Soldadura al estado sólido Explosion Welding La soldadura por explosi n es un proceso de soldadura de estado s lido que produce una uni n soldada por el impacto a alta velocidad de las piezas de trabajo como resultado de una detonaci n controlada. La explosi n acelera el metal a una velocidad tal que se forma una uni n met lica entre las piezas cuando chocan. La soldadura se produce en una fracci n de segundo sin adici n de metal de aporte.

1. Estudios de Posgrado e Investigación
Soldadura al estado sólido
Explosion Welding
Presenta: Ing. Rafael Antonio Pérez García
Profesor - Investigador Invitado: Dr. Victor Hugo López Cortez

2. Capítulo VII
Soldadura por explosión
(Explosion Welding EXW)
Ing. Rafael Antonio Pérez García
Marzo| 2016
“PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por explosión (EXW)”
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3. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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“PROCESOS DE SOLDADURA
Soldadura por explosión (EXW)”

4. La soldadura por explosión
es un proceso de soldadura
de estado sólido que
produce una unión soldada
por el impacto a alta
velocidad de las piezas de
trabajo como resultado de
una detonación controlada.
La explosión acelera el
metal a una velocidad tal
que se forma una unión
metálica entre las piezas
cuando chocan. La
soldadura se produce en
una fracción de segundo sin
adición de metal de aporte.
Soldadura por explosión (Explosion Welding EXW)
Animacíon 1.1 Soldadura por explosión
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5. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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6. Figura 1.1 Disposición típica de los componentes
para la soldadura por explosión.
Componente Base
Componente
principal
Explosivo
COMPONENTES
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7. Figura 1.2 Acción de los componentes durante la unión con soldadura por explosión.
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Figura 1.3 Secuencia de operación para la fabricación de placas de revestimiento a
través de soldadura por explosión.8/47

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Figura 1.4 Interfaz típica ondulada formada
entre dos componentes soldados por explosión,
Tantalio a Cobre.
Figura 1.5 Línea de microfusión en una soldadura por explosión en acero y titanio.9/47

10. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
FUNDAMENTOS DEL PROCESO1.
EQUIPO2.
MATERIALES SOLDADOS3.
APLICACI4. ÓN
CALIDAD EN LA SOLDADURA5.
EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES6.
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11. 11/47
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Figura. 2.1 Fabricación mecanizada de soldadura por explosión en
placas de grandes longitudes.

12. Figura. 2.2 Caballete mecánico con amoladora húmeda usada en la
preparación de las placas.12/47
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13. Figura. 2.4 Se utiliza GTAW para unir placas
del metal primario y fijarlo al metal base.
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Figura. 2.3 Cabina de soldadura de GTAW
automático usado para obtener dimensiones
iguales entre placa de metal primario y base.

14. Figura 2.6 Prensa hidráulica utilizada para
aplanar placas soldadas por explosión.
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Figura 2.5 Niveladores de rodillos utilizado para
aplanar las placas soldadas por explosión.

15. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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16. MATERIALES SOLDADOS
• METAL BASE
• ACEROS AL CARBONO
• ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS (Serie 300)
• ALUMINIO
• METAL PRIMARIO
• ACERO INOXIDABLE (Austeníticos, martensíticos, ferríticos y dúplex)
• NIQUEL Y SUS ALEACIONES
• COBRE Y SUS ALEACIONES
• ALUMINIO Y SUS ALEACIONES
• TITANIO
• ZIRCONIO
• TANTALIO
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17. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACÍON
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
17/47
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18. 18/47
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Metal en bruto
Explosivos
Expandibles
Base
Primario
Explosivo granular
Detonador eléctrico
Explosivo de refuerzo
Cable de detonación
METALES SOLDADOS
MATERIALES
EXPLOSIVOS

19. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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20. Ing. Rafael Antonio Pérez García
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CALIDAD EN LA
SOLDADURA
INSPECCIÓN NO
DESTRUCTIVA
ULTRASONIDO
RADIOGRAFÍA
PRUEBAS
DESTRUCTIVAS
CIZALLAMIENTO
TENSIÓN
EXAMEN
METALOGRÁFICO
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21. Figura 5.1 Sistema de barrido por ultrasonido montado en caballete.
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22. Figura 5.2 Configuración típica de
una prueba de tensión de ariete.
Figura 5.3 Configuración de un ensayo
de cizallamiento se observa la falla en el
metal base.
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ASTM A262 Detección de corrosión intergranular
ASTM A263 Acero inoxidable con recubrimiento de Cromo
ASTM A265 Placas de acero revestidas con Níquel
ASTM A578 Ultrasonido para revestimientos especiales en placas
ASTM B432 Placas de acero revestidas con Cobre
ASTM B898 Placas de acero revestido con metal refractario
Tabla 5.1 Normas ASTM para los ensayos de
placas revestidas.

23. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. FUNDAMENTOS DEL PROCESO
2. EQUIPO
3. MATERIALES SOLDADOS
4. APLICACIÓN
5. CALIDAD EN LA SOLDADURA
6. EJEMPLOS DE APLICACIONES INDUSTRIALES
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24. 24/47
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Figura 6.1 Placa de espesor grueso
revestida con acero inoxidable 304L.
Figura 6.2
Revestimiento
de Titanio por
explosión
usado para
condensador.

25. 25/47
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Soldadura por explosión (EXW)”
Figura 6.3 Reactor
columnar para
hidrotratamiento y
refinamiento de
petróleo.
Figura 6.4
Tapa para
recipiente de
presión por
Hot Spinning.
Figura 6.5 Placas de acero
revestidas de Tantalio.

26. 26/47
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Figura 6.6 Revestimiento de Titanio
para un intercambiador de calor.
Figura 6.7 Ánodo de aluminio en
una junta de transición.

27. 27/47
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Figura 6.8 Ferry de alta velocidad.
Figura 6.10 Piezas fabricadas a partir
de placas soldadas por explosión.
Figura 6.11 Unión tubular de
acero y Al.
Figura 6.9 Tubos seccionados a partir de
placas soldadas por explosión de Inox y Al.

28. Artículo
Ing. Rafael Antonio Pérez García
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Artículo Soldadura por explosión (EXW)”
Soldadura por explosión
(Explosion Welding EXW)28/47

29. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
29/47
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30. Revestimiento de placa de titanio con una aleación de
magnesio a partir de energía controlada bajo el agua
mediante soldadura por explosión de tres capas
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Cladding of titanium and magnesium alloy plates using energy
controlled underwater three layer explosive welding
M. Ahasan Habib a,∗, Hiroki Keno a, Ryota Uchida a, Akihisa Mori b, Kazuyuki
Hokamoto c
a Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University, Kumamoto 860-8555, Japan
b Sojo University, Kumamoto 860-0082, Japan
c Institutes of Pulsed Power Science, Kumamoto University, Kumamoto 860-8555, Japan
Received 14 July 2014; Received in revised form 7 October 2014; Accepted 16 November 2014; Available
online 22 November 2014

31. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
31/47
Ing. Rafael Antonio Pérez García
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32. Se realizo soldadura por explosión en placas de
aleación AZ31 (Magnesio) con una placa de Titanio
con la técnica de choque de ondas bajo el agua.
A través de los experimentos se investigaron los
efectos del ángulo inicial inclinado del explosivo y el
recocido de las placas de AZ31.
Caracterización de la interfaz soldada en diferentes
condiciones experimentales para una zona fundida de
manera excesiva, moderada y falta de penetración.
32/47
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33. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
33/47
Ing. Rafael Antonio Pérez García
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34. 34/47
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Habib(2014)
Usando la técnica
de EXW bajo el
agua realizo una
unión de titanio y
magnesio el cual
resulto con una
zona fundida
excesiva
Habib(2014) Se ha encontrado
que el uso de una
placa intermedia fue
eficaz en la mejora
de las condiciones
de soldadura no
hubo una zona
excesiva de unión.
Sin embargo no se
presento de igual
manera a lo largo
de la placa.
Habib(2014)
Los resultados
experimentales se
comparan con los
resultados
numéricamente
simulados. Se
aclaran los efectos
del ángulo del
explosivo sobre la
colisión que se
presenta.
Manikandan(2006)
Investigó la EXW de
titanio y acero
inoxidable con la
inserción de una
placa intermedia
delgada para fines
de controlar las
condiciones
energéticas
Ghaderi(2008)
Para unir magnesio
y titanio usando
EXW convencional
se ha encontrado
con numerosos
problemas como
grietas, zona
fundida de manera
excesiva
Okamoto(2009)
Propuso la EXW
bajo el agua, lo que
puede ofrecer una
alternativa
importante para
disminuir la pérdida
de energía cinética.

35. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
35/47
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36. Figura 3.1 Montaje experimental para la soldadura
por explosión de tres capas mediante la técnica de
choque de ondas bajo el agua.
36/47
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El ángulo de
inclinación inicial del
explosivo () varió
de 20º y 30º
La distancia D entre
el explosivo y el
centro de la muestra
se fijó entre 35 mm y
45 mm

37. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
37/47
Ing. Rafael Antonio Pérez García
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38. 38/47
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Figura 4.1 Micrografía óptica del interfaz de soldadura obtenida del experimento No. 1,
donde = 20º, D= 35mm.
Figura 4.2 Micrografía óptica del interfaz de soldadura obtenida del experimento No. 2,
donde = 20º, D= 45mm.

39. 39/47
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Figura 4.3 Micrografía óptica del interfaz de soldadura obtenida del experimento No. 3,
donde = 30º, D= 35mm.
Figura 4.4 Micrografía óptica del interfaz de soldadura obtenida del experimento No. 4,
donde = 20º, D= 35mm.
Zona
fundida

40. 40/47
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Figura 4.5 Micrografía óptica del interfaz de soldadura obtenida del experimento No. 5,
donde = 20º, D= 45mm.

41. 41/47
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Figura 4.6 Dureza Vickers a través de dos interfaces diferentes obtenidas de la
muestra No 1 X= 5mm, (a) interfaz Ti-Mg, (b) interfaz Mg-Mg,
(c) perfil de dureza a través de las dos interfaces.

42. 42/47
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Figura 4.7 Mapeo de elementos en la interfaz
soldada TP270-AZ31 usando EPMA,
datos obtenidos en at. %
Figura 4.8 Ensayo a flexión
obtenido para la muestra
soldada No. 2, donde = 20º,
D= 45 mm, sin ningún tipo de
fractura entre la interfaz
TP270-AZ31.
Elemento at. %
Ti 40.19
Mg 49.28
O 10.53
Total 100%

43. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
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44. 44/47
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La soldadura por explosión
es conocida por ser exitosa
sólo cuando ciertos
parámetros en particular,
están dentro de una región
definida como la "ventana de
soldabilidad”
-Ángulo de choque
-Velocidad de colisión
-Distancia horizontal desde
el punto de detonación
Crossland (1981)
Figura 5.1 Ventana de soldabilidad usando placa intermedia
con ángulos de 20º y 30º y distancia de 35mm y 45mm.

45. CONTENIDO Soldadura al estado sólido
Artículo Soldadura por explosión (EXW)
1. ABSTRACT
2. INTRUDUCCÍON
3. DESARRO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6. CONCLUSIONES
45/47
Ing. Rafael Antonio Pérez García
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46. 1) La morfología de la interfaz se controla cambiando los siguientes
parámetros experimentales: ángulo de inclinación del explosivo, distancia
entre la muestra y el explosivo y el uso de la placa intermedia.
2) La microestructura en la interfaz soldada se caracterizó por microscopía
óptica, examen de dureza, análisis EPMA, y ensayo de flexión.
3) Estas condiciones de soldadura se analizaron mediante simulación
numérica, facilitando la realización de las condiciones optimas para obtener
revestimientos aceptables.
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Con el fin de lograr la soldadura por explosión de TP270 (Titanio) y aleación
AZ31 (Magnesio), una unión complicada debido al exceso de la zona de
fundida, se empleó el uso de la EXW bajo el agua, y se uso una placa
intermedia AZ31 la cual fue eficaz para mejorar las condiciones de la
soldadura.
Los siguientes resultados fueron obtenidos.

47. BIBLIOGRAFÍA Soldadura al estado sólido
Soldadura por explosión (EXW)
1. O’Brien, Annette. (2007). Welding Handbook, Volume 3 - Welding Processes,
Part 2 (9th Edition). American Welding Society (AWS).
2. V.D, Linse. (1996). Welding Handbook, Tomo 3 Procesos de Soldadura Parte 3
(8va edición). American Welding society (AWS).
3. M. Ahasan Habib. (2014) Cladding of titanium and magnesium alloy plates
using energy controlled underwater three layer explosive welding. Journal
of Material Processing Technology.
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Soldadura por explosión (EXW)”