La saldatura per esplosione – detta anche placcatura per esplosione – unisce due lamiere metalliche lanciando l’una contro l’altra con una detonazione controllata. L’impatto è così rapido e intenso che le superfici vengono pulite e legate allo stato solido, senza fusione, in pochi microsecondi. È il metodo di riferimento per produrre lamiere placcate e giunti di transizione con metalli che non si possono saldare tra loro per fusione, come titanio o alluminio su acciaio.
Come funziona la saldatura per esplosione
- Preparazione: la lamiera di placcatura (lamiera proiettata) è posta parallela alla lamiera base con una piccola distanza regolata con precisione. Uno strato di esplosivo è distribuito uniformemente sulla lamiera proiettata.
- Detonazione: l’esplosivo viene innescato da un bordo e il fronte di detonazione percorre la lamiera.
- Collisione: dietro il fronte, la lamiera proiettata attraversa la distanza e urta la base con un piccolo angolo. Il punto di collisione avanza alla velocità di detonazione.
- Getto: nel punto di collisione la pressione è così alta che un sottile strato di metallo di entrambe le superfici viene espulso in avanti come getto. Il getto porta via ossidi e impurità e lascia superfici metalliche pulite, premute l’una contro l’altra.
- Giunzione: le superfici pulite si legano a livello atomico. Il risultato è una giunzione metallurgica continua, di solito con la caratteristica interfaccia ondulata.
I parametri che contano
| Parametro | Cosa controlla |
|---|---|
| Velocità di detonazione | La velocità del punto di collisione – deve restare inferiore alla velocità del suono nei metalli perché si formi il getto |
| Carica esplosiva (spessore / densità) | La velocità della lamiera proiettata e quindi l’energia di collisione |
| Distanza (stand-off) | Il tratto di accelerazione della lamiera proiettata e quindi angolo e velocità di collisione |
| Spessori di lamiera proiettata e base | La massa da accelerare e il supporto dietro la giunzione |
| Preparazione delle superfici | Superfici pulite e piane per una giunzione uniforme |
Insieme definiscono una finestra di saldabilità per ogni coppia di metalli. Dentro la finestra l’interfaccia è una giunzione continua e ondulata; con troppa poca energia le lamiere non si legano, con troppa energia l’interfaccia può fondere localmente o le onde diventare troppo grandi. Regolare questi parametri per ogni combinazione e spessore è il know-how del produttore.
Vantaggi
- Quasi tutte le coppie di metalli: titanio, zirconio, tantalio, alluminio, rame e leghe di nichel su acciaio – combinazioni impossibili con la saldatura per fusione, perché formano intermetallici fragili.
- Nessuna fusione né diluizione: entrambi i metalli mantengono composizione e proprietà; non c’è praticamente zona termicamente alterata.
- Grandi superfici e strati spessi: lamiere di molti metri quadrati, placcature da circa 1 mm a diverse decine di millimetri, su basi di diverse centinaia di millimetri.
- Giunzione resistente: la giunzione è di norma resistente almeno quanto il più debole dei due metalli e supera le prove di taglio, trazione e piegatura.
- Tempi brevi e piccole quantità: nessuna campagna di laminazione necessaria.
Limiti
- Geometria: principalmente lamiere piane e dischi (e alcuni pezzi cilindrici). Virole e fondi si formano dopo la placcatura.
- Duttilità: la lamiera proiettata deve essere abbastanza duttile da sopportare l’impatto; i metalli molto fragili non sono adatti come placcatura.
- Spianatura: l’impatto deforma la lamiera, per cui le lamiere placcate vengono poi spianate.
- Sito e sicurezza: il processo richiede un sito autorizzato per esplosivi. La saldatura per esplosione all’aperto è rumorosa; eseguirla in una camera a vuoto riduce rumore ed emissioni.
Saldatura per esplosione in camera a vuoto
All’aperto la collisione deve espellere l’aria dalla distanza tra le lamiere. Shockwave esegue la giunzione in camere a vuoto: senza aria non ci sono cuscino d’aria né gas intrappolato all’interfaccia, la giunzione è priva di ossidi e più uniforme e serve meno esplosivo. Il sistema chiuso filtra i gas di reazione e riduce fortemente il rumore. Per saperne di più: la tecnologia di saldatura per esplosione sotto vuoto e il processo di saldatura per esplosione.
A cosa serve la saldatura per esplosione
- Lamiere placcate per recipienti a pressione, colonne e reattori – inox, leghe di nichel, titanio e zirconio su acciaio.
- Piastre tubiere placcate per scambiatori di calore e condensatori.
- Giunti di transizione: Triplate® (alluminio–acciaio per le navi), CryoClad® (criogenia) e Triconnect® (elettrico, impianti di alluminio).
Avete in mente una combinazione? Inviateci metalli, spessori e dimensioni tramite la pagina contatti.
Domande frequenti
Che cos’è la saldatura per esplosione?
Un processo di saldatura allo stato solido in cui una detonazione controllata lancia una lamiera metallica contro un’altra ad alta velocità. L’impatto pulisce entrambe le superfici e le lega a livello atomico senza fusione. È detta anche placcatura per esplosione.
Come funziona la saldatura per esplosione?
Uno strato di esplosivo sulla lamiera proiettata viene innescato da un bordo. La lamiera attraversa una piccola distanza e urta la base con un angolo; nel punto di collisione un getto di metallo superficiale rimuove gli ossidi e le superfici pulite si legano, di solito con un’interfaccia ondulata.
Quali sono i vantaggi della saldatura per esplosione?
Unisce quasi tutte le coppie di metalli – compresi titanio, zirconio e alluminio su acciaio – senza fusione né diluizione, su grandi superfici e con strati spessi, con una giunzione resistente almeno quanto il metallo più debole.
Quali sono gli svantaggi della saldatura per esplosione?
È limitata soprattutto a lamiere piane e dischi, richiede metalli di placcatura duttili e un sito autorizzato per esplosivi, e le lamiere devono poi essere spianate. All’aperto è rumorosa; le camere a vuoto riducono rumore ed emissioni.
Saldatura per esplosione e placcatura per esplosione sono la stessa cosa?
Sì. I due termini indicano lo stesso processo; la placcatura per esplosione è la sua applicazione alla produzione di lamiere placcate.
Scritto da Joeri Hofstede, CEO di Shockwave Metalworking Technologies — specialisti in saldatura per esplosione sotto vuoto dal 1985.