El proceso de soldar en frío utiliza únicamente la presión para soldar dos metales dúctiles a temperatura ambiente, el cual es muy común en la fabricación de transistores y componentes electrónicos de estado sólido.
Soldar dos metales generalmente involucra altas temperaturas, calentando el metal hasta estar al rojo vivo y martillarlo para unirlo con otro metal, técnica usada desde hace 3000 años por los egipcios.
En 1724 se demostró el principio de la soldadura en frío uniendo dos pequeñas bolas de plomo de unos 25 milímetros de diámetro, presionándolas una con la otra, y aunque los resultados fueron erráticos, se produjeron algunas uniones bastante firmes. Ahora bien... ¿cómo es posible?
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¿Cómo se hace la soldadura en frío?
Al principio parece imposible pensar que dos metales se juntarán solo por acercarlos mucho. Pero este proceso se lleva a cabo en circunstancias de vacío y acercándose a solo unos cuantos angstroms (hay 300 millones de angstroms en un centímetro), la interacción entre los electrones libres y los átomos ionisados puede ocurrir.
También se puede explicar diciendo que si dos superficies se juntan, las dos siendo anatómicamente limpias y planas considerando una escala atómica, se crea un enlace y por lo tanto, una soldadura.
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Problemas en el espacio
Pero el espacio es un vacío, ¿no? Y hay muchos metales en las herramientas de un astronauta. En realidad, la soldadura en frío es algo qué considerar cuando se está en el espacio. Varios problemas en los primeros satélites se le atribuía a esto, a pesar de la falta de casos documentados de este fenómeno ocurriendo en el espacio.
Un estudio de la Agencia Espacial Europea llegó a la conclusión de que la soldadura en frío es algo que se debe tomar en cuenta en los viajes espaciales.
Bajo ciertas circunstancias
Un completo enlace en realidad es casi imposible bajo la mayoría de las condiciones, ya que la superficie siempre tendrá irregularidades, contaminación orgánica o capas químicas en el material. Para tener una buena soldadura, la contaminación debe ser reducida a un mínimo y la superficie lo más grande posible.
Pero en una escala nanométrica ocurre de forma diferente, como ocurre con los nanocables de oro con diámetro menor a 10 nanómetros, los cuales pueden ser soldados en segundos por el solo contacto mecánico, incluso juntándose con la misma orientación en los cristales y con las propiedades iguales a las del resto del cable.
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No todos los metales son capaces de hacerlo
Solo los materiales no ferrosos, los cuales no contienen hierro en una cantidad considerable o los metales blandos que no contienen carbono, siendo estos metales como el cobre o el aluminio, son capaces de llevar a cabo una soldadura en frío.
Los óxidos en el espacio de aire que queda entre las dos uniones son un problema más común que las diferencias entre los dos materiales, sin embargo, con la soldadura en frío, estos espacios son aplastados en el proceso, y como no se aplica calor, solo los cambios metalúrgicos que ocurren a temperatura ambiente ocurren.
En resumen, según Richard Feynman, un físico teórico que ganó el premio Nobel de Física en 1965, la razón de este comportamiento se debe a que los átomos están en contacto con otros de su mismo tipo y no tienen forma de "saber" que están en un pedazo diferente del mismo metal.