¿Alguna vez se ha preguntado cómo soldar dos de los metales más difíciles, el cobre y el acero inoxidable? Este artículo desmenuza las complejidades de la soldadura de estos metales disímiles, cubriendo técnicas clave y consejos para evitar problemas comunes como las grietas de penetración. Conozca los mejores métodos de soldadura, los materiales de aportación adecuados y los parámetros del proceso para conseguir una soldadura fuerte y sin defectos. Sumérjase en las particularidades de la soldadura manual por arco, la soldadura por arco sumergido, la soldadura TIG, la soldadura con gas y la soldadura fuerte, para garantizar una comprensión exhaustiva de todo el proceso.
En soldadura de cobre y el acero inoxidable es un proceso habitual, pero también puede presentar algunos retos. Una de las principales dificultades de la soldadura de estos dos materiales es la sensibilidad a las grietas de penetración del cobre.
Para evitar las grietas de penetración, deben tomarse dos medidas:
Siguiendo estos pasos, se puede minimizar el riesgo de grietas de penetración durante el proceso de soldadura de cobre y acero inoxidable.
Al utilizar la soldadura por arco manual para cobre y acero inoxidable, es importante tener en cuenta que la selección de un material austenítico electrodo de acero inoxidable puede aumentar la probabilidad de agrietamiento térmico.
Por esta razón, es aconsejable elegir un cobre niquelado varilla para soldar (70% níquel y 30% cobre), o un electrodo de aleación a base de níquel. Una alternativa es utilizar un soldadura de cobre varilla (T237).
Lectura relacionada: ¿Cómo elegir la varilla de soldadura adecuada?
Durante el proceso de soldadura, se recomienda adoptar una técnica de soldadura rápida utilizando un diámetro pequeño y una corriente baja, sin balancear el arco. El arco también debe inclinarse hacia el lado del cobre para reducir el riesgo de grietas de penetración.
Cuando se utiliza la soldadura por arco sumergido para el cobre y el acero inoxidable, las principales preocupaciones son las grietas y la porosidad.
Para minimizar estos problemas, es importante limpiar a fondo las superficies de las soldaduras y los alambres antes de soldar.
Para soldaduras con un espesor de 8 a 10 mm, se suele utilizar una ranura en V de 70°. El ángulo de la ranura en el lado del cobre es de 40°, y el ángulo en el lado del acero inoxidable (1Cr18Ni9Ti) es de 30°.
Se recomienda utilizar un fundente HJ431 o HJ430 (que se cuece a 200°C durante 2 horas), junto con un hilo de soldadura de cobre. En la ranura deben colocarse de uno a tres alambres de níquel o alambres de aleación de níquel y cobre.
Además, deben utilizarse mayores niveles de energía de soldadura y una almohadilla de cobre en pulgadas del tipo de agua de refrigeración. El hilo de soldadura debe apuntar hacia el lado del 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 | Formulario conjunto | Espesor mm | Diámetro del hilo de soldadura mm | Corriente de soldadura A | Tensión de soldadura V |
velocidad de soldadura mm/s | Velocidad de alimentación del hilo cm/min |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T2+1Cr18Ni9 | Culo 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 |
Se pueden conseguir buenas juntas de soldadura cuando Soldadura TIG se utiliza en el cobre, sus aleaciones y el acero inoxidable. Sin embargo, sólo pueden obtenerse resultados satisfactorios si se dominan los procesos adecuados. Las uniones que se producen son principalmente a tope y en ángulo en una ranura. En el lado del cobre, no hay ranura, y es mejor abrir una media ranura en V en el lado del acero inoxidable.
Antes de soldar, se debe limpiar la superficie de la pieza soldada y aplicar fundente (70% H3BO3, 21% Na2B4O2, 9% CaF2) en la parte delantera y trasera. A continuación, llevar a cabo la soldadura después de que se haya secado.
Intente utilizar aleación Monel (70% Ni, 30% Cu) o cobre. soldadura de aleación alambre que contenga silicio y aluminio, como HS221, QAI9-2, QAI9-4, QSi3-1, QSn4-3, etc. Durante la soldadura TIG, el arco de tungsteno debe sesgarse hacia el lado del 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.
Más materiales de soldadura son el alambre de soldadura de cobre, el alambre de soldadura de cobre-níquel o el alambre de soldadura de bronce que contiene aluminio, lo que mejora las propiedades mecánicas del metal de soldadura y evita las grietas de penetración del cobre. Normalmente se adopta la soldadura rápida sin oscilación. Cuando la soldadura por arco de argón se utiliza el proceso de soldadura fuerte, la cantidad de fusión en el lado del acero inoxidable debe reducirse al máximo, haciéndola equivalente a una conexión de soldadura fuerte para el acero inoxidable y una conexión de soldadura por fusión para el lado del cobre.
Los parámetros del proceso de 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 la soldadura mm | Diámetro del electrodo de wolframio mm | Longitud de extensión del electrodo de wolframio | Diámetro de la boquilla mm | Corriente de soldadura a | Caudal 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 |
En soldadura con gas se utiliza para el cobre y el acero inoxidable, la temperatura de la llama de la soldadura con gas no es tan alta como la de un arco. Esto puede dar lugar a 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 no fusión.
Para soldar cobre puro y acero inoxidable 18-8, se suelen seleccionar alambres de soldadura como HSCuZn-2, HSCuZn3 y HSCuZnNi. La soldadura por llama neutra utiliza polvo de soldadura 301 (soldadura en polvo) o bórax.
Si la soldadura es larga, se puede depositar una capa de latón en la superficie de la ranura de un lado del acero inoxidable antes de soldar.
En cobre de soldadura y acero inoxidable, el principal tipo de soldadura utilizado es la soldadura con base de plata, como HL302, HL309, HL312, etc. El proceso es similar al de la soldadura fuerte general.
Es importante tener en cuenta que la temperatura en un lado del acero inoxidable no debe ser demasiado alta, y la fuente de calor debe estar sesgada hacia el lado del cobre durante el calentamiento.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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