I. La diferencia entre latón y cobre.
Latón
El latón es una aleación de color amarillo compuesta de cobre y zinc. El latón ordinario se compone únicamente de estos dos elementos, mientras que el latón especial se compone de más de dos elementos, como plomo, estaño, manganeso, níquel, hierro y silicio.
El latón con un contenido de cobre del 62 % al 68 % tiene un punto de fusión que oscila entre 934 y 967 grados. Es conocido por su fuerte resistencia al desgaste y buenas propiedades mecánicas, lo que lo hace adecuado para su uso en la fabricación de equipos a presión.
El latón especial también es conocido por su alta resistencia, dureza y resistencia a la corrosión química. Esto lo convierte en una opción popular para producir tubos sin costura, que pueden usarse en aplicaciones como intercambiadores de calor, condensadores, tuberías de baja temperatura y tuberías de transporte submarino.
Además de los tubos, el latón también se puede utilizar para fabricar láminas, barras, piezas fundidas y otros productos. Con su fuerte plasticidad y alto contenido de cobre, el latón es un material ideal para fabricar equipos a presión.
cobre rojo
El cobre rojo es un tipo de cobre que recibe su nombre por su color púrpura rojizo. También se le conoce como cobre puro industrial y está compuesto exclusivamente de cobre.
El cobre rojo tiene un punto de fusión de 1083°C y no sufre transformación isomérica. Su densidad relativa es 8,9, cinco veces mayor que la del magnesio. También es aproximadamente un 15% más pesado que el acero normal.
Cuando se forma una película de óxido en su superficie, el cobre rojo adquiere un tono púrpura rojizo, por lo que se le llama cobre rojo. Este cobre también contiene una cierta cantidad de oxígeno y a veces se le llama cobre que contiene oxígeno.
II. Método de soldadura de latón
Los métodos para soldar latón incluyen soldadura con gas, soldadura por arco de carbono, soldadura por arco manual y soldadura por arco de argón.
1. Soldadura de latón con gas
La soldadura con gas es el método más utilizado para soldar latón debido a la baja temperatura de la llama de soldadura con gas, que reduce la evaporación del zinc en el latón en comparación con los métodos de soldadura eléctrica.
Los alambres de soldadura comúnmente utilizados para soldar latón con gas son el alambre 221, el alambre 222 y el alambre 224. Estos alambres contienen elementos como silicio, estaño y hierro, que ayudan a prevenir y reducir la evaporación y la pérdida de quema de zinc durante el proceso de soldadura, garantizando la calidad. calidad de la soldadura y evitando la formación de poros.
En la soldadura de latón con gas se utilizan habitualmente dos tipos de fundente: polvo sólido y fundente gaseoso. El fundente gaseoso está compuesto de borato de metilo y metanol, como el agente gaseoso 301. Este fundente ayuda a mejorar la calidad de la soldadura y previene la contaminación.
2. Soldadura manual por arco de latón.
Además del cobre 227 y el cobre 237, también se pueden utilizar electrodos caseros para soldar latón. Durante la soldadura por arco de latón, se recomienda utilizar una fuente de alimentación de CC con el electrodo positivo conectado a la pieza de trabajo y el electrodo negativo conectado al electrodo.
Antes de soldar, es importante limpiar a fondo la superficie de la pieza. El ángulo de la ranura debe estar entre 60 y 70 grados para garantizar una formación de soldadura adecuada.
Para mejorar la calidad de la soldadura, la pieza debe precalentarse a una temperatura entre 150 y 250°C. Durante la soldadura, se recomienda utilizar un arco corto y un movimiento lineal sin oscilaciones transversales ni de ida y vuelta. La velocidad de soldadura debe ser alta para obtener mejores resultados.
Es importante tener en cuenta que las piezas soldadas de latón que entran en contacto con medios corrosivos como agua de mar y amoníaco deben recocerse después de soldar para aliviar cualquier tensión de soldadura.
3. Soldadura manual por arco de argón de latón.
Los alambres de soldadura de latón estándar, como el alambre 221, el alambre 222 y el alambre 224, se pueden utilizar para la soldadura manual de arco de argón de latón. Alternativamente, se pueden utilizar materiales de aportación con la misma composición que el metal base.
Para este proceso se pueden utilizar tanto la conexión positiva de CC como la soldadura de CA. Cuando se utiliza soldadura con CA, la evaporación del zinc es menor en comparación con la conexión positiva de CC.
En la mayoría de los casos, no es necesario precalentar antes de soldar. Sin embargo, si hay una diferencia significativa en el espesor de la placa, puede ser necesario precalentarla.
Se recomienda soldar lo más rápido posible para obtener los mejores resultados. Después de soldar, la pieza soldada debe calentarse a una temperatura entre 300 y 400 °C para recocerla y aliviar cualquier tensión de soldadura y evitar grietas durante el uso.
