Aprenda a soldar cobre e aço inoxidável

Aprende a soldar cobre y acero inoxidable.

1. Información general

Soldar cobre y acero inoxidable es un proceso común, pero también puede presentar algunos desafíos. Una de las principales dificultades al soldar estos dos materiales es la sensibilidad a las grietas por penetración del cobre.

Soldadura de cobre y acero inoxidable.

Para evitar grietas por penetración se deben tomar dos medidas:

  • Elija un proceso de soldadura adecuado y utilice un nivel bajo de energía de soldadura.
  • Seleccionar materiales de aporte adecuados, controlar elementos que tiendan a causar eutécticos de bajo punto de fusión como S, P y O, y agregar a la soldadura elementos como Al, Si, Mn, V, Mo, Ni y otros.

Siguiendo estos pasos, se puede minimizar el riesgo de grietas por penetración durante el proceso de soldadura de cobre y acero inoxidable.

2. Método de soldadura

Soldadura por arco manual

Cuando se utiliza soldadura por arco manual para cobre y acero inoxidable, es importante tener en cuenta que seleccionar un electrodo de acero inoxidable austenítico puede aumentar la probabilidad de agrietamiento térmico.

Por este motivo, es recomendable elegir un electrodo de níquel-cobre (70% níquel y 30% cobre) o un electrodo de aleación a base de níquel. Una alternativa es utilizar una varilla de soldadura de cobre (T237).

Lectura relacionada: ¿Cómo elegir la varilla de soldadura adecuada?

Durante el proceso de soldadura, se recomienda adoptar una técnica de soldadura rápida, de pequeño diámetro y baja corriente, sin oscilación del arco. El arco también debe estar inclinado hacia el lado de cobre para reducir el riesgo de grietas de penetración.

Soldadura de arco sumergido

Cuando se utiliza soldadura por arco sumergido para cobre y acero inoxidable, las principales preocupaciones son las grietas y la porosidad.

Para minimizar estos problemas, es importante limpiar minuciosamente las superficies de las soldaduras y los alambres de soldadura antes de soldar.

Para soldaduras con un espesor de 8 a 10 mm, normalmente se utiliza una ranura en forma de V de 70°. El ángulo de la ranura en el lado de cobre es de 40° y el ángulo en el lado de acero inoxidable (1Cr18Ni9Ti) es de 30°.

Se recomienda un fundente de HJ431 o HJ430 (que se hornea a 200 °C durante 2 horas) junto con un alambre de soldadura de cobre. En la ranura se deben colocar de uno a tres alambres de níquel o alambres de aleación de níquel-cobre.

Además, se deben utilizar niveles más altos de energía de soldadura y se debe emplear una almohadilla de cobre del tipo agua de refrigeración. El alambre de soldadura debe apuntar hacia el lado de cobre y estar a una distancia de 5 a 6 mm del centro de la ranura.

Parámetros del proceso de soldadura por arco sumergido de cobre puro y acero inoxidable.

Soldadura Forma conjunta Espesor mm Diámetro del alambre de soldadura mm Corriente de soldadura A Tensión de soldadura
V 		velocidad de soldadura mm/s Velocidad de alimentación de alambre cm/min
T2+1Cr18Ni9 trasero v 10-10 4 600-650 36-38 6.4 232
12-12 4 650-680 38-42 6.0 227
14-14 4 680-720 40-42 5.6 223
16-16 4 720-780 42-44 5.0 217
18-18 5 780-820 44-45 4.5 213
20-20 5 820~850 45-46 4.3 210

Soldadura por arco de argón y tungsteno (TIG)

Se pueden obtener buenas uniones de soldadura cuando se utiliza soldadura TIG en cobre, sus aleaciones y acero inoxidable. Sin embargo, sólo se pueden obtener resultados satisfactorios dominando los procesos adecuados. Las uniones realizadas son principalmente uniones a tope y en esquina en ranura. No hay ranura en el lado de cobre y es mejor abrir media ranura en V en el lado de acero inoxidable.

Antes de soldar, se debe limpiar la superficie de soldadura y aplicar fundente (70% H 3 BO 3 21% Na 2 B 4 Ó 2 9% CaF 2 ) en la parte delantera y trasera. Luego realice la soldadura después del secado.

Intente utilizar alambre de soldadura de aleación Monel (70% Ni, 30% Cu) o aleación de cobre que contenga silicio y aluminio, como HS221, QAI9-2, QAI9-4, QSi3-1, QSn4-3, etc. El arco de tungsteno debe inclinarse hacia el lado de cobre y mantenerse a una distancia de 5 a 8 mm del centro de la ranura para controlar la cantidad de acero inoxidable que se funde.

La mayoría de los materiales de soldadura son alambre de soldadura de cobre, alambre de soldadura de cobre-níquel o alambre de soldadura de bronce que contiene aluminio, lo que mejora las propiedades mecánicas del metal de soldadura y evita el agrietamiento por penetración del cobre. Generalmente se adopta la soldadura rápida sin oscilación. Cuando se utiliza el proceso de soldadura fuerte por arco de argón, la cantidad de fusión en el lado de acero inoxidable debe reducirse tanto como sea posible, haciéndolo equivalente a una conexión de soldadura fuerte para acero inoxidable y una conexión de soldadura por fusión para el lado de cobre.

Los parámetros del proceso para la soldadura TIG entre latón y acero inoxidable se muestran en la figura adjunta.

Soldadura TIG de latón H62Sn-1 y acero inoxidable 1Cr18Ni9Ti

Espesor de soldadura mm Diámetro del electrodo de tungsteno mm Longitud de extensión del electrodo de tungsteno Diámetro de la boquilla mm corriente de soldadura Flujo de argón L/min
3+3 3 5-6 12 100~120 10
3+6 3 5-6 12 140-180 10
3+18 3 5-6 12 150-200 1０

Soldadura de gas

Cuando se utiliza soldadura con gas para cobre y acero inoxidable, la temperatura de la llama de soldadura con gas no es tan alta como la del arco. Esto puede provocar una fusión desigual de los metales base en ambos lados debido a sus diferentes puntos de fusión, provocando una zona afectada por el calor más amplia, una mayor deformación e incluso la falta de fusión.

Para soldar cobre puro y acero inoxidable 18-8, normalmente se seleccionan alambres de soldadura como HSCuZn-2, HSCuZn3 y HSCuZnNi. La soldadura con llama neutra utiliza polvo de soldadura 301 (polvo para soldar) o bórax.

Si la soldadura es larga, se puede depositar una capa de latón en la superficie de la ranura en un lado del acero inoxidable antes de soldar.

Soldadura

Al soldar cobre y acero inoxidable, el principal tipo de soldadura utilizada es la soldadura a base de plata, como HL302, HL309, HL312, etc.

Es importante tener en cuenta que la temperatura en un lado del acero inoxidable no debe ser demasiado alta y que la fuente de calor debe dirigirse al lado de cobre al calentar.

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