- Características de la soldadura de cobre.
- El efecto de las impurezas sobre la soldabilidad del cobre.
- Los principales métodos de soldadura de cobre.
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El cobre y sus aleaciones (latón, bronce, etc.) son ampliamente utilizados en diversas industrias (especialmente en ingeniería eléctrica y en la fabricación de tuberías) como materiales estructurales.
El cobre se usa ampliamente en la industria debido a que es un buen conductor de calor y corriente.
El cobre conduce bien la electricidad y el calor, resiste perfectamente la corrosión, tiene una alta plasticidad y estética. Cualquiera que a menudo tenga que trabajar con metales debe saber cómo hacer cobre.
Características de la soldadura de cobre.
El proceso de trabajar con productos de cobre depende en gran medida de la presencia en su composición de varias impurezas (plomo, azufre, etc.). Cuanto menor sea el porcentaje de dichas impurezas en el metal, mejor se soldará. Al trabajar con cobre es necesario tener en cuenta las siguientes características:
Las características del cobre.
- Mayor oxidabilidad. Durante el tratamiento térmico de este metal con oxígeno en la zona de soldadura, se producen grietas y zonas frágiles.
- La absorción de gases en el estado fundido del cobre conduce a la formación de soldaduras de mala calidad. Por ejemplo, el hidrógeno, que se combina con el oxígeno durante la cristalización de un metal, forma vapor de agua, como resultado de las grietas y poros que se producen en la zona de tratamiento térmico, lo que reduce la fiabilidad de la soldadura.
- Alta conductividad térmica. Esta propiedad del cobre lleva al hecho de que su soldadura debe realizarse con el uso de una fuente de calor de alta potencia y con una alta concentración de energía térmica en el área de la soldadura. Debido a la rápida pérdida de calor, se reduce la calidad de la formación de la soldadura y aumenta la posibilidad de que se forme una flacidez, socavaduras, etc.
- El gran coeficiente de expansión lineal provoca una contracción significativa del metal durante la solidificación, como resultado de lo cual pueden formarse grietas en caliente.
- Al aumentar la temperatura por encima de 190 ° C, disminuye la resistencia y la ductilidad del cobre. En otros metales, al aumentar la temperatura, se produce una disminución de la resistencia con un aumento simultáneo de la ductilidad. A temperaturas de 240 a 540 ° C, la ductilidad del cobre alcanza el valor más bajo, con el resultado de que se pueden formar grietas en su superficie.
- La alta fluidez hace que sea imposible realizar una soldadura de alta calidad de un lado del peso. Para hacer esto, debe usar juntas en el reverso.
El efecto de las impurezas sobre la soldabilidad del cobre.
Calidades de cobre.
Las impurezas encontradas en el cobre tienen diferentes efectos sobre su soldabilidad y características de rendimiento. Algunas sustancias pueden facilitar el proceso de soldadura y mejorar la calidad de la soldadura, y otras, reducir. Para la producción de varios productos de cobre, los más populares son los grados de lámina de cobre M1, M2, M3, que en cierta cantidad contienen azufre, plomo, oxígeno, etc.
El O 2 tiene el mayor impacto negativo en el proceso de soldadura: cuanto más grande es, más difícil será lograr una soldadura de alta calidad. En las láminas de cobre M2 y M3, se permite una concentración de O 2 de no más del 0, 1%.
Una pequeña concentración de plomo a temperatura normal no afecta adversamente las características del metal. Con el aumento de la temperatura, la presencia de plomo en la misma cantidad causa una fragilidad roja.
El bismuto (Bi) prácticamente no se disuelve en el metal sólido. Cubre los granos de cobre con una cáscara quebradiza, como resultado de lo cual la costura de soldadura se vuelve quebradiza en condiciones de calor y frío. Por lo tanto, el contenido de bismuto no debe ser superior al 0, 003%.
La impureza más dañina después del oxígeno es el azufre, ya que forma un sulfuro que, al estar en los límites de los granos, reduce significativamente las características de rendimiento del cobre y lo hace reddisk. Durante el tratamiento térmico del cobre con una alta concentración de azufre, entra en una reacción química, lo que conduce a la aparición de gas sulfúrico, que durante el enfriamiento hace que la costura sea porosa.
El fósforo es considerado uno de los mejores desoxidantes. Su contenido en la palanquilla de cobre no solo no reduce las características de resistencia de la costura, sino que también las mejora. Además, su contenido no debe superar el 0, 1%, porque de lo contrario el cobre se vuelve quebradizo. Esto debe tenerse en cuenta al elegir un material de relleno. El fósforo también reduce la capacidad del cobre para absorber gases y aumenta su fluidez, y esto puede aumentar la velocidad del trabajo a soldar.
Los principales métodos de soldadura de cobre.
Los principales métodos de soldadura de cobre.
El cobre se puede soldar de varias maneras, las más populares son:
- soldadura de gas;
- flujo automático
- arco de argón;
- Soldadura manual.
Sea cual sea el método elegido, es necesario preparar adecuadamente las superficies soldadas antes de comenzar el trabajo. Antes de soldar cobre, bronce, latón y otras aleaciones, los bordes soldados y el alambre de relleno deben limpiarse de la suciedad y la oxidación para obtener un brillo metálico y luego desengrasar. Los bordes son cepillados con cepillos para metal o papel de lija. En este caso, no se recomienda el uso de papel de lija grueso.
Los bordes y alambres de grabado pueden llevarse a cabo en solución ácida:
- sulfúrico - 100 cm 3 por 1 litro de agua;
- nitrógeno - 75 cm 3 por 1 litro de agua;
- Sal - 1 cm 3 a 1 litro de agua.