4. Soldadura por arco de carbono y latón.
Para la soldadura por arco de latón al carbono, se pueden seleccionar 221 alambres, 222 alambres y 224 alambres según la composición del metal base. Alternativamente, también se puede utilizar alambre de soldadura de latón de fabricación propia.
El fundente de gas 301 se puede utilizar como fundente durante la soldadura.
Se recomienda el uso de soldadura por arco corto para minimizar la evaporación y la pérdida de zinc por quemado.
III. Método de soldadura de cobre rojo.
El cobre rojo, también conocido como cobre puro industrial, se puede soldar utilizando varios métodos, como soldadura con gas, soldadura manual por arco de carbono, soldadura manual por arco eléctrico, soldadura manual por arco de argón y soldadura automática para estructuras más grandes.
1. Soldadura con gas de cobre rojo.
Las juntas a tope son el método preferido para soldar cobre rojo, y las juntas traslapadas y en T solo se utilizan cuando es necesario. Hay dos opciones de alambres de soldadura en la soldadura con gas: alambres de soldadura que contienen elementos desoxidantes, como alambres 201 y 202, o una combinación de alambre de cobre general y metal base, utilizando agente gaseoso 301 como fundente. Se debe utilizar una llama neutra al soldar cobre rojo con gas.
2. Soldadura por arco manual de cobre rojo
En la soldadura por arco manual, se utiliza una varilla de soldadura de cobre rojo 107 con un núcleo de soldadura de cobre rojo (T2, T3). Antes de soldar, es importante limpiar los bordes de la junta de soldadura.
Si el espesor de la pieza es superior a 4 mm, es necesario un precalentamiento, con una temperatura de aproximadamente 400 a 500°C. Se debe utilizar el electrodo de cobre 107 para soldar y se debe adoptar una fuente de alimentación de conexión inversa de CC.
Durante la soldadura, se debe utilizar un arco corto y la varilla de soldadura no debe moverse hacia los lados. Un movimiento lineal alternativo de la varilla de soldadura puede mejorar la formación de la soldadura. Para soldaduras largas se debe utilizar el método de soldadura inversa paso a paso. La velocidad de soldadura debe ser lo más rápida posible.
Al soldar varias capas, es importante eliminar la escoria entre las capas. La soldadura debe realizarse en un área bien ventilada para evitar el envenenamiento por cobre. Después de soldar, la soldadura debe aplanarse con un martillo para aliviar la tensión y mejorar la calidad de la soldadura.
Lectura relacionada: ¿Cómo elegir la varilla de soldadura adecuada?
3. Soldadura manual por arco de argón de cobre rojo.
En la soldadura manual por arco de cobre rojo y argón, se pueden utilizar alambres de soldadura como el alambre 201 (alambre de soldadura de cobre rojo especial), el alambre 202 y el alambre de cobre rojo T2. Antes de soldar, es importante limpiar los bordes de soldadura de la pieza de trabajo y la superficie del alambre de soldadura de cualquier película de óxido, aceite u otros contaminantes para evitar defectos como poros e inclusiones de escoria. Esto se puede hacer mediante métodos de limpieza mecánicos o químicos.
El tamaño de la ranura realizada en la pieza depende de su espesor. Si el espesor es inferior a 3 mm, no se requiere ranura. Para espesores de 3 a 10 mm se debe abrir una ranura en V en un ángulo de 60 a 70 grados. Si el espesor es superior a 10 mm, se debe realizar una ranura en forma de X con un ángulo de 60 a 70 grados. Generalmente se recomienda evitar bordes romos para evitar una penetración incompleta. La distancia para las juntas a tope debe estar entre 0,5 y 1,5 mm, dependiendo del grosor de la placa y del tamaño de la ranura.
La conexión positiva de CC se utiliza generalmente para la soldadura manual por arco de argón de cobre rojo, con el electrodo de tungsteno conectado al electrodo positivo. Para evitar poros y asegurar una fusión y penetración fiable de la raíz de la soldadura, es necesario aumentar la velocidad de soldadura, reducir el consumo de argón y precalentar la pieza. La temperatura de precalentamiento debe estar entre 150 y 300°C para piezas de menos de 3 mm de espesor, y entre 350 y 500°C para piezas de más de 3 mm de espesor. La temperatura de precalentamiento no debe ser demasiado alta, ya que esto puede reducir las propiedades mecánicas de la unión soldada.
4. Soldadura por arco de carbono y cobre rojo
La soldadura por arco de carbono también se puede utilizar para cobre rojo. Se pueden utilizar electrodos de carbono y electrodos de grafito como electrodos de soldadura, y el alambre de soldadura utilizado es el mismo que el que se utiliza en la soldadura con gas. El metal base también se puede cortar y la corriente de gas 301 se puede utilizar como fundente.
