¿Qué es la soldadura fuerte?
El metal de aportación para soldadura fuerte se calienta a una temperatura adecuada, normalmente por encima de 450°C.
Esta temperatura es mayor que la temperatura líquida del metal de aportación pero menor que la temperatura sólida del metal base.
Este proceso de calentamiento promueve la humectación del metal de aportación líquido en la superficie del metal base y permite que el metal de aportación llene la junta de soldadura fuerte por acción capilar, formando así una unión entre dos materiales, que pueden ser iguales o diferentes.
Características de soldadura fuerte
(1) El punto de fusión del metal de aportación es más bajo que el del metal base, lo que garantiza que el metal base permanezca intacto durante el proceso de soldadura fuerte.
(2) La composición del metal de aportación es significativamente diferente de la del metal base.
(3) El metal de aportación fundido se introduce y se retiene en el espacio entre los componentes del metal base mediante humectación y capilaridad.
(4) La unión metálica se establece mediante la difusión mutua del metal de aportación líquido y el metal base sólido.
Desglose del proceso de soldadura fuerte.
Ventajas y desventajas de la soldadura fuerte
Ventajas de la soldadura fuerte:
- La temperatura de soldadura fuerte es más baja que la del metal base, lo que provoca un impacto mínimo en su estructura y propiedades.
- El proceso de soldadura fuerte genera tensión y deformación mínimas, lo que lo convierte en una opción ideal para conectar piezas o estructuras complejas y de alta precisión.
- El proceso de soldadura fuerte es muy eficiente y puede producir muchas uniones al mismo tiempo.
- La soldadura fuerte tiene una amplia gama de aplicaciones y se puede utilizar para unir metales, no metales y metales diferentes.
- La superficie de la junta soldada es de alta calidad.
Desventajas de la soldadura fuerte:
- La junta tiene poca resistencia y no es resistente al calor;
- La junta traslapada multipropósito es un desperdicio en términos de uso de metal, agrega peso a la estructura y es propensa a causar concentraciones de tensión;
- Existen altos requisitos de preparación antes de soldar, principalmente en términos de calidad de la superficie y holgura de las juntas de montaje;
- Ciertos métodos de proceso de soldadura fuerte requieren una gran inversión y tienen costes elevados.
Tipos de soldadura fuerte
1) Clasificación según el punto de fusión de la soldadura.
Por debajo de 450 ℃ – Soldadura
Por encima de 450 ℃ – Soldadura
2) Por temperatura de soldadura fuerte
- Soldadura fuerte a alta temperatura
- Soldadura a temperatura media
- Soldadura fuerte a baja temperatura. (relativo)
Soldadura a alta temperatura por encima de 800 ℃; 550 ~ 800 ℃ es soldadura fuerte a temperatura media;
La soldadura fuerte a baja temperatura se realiza cuando la temperatura es inferior a 500 ℃.
3) Por tipo de fuente de calor
Soldadura fuerte por llama, soldadura fuerte con cautín, soldadura fuerte en horno, soldadura fuerte por inducción, soldadura fuerte por resistencia.
Términos y definiciones relacionados con la soldadura fuerte
Líquido: la temperatura más baja a la que la soldadura es completamente líquida;
Línea de fase sólida: la temperatura más alta a la que el metal de aportación se vuelve completamente sólido;
Efecto humectante:
La adherencia es el fenómeno que se produce cuando un objeto líquido y un objeto sólido se unen después de entrar en contacto.
Se puede clasificar en humectación por inmersión, humectación por adhesión y humectación por extensión.
En estado libre, un líquido intentará mantener una forma esférica.
Cuando el líquido entra en contacto con un sólido, si su cohesión es mayor que su adherencia, no se adherirá a la superficie sólida sin mojarse.
Sin embargo, si la adherencia del líquido es más fuerte que su cohesión, éste podrá adherirse a la superficie sólida tan pronto como se produzca la humectación.
La capacidad de un líquido para adherirse a un metal base se puede medir mediante el ángulo de contacto entre las fases líquida y sólida.
Durante la soldadura fuerte, el ángulo de mojado del metal de aportación debe ser inferior a 20°.
Acción capilar:
Se supone que cuando dos placas de metal paralelas entre sí se insertan verticalmente en una cantidad infinita de soldadura líquida, las placas son infinitas y la cantidad de soldadura es ilimitada.
Dependiendo de las propiedades humectantes de la soldadura en las placas metálicas, el efecto capilar dará como resultado la situación que se muestra en la Figura (a) o la situación que se muestra en la Figura (b). Si la soldadura logra mojar las placas de metal, ocurrirá el resultado que se muestra en la Figura (a); de lo contrario, se producirá el resultado de la Figura (b).
Soldadura de metal de relleno para soldadura fuerte
Soldaduras blandas a base de Sn y Pb:
Tienen buena capacidad de humectación y dispersión del cobre y otros metales y se utilizan más ampliamente en la industria electrónica.
Soldadura basada en CD:
Principalmente aleación de cadmio y plata, con buena resistencia al calor y a la corrosión.
Soldadura a base de Zn
Soldadura blanda a base de Au
Otras soldaduras blandas de bajo punto de fusión.
