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El cobre se refiere a los metales no ferrosos que tienen una cierta distribución en ingeniería y construcción. Tiene buena conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la corrosión, perfectamente adaptable al mecanizado. Cabe señalar que la soldadura de cobre tiene sus propias características debido a las propiedades fisicoquímicas de este metal.

El diseño de transformadores para soldadura por puntos de cobre.

Dependiendo de la composición química y finalidad. El cobre según GOST 859-78 produjo cinco títulos:

  • cátodo (contiene una pequeña cantidad de impurezas en el rango de 0.003-0.1%);
  • libre de oxígeno (contenido de oxígeno no más de 0.003%);
  • remodelado catódico (contenido de impurezas en el rango de 0.01-0.5%);
  • desoxidado (contenido de impurezas en el rango de 0.01 a 0.5%);
  • refinación al fuego (contenido de impurezas en el rango de 0.01-0.5%).

El cátodo de cobre se utiliza para la fabricación de piezas conductoras, los cátodos, los cables y otros nombres de cobre se utilizan para la producción de lingotes de cobre y productos semiacabados.

Características de soldadura de materiales de cobre.

La tecnología de soldadura de cobre, como cualquier otro metal no ferroso, tiene sus propias características distintivas, debido a sus propiedades químicas y físicas. Por ejemplo, el proceso de combinación de este material se ve obstaculizado significativamente por la alta capacidad del cobre para oxidar en el estado de calentamiento o fundido y su alta fluidez y conductividad térmica.

Cabe señalar que varias impurezas contenidas en la composición del cobre de diferentes grados (oxígeno, antimonio, bismuto, arsénico, azufre, fósforo) también tienen cierta influencia en el proceso de soldadura. El efecto especialmente negativo en el proceso de soldadura es el bismuto.

Durante el calentamiento y la fusión, el cobre, oxidado, forma el óxido de carbono Cu2O, que, al interactuar con el hidrógeno disuelto en el metal, conduce a la aparición de grietas en el material, es decir, a la llamada "enfermedad del hidrógeno".

Modos de soldadura de cobre.

Cabe señalar que el cobre electrolítico catódico se suelda mejor con un porcentaje de impurezas de hasta el 0, 05%.

Hay varias formas de conectar elementos de cobre. Para ello, utilice los siguientes tipos de soldadura: gas, en un entorno inerte protector (nitrógeno o argón), manual eléctrico y automático. Se debe tener en cuenta que cualquier trabajo de soldadura debe llevarse a cabo en una sala donde exista ventilación forzada y de aire forzado. Es necesario usar monos, zapatos de seguridad y equipo de protección personal: guantes de cuero, un escudo. El equipo de soldadura debe estar en buenas condiciones.

Soldadura por arco manual

Con esta tecnología de soldadura de cobre, se necesitan los siguientes dispositivos y materiales:

  • Electrodos, fundentes y material de relleno del tipo apropiado;
  • Generador de soldadura DC.

La tecnología de soldadura por arco manual de materiales de cobre se lleva a cabo utilizando electrodos grafitados (carbono) o metálicos. Para los productos domésticos del tipo ZT, latón de la marca L90, alambre de cobre de M1, M3, M2, alambre de bronce Br, KMts3-1 (silicio-manganeso), varillas de bronce de la marca Br, 0F4-0.25 (estaño-fósforo) se utilizan como varillas.

Esquema de soldadura de arco manual.

Las barras de electrodo están recubiertas con composiciones químicas especiales (recubrimientos) de acuerdo con la literatura de referencia. El grosor del recubrimiento del electrodo se debe seleccionar de acuerdo con la literatura de referencia, dependiendo del tipo de electrodo. Después de aplicar el recubrimiento, los electrodos se deben secar durante 3-4 horas en aire a una temperatura de + 20 ° … + 30 ° C, luego se calcinan durante 90-120 minutos a una temperatura de + 250 ° … + 300 ° C.

La soldadura por arco manual de materiales de cobre por medio de un electrodo de metal se realiza con una corriente constante (polaridad inversa) de acuerdo con los siguientes parámetros (I es el amperaje, A, d es la sección del electrodo, mm, S es el espesor de la lámina, mm):

  • S = 2, d = 3, I de 120 a 150;
  • S = 3, d = 3-4, I de 160 a 210;
  • S = 4, d = 4, I de 240 a 280;
  • S = 5, d = 5, I de 300 a 350;
  • S = 6, d = 5-6, I de 330 a 380.

En el proceso de conexión de cobre utilizando electrodos grafitados, se utilizan como aditivos barras con marcas similares a las de los electrodos metálicos. Para optimizar la soldadura por arco de piezas y estructuras de cobre, se utiliza un flujo adecuado con un electrodo de grafito, que al principio del trabajo se agrega a la ranura o se recubre con material de relleno. La composición química del flujo se elige de acuerdo con los libros de referencia.