4. Ejemplos de soldadura de aleaciones de cobre.
Ejemplo 1. Soldadura manual con gas inerte de tungsteno (TIG) de tuberías de cobre
Durante la instalación del equipo, una empresa necesitaba soldar seis tubos de cobre (modelo T2) con unas dimensiones de Φ180mm×10mm. Para esta tarea se ha empleado con gran éxito la soldadura manual con gas inerte de tungsteno. Los pasos del proceso de soldadura fueron los siguientes:
1. Preparación previa a la soldadura
1.1 El equipo de soldadura utilizado fue una soldadora TIG WSE-350 AC/DC con polaridad DC positiva. El material de soldadura elegido fue alambre de cobre (alambre 201), con un diámetro de 3 mm. La pureza del gas argón fue ≥99,96%.
1.2 Se alinearon los chaflanes sin dejar espacios entre ellos.
1.3 El área de soldadura del tubo de cobre y alambre de cobre se mantuvo libre de aceite, capas de oxidación, humedad y otros contaminantes y exhibió brillo metálico.
1.4 Parámetros de soldadura: Se utilizó un electrodo de tungsteno y cerio de Φ3 mm junto con una boquilla de Φ14 mm. La corriente de soldadura se ajustó entre 160~180 A y el flujo de gas argón fue de 15 l/min.
1.5 Precalentamiento: Debido a la alta conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica del cobre, así como a su fragilidad al calentarse, el bisel del tubo de cobre y el área de 60 mm de cada lado se precalentaron antes de soldar. Este precalentamiento se realizó utilizando una llama de oxiacetileno, alcanzando una temperatura de aproximadamente 500°C. La temperatura se midió con un termómetro de contacto puntual.
1.6 Se soldaron por puntos dos áreas del tubo (dividiendo la circunferencia del tubo en tres partes iguales, dos de las cuales fueron soldadas por puntos y una fue el punto de inicio de la soldadura). Los puntos de soldadura tenían una longitud requerida ≥10 mm y una altura de soldadura adecuada de 3 mm.
2. Procedimiento de soldadura
El proceso de soldadura se realizó en dos capas: una pasada de raíz y una pasada de cobertura. Toda la soldadura se realizó en la posición de soldadura rotacional, específicamente entre las 10 y las 11:30 en la esfera de un reloj, con una rotación aleatoria hacia arriba durante la soldadura.
2.1 Recorrido radicular: El recorrido radicular se realizó utilizando una técnica de soldadura con mano izquierda. Durante la soldadura se tomaron medidas para evitar la formación de bolsas de gas, inclusiones de escoria, salpicaduras de soldadura y una penetración incompleta. El ángulo entre el alambre de soldadura y la superficie del tubo se mantuvo lo más pequeño posible para mejorar la efectividad del blindaje de argón, como se muestra en la Figura 7.
Asegure un movimiento suave de la pistola de soldar y un control adecuado de la temperatura del baño de soldadura. No debe ser ni demasiado alto ni demasiado bajo para que el proceso de soldadura se desarrolle sin problemas. Es crucial monitorear de cerca el flujo de cobre fundido hacia el baño de soldadura y controlar el tiempo de fusión y penetración.
Cuando el metal fundido en el baño de soldadura comienza a hundirse ligeramente, esto indica penetración (con buena formación básica de raíces).
Adopte un método de alimentación de alambre "interrumpido" para insertar el alambre de relleno, es decir, el alambre de soldadura de cobre avanza y retrocede alternativamente. El alambre debe avanzar “rápidamente” y retroceder “limpiamente”, manteniendo este estado mientras se suelda uniformemente hacia adelante. Si la velocidad de soldadura es ligeramente lenta o la penetración es desigual, puede producirse una penetración incompleta o quemaduras, lo que provocará nódulos de soldadura. El método de formación del arco, la unión y la operación son los mismos que el método de soldadura por arco de argón mencionado anteriormente.
2.2 Soldadura de la capa de cubierta: la pistola de soldar gira hacia la izquierda y hacia la derecha, y el alambre de soldadura se alimenta con el movimiento de la pistola de soldar. Cuando el arco se mueva hacia ambos lados de la ranura, haga una pausa breve y agregue alambre de soldadura para llenar la ranura y elevarse entre 1,5 y 2 mm por encima de la superficie de la tubería. La pistola de soldar y el alambre de soldadura deben cooperar adecuadamente y oscilar uniformemente para controlar la consistencia de la forma del baño de soldadura y producir una soldadura de excelente calidad por dentro y por fuera.
