1. Visão Geral
A soldagem de cobre e aço inoxidável é um processo comum, mas também pode apresentar alguns desafios. Uma das principais dificuldades na soldagem destes dois materiais é a sensibilidade às trincas de penetração do cobre.
Para evitar fissuras de penetração, duas medidas devem ser tomadas:
- Escolha um processo de soldagem apropriado e use um baixo nível de energia de soldagem.
- Selecione materiais de enchimento adequados, controle elementos que tendem a causar eutéticos de baixo ponto de fusão, como S, P e O, e adicione elementos como Al, Si, Mn, V, Mo, Ni e outros à solda.
Seguindo essas etapas, o risco de trincas de penetração pode ser minimizado durante o processo de soldagem de cobre e aço inoxidável.
2. Método de soldagem
Soldagem a arco manual
Ao usar soldagem a arco manual para cobre e aço inoxidável, é importante ter em mente que a seleção de um eletrodo de aço inoxidável austenítico pode aumentar a probabilidade de trincas térmicas.
Por este motivo, é aconselhável escolher um eletrodo de níquel-cobre (70% níquel e 30% cobre) ou um eletrodo de liga à base de níquel. Uma alternativa é utilizar uma vareta de solda de cobre (T237).
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Durante o processo de soldagem, recomenda-se adotar uma técnica de soldagem rápida, com pequeno diâmetro e baixa corrente, sem oscilação do arco. O arco também deve ser inclinado para o lado do cobre para reduzir o risco de fissuras de penetração.
Soldagem de arco submerso
Ao usar soldagem por arco submerso para cobre e aço inoxidável, as principais preocupações são rachaduras e porosidade.
Para minimizar esses problemas, é importante limpar completamente as superfícies das soldagens e dos fios de soldagem antes da soldagem.
Para soldagens com espessura de 8 a 10 mm, normalmente é usada uma ranhura em forma de V de 70°. O ângulo da ranhura no lado do cobre é de 40° e o ângulo do lado do aço inoxidável (1Cr18Ni9Ti) é de 30°.
Recomenda-se um fluxo de HJ431 ou HJ430 (que é cozido a 200°C por 2 horas), juntamente com um fio de solda de cobre. Um a três fios de níquel ou fios de liga de níquel e cobre devem ser colocados na ranhura.
Além disso, níveis maiores de energia de soldagem devem ser usados e uma almofada de cobre do tipo água de resfriamento deve ser empregada. O fio de soldagem deve apontar para o lado do cobre e estar de 5 a 6 mm afastado do centro da ranhura.
Parâmetros de processo de soldagem por arco submerso de cobre puro e aço inoxidável
| Soldagem | Formulário conjunto | Espessura mm | Diâmetro do fio de soldagem mm | Corrente de soldagem A | Tensão de soldagem V |
velocidade de soldagem mm/s | Velocidade de alimentação do fio cm/min |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T2+1Cr18Ni9 | Bunda 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 |
Soldagem a arco de argônio e tungstênio (TIG)
Boas juntas de soldagem podem ser obtidas quando a soldagem TIG é usada em cobre, suas ligas e aço inoxidável. Contudo, resultados satisfatórios só podem ser obtidos dominando os processos apropriados. As juntas produzidas são principalmente juntas de topo e de canto em uma ranhura. No lado do cobre não há ranhura e é melhor abrir uma meia ranhura em V no lado do aço inoxidável.
Antes da soldagem, a superfície da soldagem deve ser limpa e o fluxo (70% H3BO321% Na2B4Ó29% CaF2) deve ser aplicado na frente e no verso. Em seguida, realize a soldagem após a secagem.
Tente usar liga Monel (70% Ni, 30% Cu) ou fio de solda de liga de cobre contendo silício e alumínio, como HS221, QAI9-2, QAI9-4, QSi3-1, QSn4-3, etc. o arco de tungstênio deve ser inclinado para o lado do cobre e mantido a uma distância de 5 a 8 mm do centro da ranhura para controlar a quantidade de aço inoxidável que derrete.
A maioria dos materiais de soldagem são fio de solda de cobre, fio de solda de cobre-níquel ou fio de solda de bronze contendo alumínio, o que melhora as propriedades mecânicas do metal de solda e evita rachaduras de penetração de cobre. Geralmente é adotada soldagem rápida sem oscilação. Quando o processo de brasagem por soldagem a arco de argônio é utilizado, a quantidade de fusão no lado do aço inoxidável deve ser reduzida tanto quanto possível, tornando-o equivalente a uma conexão de brasagem para aço inoxidável e uma conexão de soldagem por fusão para o lado de cobre.
Os parâmetros do processo para soldagem TIG entre latão e aço inoxidável são mostrados na figura anexa.
Soldagem TIG de latão H62Sn-1 e aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti
| Espessura da soldagem mm | Diâmetro do eletrodo de tungstênio mm | Comprimento de extensão do eletrodo de tungstênio | Diâmetro do bico mm | Corrente de soldagem a | Fluxo de argônio 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 |
Soldagem a gás
Quando a soldagem a gás é usada para cobre e aço inoxidável, a temperatura da chama da soldagem a gás não é tão alta quanto a do arco. Isto pode resultar na fusão desigual dos metais básicos em ambos os lados devido aos seus diferentes pontos de fusão, causando uma zona afetada pelo calor mais ampla, aumento da deformação e até mesmo não fusão.
Para soldagem de cobre puro e aço inoxidável 18-8, fios de soldagem como HSCuZn-2, HSCuZn3 e HSCuZnNi são normalmente selecionados. A soldagem por chama neutra usa pó de soldagem 301 (pó de brasagem) ou bórax.
Se a solda for longa, uma camada de latão pode ser depositada na superfície da ranhura em um lado do aço inoxidável antes da soldagem.
Brasagem
Na brasagem de cobre e aço inoxidável, o principal tipo de solda utilizada é a solda à base de prata, como HL302, HL309, HL312, etc.
É importante observar que a temperatura em um lado do aço inoxidável não deve ser muito alta e a fonte de calor deve ser direcionada para o lado do cobre durante o aquecimento.