El esquema de soldadura con un electrodo no consumible.

La tecnología de soldadura manual de elementos de cobre utilizando un electrodo de carbón se lleva a cabo de acuerdo con los siguientes parámetros (I es la intensidad de la corriente de soldadura, A, d es la sección transversal del electrodo, mm, S es el espesor de la lámina, mm):

  • S = 1, d = 4, I de 135 a 180;
  • S = 2, d = 6, I de 195 a 260;
  • S = 4, d = 6, I de 250 a 330;
  • S = 6, d = 8, I de 315 a 430;
  • S = 12, d = 10, I de 420 a 550.

Si la sección transversal de la hoja no supera los 4, 0 mm, la soldadura con arco manual se realiza sin dividir los bordes. Sin huecos, es necesario ensamblar las juntas a tope.

Soldadura por arco de la máquina de soldadura de cobre

Los siguientes materiales y herramientas son necesarios para este tipo de soldadura de cobre:

  • Electrodos, aditivos y flujo del tipo apropiado;
  • maquina de soldar
  • Forro de grafito.

Clasificación de los métodos de soldadura en gas protector.

La soldadura por arco eléctrico automático de estructuras y piezas de cobre se realiza mediante electrodos de flujo de dos tipos: fundición de metales y no fundido de grafito. Una variedad de materiales de relleno y flujo se seleccionan de acuerdo con la literatura de referencia.

En el caso de utilizar un electrodo de grafito, la soldadura se realiza mediante un cabezal especial de tipo automático que se mueve a lo largo de la soldadura con una velocidad fija. En este tipo de compuesto, se utilizan un metal de relleno, un revestimiento de grafito debajo del cobre soldado y una tira de latón.

La tecnología de soldadura automática por arco de materiales de cobre utilizando un electrodo de carbono con una sección transversal de 20.0 mm tiene los siguientes parámetros (I es la fuerza actual, A, V es la velocidad de soldadura, m / h, S es la sección de hojas, mm, U es la tensión del arco, V):

  • S = 4, I = 780-800, U = 18, V = 22, 4;
  • S = 6, I = 960-980, U = 18, V = 22.4;
  • S = 8, I = 1000, U = 18-19, V = 16.

La soldadura automática por arco de cobre se realiza mediante máquinas de soldadura comunes con un electrodo de metal. Cuando se usa esto, el electrodo de alambre de cobre califica M3, M1, M2 y un diámetro de 1.6 a 3.0 mm. Dicha soldadura se lleva a cabo en una corriente constante (polaridad inversa). Aplicar el flujo de acuerdo a las referencias. Algunos tipos de flujos permiten, en particular, la soldadura automática de elementos de cobre en una corriente variable.

Soldadura al arco de argón de cobre.

Cabe señalar que la soldadura automática por arco de cobre, dependiendo del tipo de conexión, tiene sus propias características distintivas y ciertos modos. Por lo tanto, en el caso de una costura de un solo lado, el material se suelda con una penetración mediante el uso de un revestimiento de grafito.

Además, las hojas con una sección transversal de menos de 8, 0 mm se hierven sin filos de acuerdo con los siguientes parámetros (d es el diámetro del alambre, mm, I es el amperaje, A, S es el espesor de la hoja, mm, U es la tensión del arco, V, V es velocidad, m / h):

  • S = 2, d = 1.6, I = 140-160, U = 32-35, V = 25;
  • S = 3, d = 1.6, I = 190-210, U = 32-35, V = 20;
  • S = 4, d = 2, I = 250-280, U = 30-35, V = 25;
  • S = 5, d = 2, I = 300-340, U = 30-35, V = 25;
  • S = 6, d = 2, I = 330-350, U = 30-35, V = 20;
  • S = 8, d = 3, I = 400-440, U = 33-38, V = 16.

Durante la soldadura de un material más grueso (más de 8, 0 mm), se utiliza un corte en forma de la letra "V" en un ángulo de 60 °. El proceso de unión de uniones con bordes de cobre cortados con costura de doble cara se realiza de acuerdo con los siguientes parámetros (el ángulo de los bordes de la ranura es constante y es de 60 °, S es el espesor de la hoja, mm, I es la corriente, A, U es la tensión del arco, V, V es la velocidad, m / h):

  • d = 10, bordes opacos = 5 mm, I = 540-560, U = 33-38, V = 15;
  • d = 12, bordes opacos = 6 mm, I = 580-600, U = 35-38, V = 15.

Soldadura en argón.

Las juntas de cobre con solape se sueldan utilizando la siguiente tecnología de acuerdo con dichos parámetros (S es el espesor de la lámina, mm, I es el amperaje, A, U = 30-35 V es la tensión del arco, V, V es la velocidad, m / h):

  • S = 3, I = 220-240, V = 25;
  • S = 4.5, I = 300-340, V = 25;
  • S = 6, I = 350-400, V = 20.

