La saldatura a esplosione si conclude con il botto

La saldatura è spesso un processo caldo e rumoroso. Generalmente richiede un po' di chimica sofisticata e una conoscenza adeguata per ottenere buoni risultati. Che si parli di arco, TIG o MIG, queste affermazioni si applicano tutte.

Lo stesso vale per la saldatura a esplosione, sebbene sia completamente diversa da qualsiasi metodo di saldatura manuale tradizionale mai visto prima. Oggi esploreremo come funziona questa tecnica e le applicazioni per cui è utile. Fuoco nel buco!

La tecnica della saldatura a esplosione è relativamente nuova rispetto ad altre tecniche di giunzione dei metalli. Durante le due guerre mondiali del XX secolo, spesso venivano ritrovati frammenti di schegge attaccati alle corazze. Un'attenta osservazione ha mostrato che le schegge erano in realtà saldate sull'armatura metallica, piuttosto che essere semplicemente incastonate in essa. Dato che le collisioni tra schegge e armatura spesso avvengono senza il calore estremo delle tipiche operazioni di saldatura, ciò indica che è stata invece la grande velocità dell’impatto tra schegge e armatura a fondere insieme i metalli.

Gli stessi risultati furono successivamente ricreati in laboratorio e la saldatura a esplosione fu sviluppata in una tecnica raffinata dopo la seconda guerra mondiale. Nel 1962 DuPont brevettò un processo per la saldatura a esplosione, successivamente conosciuto con il marchio "Detaclad".

La saldatura per esplosione avviene con il metallo che rimane nella fase solida, per questo viene definita tecnica di saldatura "allo stato solido". Nella sua forma più comune, una spessa piastra metallica nota come "supporto" viene disposta in piano, con distanziatori dell'ordine di un pollice o meno posizionati sulla parte superiore. Una piastra metallica più sottile, detta "cladder", viene quindi posizionata sopra i distanziatori, in modo tale che vi sia un piccolo spazio tra le due piastre da saldare insieme. Le due piastre vengono rettificate prima dell'unione, per rimuovere le impurità e garantire una saldatura di qualità.

La polvere esplosiva viene quindi imballata sopra il rivestimento. La carica di polvere viene tipicamente fatta esplodere a partire da un angolo o lato del rivestimento. Ciò crea un effetto travolgente attraverso la carica esplosiva, con il fronte di esplosione che si muove attraverso la parte superiore del mantello a una velocità uniforme. Ciò forza progressivamente il rivestimento in contatto con il supporto sottostante. Questo processo genera un getto di plasma di aria, ossidi e impurità che viene espulso davanti allo spazio di chiusura tra le due piastre, pulendo le superfici delle piastre mentre procede.

La saldatura risultante è causata dalla deformazione plastica di entrambi i metalli, anziché dalla loro liquefazione tipica dei processi di saldatura tradizionali. Questi legami possono avere fino al 100% della resistenza del materiale base e in genere presentano meno problemi attorno alle aree interessate dal calore rispetto alle tecniche di saldatura in fase liquida. I risultati sono simili a questo riguardo a quelli ottenuti con la saldatura ad attrito. Le due piastre metalliche sono unite in modo continuo ed uniforme su tutta la loro superficie.

Il processo consente di saldare insieme metalli diversi. Ciò include anche combinazioni strane come acciaio e alluminio e persino alcuni metalli reattivi. Le aziende specializzate nella tecnica in genere citano elenchi di oltre 260 diverse combinazioni di metalli che possono essere unite in questo modo.

Naturalmente, a causa della violenza della reazione esplosiva, la saldatura a esplosione è tipicamente limitata a piastre e forme cilindriche semplici. La tecnica viene spesso utilizzata per creare tubi o serbatoi con superfici metalliche rivestite da utilizzare nelle industrie chimiche e petrolchimiche. La saldatura per esplosione è stata utilizzata anche nella navicella spaziale Apollo, che si è basata sul processo per creare un forte giunto di transizione titanio-acciaio.

L'agenzia spaziale pubblicò persino un memorandum tecnico sull'argomento nel 1983, condividendo i dettagli sulla pratica saldatura continua esplosiva su piccola scala. Le tecniche coinvolte si basavano sugli esplosivi RDX per creare giunti lunghi e uniformi di qualità così elevata e costante da essere sigillati ermeticamente. Il documento rileva che la tecnica è stata applicata alla riparazione dei reattori nucleari in Canada, sebbene potrebbe essere utilizzata anche in altre situazioni come la sigillatura di condutture o altre navi.