Incluir:
① Soldadura a base de (indio)
② Soldadura a base de bi (bismuto)
③ Soldadura a base de Ga (galio)
Soldadura libre de plomo
Soldadura fuerte con metal de aportación
Debido a su resistencia relativamente alta, el metal de aportación para soldadura fuerte se puede utilizar para soldar componentes sometidos a tensión.
El metal de aportación para soldadura fuerte incluye:
Metal de aportación basado en IA:
Se utiliza para soldar aluminio y aleaciones de aluminio.
Metal de aportación para soldadura fuerte a base de Ag:
Tiene un rendimiento integral excelente y se puede utilizar para soldar varios metales. Es el metal de aportación más utilizado para soldadura fuerte.
Metal de aportación a base de Cu:
Metal de aporte para soldadura fuerte de cobre: acero al carbono para soldadura fuerte y acero de baja aleación.
Soldadura de cobre y zinc: se utilizan varios métodos de soldadura fuerte para soldar diversos metales.
Metal de aportación de cobre y fósforo: utilizado principalmente para soldar cobre y aleaciones de cobre, ampliamente utilizado en la fabricación de motores y equipos de refrigeración.
Metal de aportación a base de W:
Excelente rendimiento, puede soldar varios metales.
Vea también:
- Soldadura fuerte de cobre: conceptos básicos que debe conocer
- Soldadura fuerte de aluminio: lo básico que debes saber
Metal de aportación para soldadura fuerte-Flux
Función del fundente para soldadura fuerte y requisitos de rendimiento:
1) Retire la película de óxido para crear condiciones de humectación y dispersión;
2) El fundente líquido cubre el metal base y la superficie de soldadura para protección;
3) Desempeña un papel activo en la interfaz para mejorar la humectación y la propagación.
Necesidad de quitar la película durante la soldadura.
La película de óxido presente en la superficie del metal influye significativamente en la humectación y extensión de la soldadura y, por lo tanto, debe eliminarse.
Cuanto más gruesa es la película de óxido, más fuerte es su unión con la matriz metálica y mayor es su estabilidad térmica y química, lo que dificulta su eliminación.
La eliminación se puede lograr mediante el uso de fundente de soldadura, medios gaseosos, métodos mecánicos o métodos físicos.
El fundente para soldar no solo previene la oxidación de la pieza de trabajo y la soldadura, sino que también elimina la película de óxido. También reduce la tensión superficial, promoviendo el flujo de soldadura y facilitando la formación de juntas de soldadura.
Tabla 1 Tasa de formación de película de óxido en aire seco
| Metal | 1 minuto | 1 hora | 1 día |
| Acero inoxidable | 10 | 10 | 10 |
| Hierro | 20 | 24 | 33 |
| Aluminio | 20 | 80 | 100 |
| Cobre | 33 | 50 | 50 |
Medio gaseoso para soldadura fuerte y su función
En la soldadura fuerte, el gas neutro utilizado es principalmente argón, aunque en algunos casos se utiliza nitrógeno.
El argón es un gas inerte que sirve principalmente para proteger la pieza y no tiene la capacidad de eliminar directamente la película de óxido.
Algunas películas de óxido se pueden eliminar mediante la descomposición de los óxidos y la reducción, dispersión y disolución de la resistencia de la película de óxido mediante la adsorción de soldadura líquida.
Como se muestra en la tabla, la temperatura de descomposición de la mayoría de los óxidos metálicos es superior al punto de fusión o incluso al punto de ebullición del metal.
Se puede concluir que durante el proceso de soldadura fuerte no es posible obtener la descomposición del óxido simplemente mediante calentamiento.
| Óxido | temperatura de descomposición (℃) |
Óxido | temperatura de descomposición (℃) |
| au 2 oh | 250 | pbo | 2348 |
| Ag2O | 300 | NiO | 2751 |
| Punto 2O | 300 | FeO | 3.000 |
| CDO | 900 | MnO | 3500 |
| culo 2 oh | 1835 | Zno | 3817 |
Método y proceso de soldadura fuerte.
método de soldadura fuerte
1. Soldadura de hierro
Características: baja temperatura
Ámbito de aplicación:
1. Es aplicable a la soldadura (usando plomo-estaño o metal de aportación a base de plomo) con una temperatura de soldadura inferior a 300 °C;
2. El fundente para soldar es necesario para soldar piezas delgadas y pequeñas.
2. Soldadura con soplete, soldadura con soplete
Características: simple, flexible y ampliamente utilizado.
Ámbito de aplicación: en general, primero se debe utilizar llama neutra o llama de carbonización ligera/soplete de gas general o soplete de soldadura especial (el soplete también se puede utilizar para soldadura suave) para calentar la pieza de trabajo:
1. Es aplicable a la soldadura fuerte de algunas piezas soldadas que están limitadas por la forma, el tamaño y el equipo de las piezas soldadas y no pueden soldarse mediante otros métodos.