Cabe señalar que las láminas de cobre con un espesor de 8 a 12 mm deben hervirse en ambos lados. Además, para encender rápidamente el arco de soldadura, es recomendable verter virutas de latón debajo del cable de los electrodos antes de comenzar a soldar.

Soldadura de cobre en un entorno protector de gas inerte.

Además de los tipos de compuestos anteriores, los materiales de cobre también pueden soldarse en un ambiente de nitrógeno o argón mediante dos tipos de electrodos: metal consumible y tungsteno no consumible. La variante más común de este tipo de compuesto es la soldadura en un medio de argón inerte con un electrodo de tungsteno no consumible en una corriente de polaridad directa y un valor constante.

Efecto de la temperatura de precalentamiento en el ángulo de humectación al soldar cobre.

Los siguientes componentes y dispositivos son necesarios para este tipo de soldadura de cobre:

  • Electrodos, fundentes y material de relleno del tipo apropiado;
  • Soportes de soldadura, argón seco (99, 8% de pureza), máquina de soldar para conexión de arco de argón.

En el papel del material aditivo son varillas (grado M2, M1, M3). La tecnología de este tipo de conexión de elementos de cobre tiene los siguientes parámetros (I - amperaje, A, Dp - diámetro del alambre de relleno, mm, Qa - consumo de argón, l / min, S - espesor de la lámina, mm, Desdiámetro del electrodo de tungsteno, mm) :

  • S = 1.6, Dn = 2.4, De = 2.4, I = 80-110, Qa = 2.8-3.3;
  • S = 3.2, Dn = 3.2, De = 3.2, I = 200, Qa = 6;
  • S = 6.4, Dп = 4.8, De = 4.8, I = 300, Qa = 7;
  • S = 10, Dn = 4.8, De = 4.8, I = 350, Qa = 7;
  • S = 12, Dn = 6.4, De = 4.8, I = 400, Qa = 8;
  • S = 16, Dn = 6.4, De = 4.8, I = 400, Qa = 8.

En el caso de la soldadura de cobre en un entorno de gas protector con un electrodo metálico consumible, la conexión se realiza con una corriente de fuerza constante y polaridad directa. El material de los electrodos en este caso se elige de acuerdo con la literatura de referencia.

¿Cómo se realiza la soldadura de gas?

Para este tipo de conexión de elementos de cobre se necesitan los siguientes materiales y herramientas:

  • Electrodos, fundentes y material de relleno del tipo apropiado;
  • generador de acetileno, cargado con agua y carburo de calcio, o cilindro de acetileno;
  • botella de oxigeno;
  • mangueras
  • quemador

El esquema de soldadura de gas de cobre.

La soldadura con gas de piezas y estructuras de cobre es el tipo más común de soldadura de elementos de cobre. Cuando se utiliza este tipo de juntas de lámina con un grosor de menos de 5.0 mm, se utilizan materiales de relleno de los grados de cobre M1, M2, M3.

Si es necesario realizar soldaduras de láminas de cobre más gruesas, entonces se debe usar un cable con un contenido de fósforo del 0, 2% y un silicio de 0, 15-0, 3% o un cable de cobre con un contenido de fósforo del 0, 2-0, 7%. En este tipo de trabajo, los flujos se utilizan de acuerdo con la literatura de referencia.

La tecnología tiene los siguientes parámetros (S es el espesor de las láminas de cobre, mm, No. es el número de la punta de la antorcha de soldadura, Dp es el diámetro del cable de relleno, mm):

  • S <1, Dп = 1.5, № 00-0;
  • S = 1-1.5, Dп = 1.5, № 1;
  • S = 1.5-2.5, Dp = 2, No. 2;
  • S = 2.5-4, Dп = 3, № 3;
  • S = 4-8, Dп = 5, № 4-5;
  • S = 8-15, Dп = 6, № 6;
  • S> 15, Dп = 8, № 6-7.

Tratamiento térmico

Al final de la soldadura de cobre de cualquier manera, las uniones deben unirse para perforar. Si la sección transversal de las láminas soldadas es inferior a 0, 5 cm, el metal se forja sin calentamiento. Si la sección transversal de las hojas mide más de 0, 5 cm, el cobre debe forjarse calentando a una temperatura de + 250 ° … + 350 ° C.

Calentar sobre + 350 ° C no es práctico; Esto conduce a una disminución en las propiedades de resistencia del metal. Al final de la forja, es necesario realizar una operación de recocido térmico a una temperatura de + 500 ° … + 600 ° C con más enfriamiento por agua. Esta operación le permite hacer la costura de soldadura dúctil y mejorar sus propiedades mecánicas y de resistencia.

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Categoría:

Metalurgia