3. Precauciones:
1) Durante la soldadura, está estrictamente prohibido el “toque de tungsteno” (es decir, el electrodo de tungsteno entra en contacto con el alambre de soldadura o el baño de soldadura). Si se produce un “sonido de tungsteno” durante la soldadura, una gran cantidad de polvo y vapores metálicos ingresarán al baño de soldadura, lo que dará como resultado numerosos poros o grietas en forma de panal en la soldadura. Si se produce un “sonido de tungsteno”, deje de soldar, muela y reemplace el electrodo de tungsteno o vuelva a afilar la punta de tungsteno hasta que el metal esté libre de deslustre de cobre.
2) Asegure un contacto firme de las líneas superpuestas y evite rayar la superficie de la tubería.
3) Después de que la soldadura se haya enfriado un poco, gire el tubo y sujételo firmemente.
4) Controlar la temperatura de la capa intermedia. Si la soldadura por fusión se vuelve difícil, esto indica una temperatura baja. Vuelva a calentar a más de 500 °C antes de volver a soldar para evitar una fusión incompleta o defectos de fusión deficientes.
5) Asegure una buena fusión, una velocidad de soldadura ligeramente más rápida y una alimentación de alambre adecuada. Preste atención a la fusión simultánea del metal base y el alambre de soldadura para fusionarlos en uno solo para evitar una fusión incompleta o defectos de fusión deficientes.
6) Al apagar el arco de soldadura, no se debe levantar inmediatamente la pistola de soldar. Continúe usando la función de gas protector post-flujo para proteger el baño de soldadura y evitar la formación de poros.
4. Tratamiento post-soldadura:
Después de la inspección, si no hay defectos como poros, grietas o inclusiones de escoria, recaliente el área de soldadura de la junta de tubería soldada a 600 ~ 700 ℃ y luego enfríe con agua del grifo para aumentar la plasticidad del área de soldadura. .
Ejemplo 2: Soldadura con oxiacetileno de una fina lámina de cobre violeta con δ=2mm
La barrera de agua en la piscina de enfriamiento del alto horno está compuesta por finas láminas de cobre púrpura con δ = 2 mm soldadas entre sí. La soldadura es un desafío debido a la excelente conductividad térmica del cobre.
O la temperatura es insuficiente para formar un charco fundido, lo que da como resultado metal no fundido o mal fundido en la soldadura, o la temperatura es demasiado alta, lo que hace que una gran área de la zona de soldadura se derrita, lo que resulta en defectos de soldadura como quemaduras o trozos de soldadura. Soldar láminas finas de cobre violeta es un problema muy “complicado”.
El problema se puede resolver eficazmente utilizando el método de soldadura "soldadura de latón". Los preparativos antes de soldar y el proceso de operación de soldadura son los siguientes:
1) Descontamine 60 mm a cada lado de la costura de soldadura y utilice un cepillo de alambre para pulirla y revelar el brillo metálico.
2) Las piezas de trabajo se emparejan sin ranura y el espacio de emparejamiento debe ser inferior a 1 mm.
3) Utilice alambre de soldadura de latón y silicio de Ф3 mm (alambre 224) con fundente de soldadura 301.
4) Nivelar la zona a soldar (el pad es de chapa de acero plana, que debe ser de mayor espesor para evitar deformaciones térmicas).
5) Precalentar. Dos soldadores utilizan sopletes de soldadura medianos y llamas neutras para calentar el área de soldadura simultáneamente, alcanzando una temperatura de 500~600 ℃. Una persona suelda y la otra continúa calentando el lugar de soldadura para garantizar el progreso estable del proceso de soldadura.
6) El soldador de precalentamiento utiliza una llama neutra y el soldador utiliza una llama ligeramente oxidante.
7) La soldadura por puntos y la soldadura formal deben realizarse de forma continua, con una distancia de soldadura por puntos de 60 ~ 80 mm. El punto de soldadura por puntos debe ser más pequeño.
8) Preste mucha atención a los cambios de temperatura en el área de soldadura durante el calentamiento y la soldadura para evitar que sea demasiado alta o demasiado baja. Generalmente, juzgue visualmente por el rojo oscuro (550 ~ 600 ℃).
9) El movimiento de la boquilla de soldadura debe ser constante y avanzar a velocidad uniforme. El núcleo de la llama (punto blanco) debe estar entre 5 y 8 mm por encima del baño de soldadura. El contorno de la llama debe cubrir siempre el baño de fusión para evitar el contacto con el aire. Asegúrese de que el líquido de latón se extienda de forma natural y suave a ambos lados de la soldadura y penetre en el espacio.
10) Para hacer que la estructura cristalina de la junta soldada sea más densa y mejorar su resistencia y tenacidad, golpee la soldadura con un martillo pequeño después de soldar.
11) Realizar una prueba de estanqueidad después de soldar.