Después del proceso de grabado, los blancos se lavan con agua y álcali y luego se secan con aire caliente. Si el grosor de la pieza de trabajo es mayor que 1 cm, primero debe calentarse con una llama de gas, arco u otro método. Las juntas para soldar están conectadas con tachuelas. La brecha entre los elementos unidos debe ser la misma en todo el sitio.
Soldadura con gas de productos de cobre.
El esquema de soldadura de gas de cobre.
Con la ayuda de la soldadura de cobre mediante soldadura con gas y sujeto a la tecnología de trabajo, puede obtener una soldadura de alta calidad con buenas características de rendimiento. En este caso, la resistencia máxima de la junta será de aproximadamente 22 kgf / mm 2 .
Debido al hecho de que el cobre tiene una alta conductividad térmica, para su soldadura es necesario usar el siguiente caudal de gas:
- 150 l / h con un grosor no superior a 10 mm;
- 200 l / h con un espesor superior a 10 mm.
Para reducir la formación de óxido de cobre y proteger el producto de la aparición de grietas en caliente, la soldadura debe realizarse lo más rápido posible y sin interrupciones. Como aditivo, se utiliza un cable hecho de cobre eléctrico o cobre con un contenido de silicio (no más del 0, 3%) y fósforo (no más del 0, 2%). El diámetro del alambre debe ser de aproximadamente 0, 6 de espesor de las hojas a soldar. Al mismo tiempo, el diámetro máximo permitido es de 8 mm.
Los flujos se utilizan para desoxidar el metal y limpiarlo de la escoria, que se introducen en la piscina de soldadura. También procesan los extremos del alambre y los bordes de las placas a soldar en ambos lados. Para moler los granos del metal de soldadura y aumentar la resistencia de la soldadura después de que se complete su trabajo, se forja. Si el grosor de la pieza de trabajo no es superior a 5 mm, la forja se realiza en un estado frío y con un grosor de más de 5 mm, a una temperatura de aproximadamente 250 ° C. Después de forjar, las costuras se recocen a una temperatura de 520-540 ° C con enfriamiento rápido con agua.
Soldadura automática por arco sumergido
Esquema automático de soldadura por arco sumergido.
Este método de soldadura se realiza mediante una máquina de soldadura convencional a una corriente directa de polaridad inversa. Si se utiliza flujo cerámico, entonces puede trabajar con corriente alterna. Para soldar cobre de no más de 1 cm de grosor, se pueden usar flujos ordinarios. Si el grosor es más de 1 cm, entonces se deben usar flujos de granulación seca.
En la mayoría de los casos, todo el trabajo se realiza en 1 paso, utilizando cable de cobre. Si la costura no tiene que tener indicadores termofísicos altos, entonces para aumentar su resistencia, el bronce y el cobre están unidos con electrodos de bronce. Para que el metal fundido no se propague y se forme una costura en el reverso de la pieza de trabajo, se utilizan almohadillas de fundente y forros de grafito.
La soldadura de latón se realiza a bajo voltaje, porque la probabilidad de evaporación del zinc disminuirá con la disminución de la fuerza del arco. La soldadura de bronce se realiza mediante corriente continua de polaridad inversa. La altura del flujo es limitada o el flujo de granulación grande es limitado (hasta 3 mm).
Soldadura al arco de argón de cobre
Diagrama esquemático de la soldadura al arco de argón.
La soldadura con arco de argón se usa ampliamente para la fabricación de estructuras de cobre de complejidad variable. Para obtener un compuesto confiable, se utiliza argón de grado superior o su mezcla con helio como gas protector. En la vida cotidiana, dicha soldadura se realiza con electrodos de tungsteno. En el papel del aditivo suele ser alambre, tope tendido.
La soldadura con arco de argón del electrodo de tungsteno se realiza a una corriente constante de polaridad inversa. El electrodo debe estar orientado estrictamente en la cavidad de la articulación. Si la pieza tiene un grosor de más de 5 mm, entonces se precalienta a 320-420 ° C. El diluyente de cobre se puede cocinar sin precalentamiento. Algunos modos de soldadura con arco de argón se muestran en la tabla.
| El espesor de la pieza, mm. | Diámetro del electrodo, mm | Corriente de soldadura, A | Voltaje de arco, V | Consumo de gas, l / min. |
| 1.0 | 0.8-1.2 | 80-110 | 18-20 | 7-9 |
| 2-3 | 0.8-1.6 | 140-210 | 19-23 | 8-10 |
| 5-6 | 1.0-1.6 | 250-320 | 23-26 | 10-12 |
| 8.0 | 2.0-3.0 | 350-550 | 32-37 | 14-18 |
Soldadura manual de productos de cobre.
Esquema de soldadura manual.
Este proceso se realiza en una corriente continua de polaridad inversa. Las piezas de trabajo con un grosor de no más de 4 mm se pueden soldar sin filos, hasta 1 cm, con el corte en un lado. Con mayor grosor, los expertos recomiendan usar un corte en forma de X.
Los electrodos de tipos ММ3-2, ЦБ-1, МН-4, etc. se utilizan para la soldadura de bronce y latón. Los electrodos con el recubrimiento "Komsomolets-100" son muy populares. La conductividad térmica de la soldadura cuando se suelda con electrodos revestidos se reduce significativamente. Cuando se utiliza dicho cable, una parte de los componentes de aleación penetra en la costura, lo que reduce su conductividad eléctrica varias veces.
La soldadura por arco manual de latón se usa muy raramente. Esto se debe a la intensa evaporación en el proceso de zinc. Al soldar lingotes de latón precalentado. La soldadura de bronce con electrodos revestidos se realiza con una corriente continua de polaridad inversa, con o sin calentamiento. Utiliza corrientes desde 160 hasta 280 A.