2. Se puede utilizar soldadura fuerte por llama automática.
3. Acero soldable, acero inoxidable, aleaciones duras, hierro fundido, cobre, plata, aluminio, etc.
4. Los metales de aporte comunes incluyen cobre, zinc, cobre, fósforo, base de plata, base de aluminio y metales de aporte de zinc y aluminio.
3. Soldadura por inmersión, soldadura por inmersión.
(Baño de sal y baño de metal, apto para producción en masa)
4. Soldadura por fundente, soldadura por ola, soldadura por pulverización.
(Una variedad de soldadura fuerte en baño de metal, utilizada principalmente para soldar placas de circuito impreso)
5. Soldadura por resistencia
Calentamiento extremadamente rápido y alta productividad.
6. Soldadura por inducción
Calentamiento rápido, menor oxidación y poca soldadura.
Técnicas de soldadura fuerte
El proceso de producción de soldadura fuerte cubre varios pasos, incluida la preparación de la superficie de la pieza antes de la soldadura fuerte, el ensamblaje, la colocación del metal de aportación, la soldadura fuerte, el tratamiento posterior a la soldadura fuerte y otros procesos relacionados.
1. Diseño de juntas soldadas
Al diseñar una junta soldada, la consideración principal debe ser su resistencia, seguida de consideraciones de proceso como garantizar la precisión dimensional del ensamblaje, el ensamblaje y posicionamiento adecuados de las piezas, la ubicación de la soldadura y la holgura de la junta soldada.
La junta traslapada se usa comúnmente para soldar juntas.
En la producción práctica, para uniones soldadas hechas con metales de aportación a base de plata, cobre o níquel de alta resistencia, la longitud del traslapo suele ser de 2 a 3 veces el espesor de la parte más delgada.
Para uniones soldadas hechas con soldaduras blandas como estaño-plomo, la longitud del traslape puede ser de 4 a 5 veces el espesor de la parte más delgada, pero no debe exceder los 15 mm.
Tipos de uniones soldadas
a) Forma de unión de placa para soldadura fuerte
- 1, 2, 3 – Formulario de conexión
- 4 – Forma de la tapa
- 5, 6 – Forma de corte
- 7- Forma de doble tapa
- 8 – Forma de superposición y cobertura
- 9, 10 – Doblar y bloquear la forma.
b) Forma de junta en forma de T y soldadura en bisel
- 11, 22, 13, 14 – Junta en T
- 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 – Forma biselada
c) Forma conjunta de tubo o barra y placa
- 26, 30 – Menos uso
- 27, 28, 29 – Común
- 31, 32, 33 – Multipropósito
- 34, 35, 36 – Junta de espesor de placa
d) Forma de unión de soldadura fuerte por contacto de alambre
- 37 – Algunas articulaciones típicas
- 38 – Conector radiador tubular
- 39 – Junta de estructura sándwich
- 40 – Junta de estructura alveolar
e) Forma de la junta de soldadura fuerte del tubo
- 22 – Mismo diámetro interno
- 23 – Mismo diámetro exterior
- 24 – Diferencia permitida en el diámetro externo
- 25 – Diámetro exterior sin diferencia
Método de posicionamiento de juntas soldadas
a) Posicionamiento por gravedad b) Ajuste apretado c) Dentado d) Bridado
e) Ensanchamiento f) Hilatura g) Forja h) Estrechamiento
i) Corte inferior j) Ranurado y doblado k) Fijación l) Pasador de posicionamiento
m) Tornillo n) Remachado o) Soldadura por puntos
2. Preparación de la superficie de soldadura
Antes del proceso de soldadura, es fundamental eliminar completamente el óxido, la grasa, la suciedad y la pintura de la superficie de la pieza.
En algunos casos, puede ser necesario recubrir previamente las piezas con una capa metálica específica antes de soldar.
(1) Quitar la mancha de aceite
Las manchas de aceite se pueden eliminar con disolventes orgánicos.
Los disolventes orgánicos comunes incluyen alcohol, tetracloruro de carbono, gasolina, tricloroetileno, dicloroetano y tricloroetano.
(2) Eliminación de óxido
Antes de soldar, las películas de óxido en la superficie de la pieza se pueden procesar mediante métodos mecánicos, métodos de grabado químico y métodos de grabado electroquímico.
3. Montaje y fijación
Los metales de soldadura se utilizan en varios métodos de soldadura fuerte, con la excepción de la soldadura fuerte con llama y la soldadura fuerte con soldador, la mayoría de los cuales se colocan previamente en la unión. La gravedad y la capilaridad del espacio deben utilizarse tanto como sea posible para estimular que el metal de aportación llene el espacio cuando se coloque.
El metal de aportación en pasta debe aplicarse directamente a la unión soldada y la soldadura en polvo se puede mezclar con un adhesivo antes de aplicarla a la unión.
4. Método de colocación del metal de aportación.
a) Colocación de soldadura anular
- 1, 2 – Colocación razonable de materiales en forma de anillo
- 3, 4 – Colocación para evitar pérdidas a lo largo del plano de la brida.
- 5, 6 – Colocación del metal de aportación cerca de la junta
- 7, 8 – Se hace una ranura para la colocación de soldadura en una unión.
b) Colocación de soldadura de lámina
P – presión aplicada
