldaduras de metales situados en el exterior y expuestos a la intemperie, donde se requiere una buena conductividad, como :
Cables, flejes, placas de cobre, rejillas, trenzas planas o redondas de cobre estañado, estacas de tierra de acero inoxidable o de cobre, vigas metálicas.
Estos artículos están disponibles en Maltep, y se utilizan para conexiones a tierra, protección contra rayos, conexiones a estructuras metálicas, etc.
Pueden ser utilizados por una amplia gama de oficios, incluidos electricistas, carpinteros de acero estructural, techadores y galvanizadores, y potencialmente todos los oficios de la construcción y la ingeniería civil.
¿Qué es la soldadura termita?
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La soldadura por termita es un proceso para unir dos piezas metálicas mediante fusión molecular, utilizando una reacción química conocida como termita.
Esta técnica es más conocida por su uso en la unión de raíles de ferrocarril, pero también se aplica en la construcción naval, en transformadores eléctricos y en el cableado de líneas de alta y media tensión, para la protección catódica y en la construcción metálica en general.
Produce un ensamblaje de alta calidad, prácticamente indestructible, sin porosidades y muy resistente a la oxidación. Las piezas se amalgaman de forma totalmente homogénea. Es una técnica que produce soldaduras especialmente fiables y duraderas.
Además, la soldadura aluminotérmica se beneficia de propiedades generales excepcionales, como :
- Alta conductividad, resistencia a los picos de corriente y a los cortocircuitos.
- Excelente resistencia mecánica.
- Notable resistencia a la atmósfera salina.
El proceso no requiere más energía que la producida por la propia reacción química. Por tanto, la soldadura puede realizarse in situ con total autonomía.
Las cualidades de la soldadura aluminotérmica permiten utilizarla, entre otras cosas, para conectar todo tipo de cables desnudos, en particular los utilizados para la puesta a tierra, la toma de tierra y la protección contra el rayo.
¿Cómo se realiza una conexión eléctrica mediante soldadura termita?
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Para llevar a cabo una soldadura aluminotérmica, primero hay que reunir los siguientes elementos:
- un molde de grafito adaptado a los componentes que se van a soldar (cable / plano / pica de tierra / estructura / otros)
- metal de aportación (polvo de soldadura y polvo de ignición)
- un encendedor
- un cepillo cardador
- un rascador
- un cepillo de limpieza
- unas pinzas adaptadas al tamaño del molde
- compuesto de sellado para determinadas configuraciones
Maltep le ofrece todo el equipo necesario para realizar la soldadura aluminotérmica de cables eléctricos de puesta a tierra, bajantes de pararrayos en forma plana o redonda, o para conectar un conductor de puesta a tierra a un armazón o estructura metálica, de forma sencilla y accesible.
Cómo funciona
Después de limpiar cuidadosamente los materiales que se van a soldar, coloque el molde con las pinzas y, a continuación, caliéntelo con un soplete o un soldador para eliminar todo rastro de humedad.
A continuación, coloque los conductores a soldar, asegurándose de que el moldequede perfectamente sellado . Utilice masilla si es necesario. Coloque el disco metálico en el fondo del molde crisol . A continuación, vierta el metal de aportación y después el polvo de ignición, dejando que una parte se derrame por el borde del molde para favorecer la ignición.
Cierra el molde y utiliza el encendedor para encender el polvo de ignición. Mantenga las distancias durante la combustión y lleve equipo de protección durante toda la operación, incluidos guantes y visera o gafas de seguridad.
Aproximadamente un minuto después del final de la combustión, vuelva a abrir el molde y límpielo de escoria utilizando el rascador, el cepillo y la brocha.
La soldadura ha finalizado y el molde puede reutilizarse, siempre que se mantenga limpio y seco.
Encuentre todos los equipos de soldadura termita en MALTEP
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MALTEP puede suministrarle todas las piezas que necesite para la soldadura aluminotérmica de cables, correas, barras planas, armaduras metálicas, carriles, barras de refuerzo de hormigón y varillas de tierra:
