Latón
El latón es una aleación de color amarillo compuesta por cobre y zinc. El latón ordinario se compone solo 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 de 62% a 68% tiene un punto de fusión que oscila entre 934 y 967 grados. Es conocido por su gran resistencia al desgaste y sus 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 gran resistencia, dureza y resistencia a la corrosión química. Esto lo convierte en una opción popular para la producción de tubos sin soldadura, que pueden utilizarse en aplicaciones como intercambiadores de calor, condensadores, tuberías de baja temperatura y tuberías de transporte submarino.
Además de las tuberías, el latón también puede utilizarse para fabricar chapa metálicabarras, piezas de fundición y otros productos. Por su fuerte plasticidad y su alto contenido en cobre, el latón es un material ideal para la fabricación de equipos a presión.
Cobre rojo
El cobre rojo es un tipo de cobre que debe su nombre a su color púrpura rojizo. También se conoce como cobre industrial puro y está compuesto únicamente por cobre.
El cobre rojo tiene un punto de fusión de 1083°C y no sufre transformaciones isoméricas. Su densidad relativa es de 8,9, cinco veces superior a la del magnesio. También es aproximadamente 15% más pesado que el acero común.
Cuando se forma una película de óxido en su superficie, el cobre rojo adquiere un tono púrpura rojizo, por lo que se le denomina cobre rojo. Este cobre también contiene una cierta cantidad de oxígeno y a veces se denomina cobre oxigenado.
Los métodos para soldar latón incluyen la soldadura por gas, la soldadura por arco de carbono, la soldadura por arco manual y la soldadura por arco. soldadura por arco de argón.
La soldadura con gas es el método más utilizado en la soldadura de 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 la soldadura eléctrica. métodos de soldadura.
Los alambres de soldadura utilizados habitualmente para el latón soldadura 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 por combustión del zinc durante el proceso de soldadura, garantizando la calidad de la soldadura y evitando la formación de poros.
En la soldadura de latón con gas se suelen utilizar dos tipos de fundente: polvo sólido y fundente de gas. El fundente de gas se compone de borato de metilo y metanol, como el agente de gas 301. Este fundente ayuda a mejorar la calidad de la soldadura y a evitar la contaminación.
Además del cobre 227 y el cobre 237, los electrodos de fabricación propia también pueden utilizarse para soldadura de 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 y el 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 la correcta formación de la soldadura.
Para mejorar la calidad de la soldadura, la pieza debe precalentarse a una temperatura comprendida entre 150 y 250°C. Durante la soldadura, se recomienda utilizar un arco corto y un movimiento lineal sin oscilaciones transversales o de vaivén. La dirección velocidad de soldadura debe ser alto para obtener mejores resultados.
Es importante tener en cuenta que las soldaduras de latón que entran en contacto con medios corrosivos, como el agua de mar y el amoníaco, deben recocido después de la soldadura para aliviar cualquier tensión de soldadura.
Para la soldadura manual por arco de argón de latón pueden utilizarse alambres de soldadura de latón estándar, como el alambre 221, el alambre 222 y el alambre 224. Alternativamente, se pueden utilizar materiales de relleno con la misma composición que el metal base.
Para este proceso pueden utilizarse tanto la conexión positiva de CC como la soldadura de CA. Cuando se utiliza la soldadura de CA, la evaporación de zinc es menor en comparación con cuando se utiliza 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 chapa, puede ser necesario el precalentamiento.
Se recomienda soldar lo más rápido posible para obtener resultados óptimos. Después de soldar, la soldadura debe calentarse a una temperatura de entre 300 y 400°C durante recocido para aliviar cualquier tensión de soldadura y evitar grietas durante el uso.
Para la soldadura por arco de carbono de latón, el alambre 221, el alambre 222 y el alambre 224 pueden seleccionarse en función de la composición del metal base. Alternativamente, también puede utilizarse hilo de soldadura de latón de fabricación propia.
El fundente gaseoso 301 puede utilizarse como fundente durante la soldadura.
Se recomienda utilizar soldadura de arco corto para minimizar la evaporación y la pérdida por combustión del zinc.
El cobre rojo, también conocido como cobre puro industrial, puede soldarse mediante diversos métodos, como la soldadura con gas, la soldadura manual por arco de carbono, la soldadura manual por arco eléctrico, la soldadura manual por arco de argón y la soldadura automática para estructuras de mayor tamaño.
Las juntas a tope son el método preferido para soldar cobre rojo, y las juntas solapadas y en T sólo se utilizan en caso necesario. Hay dos opciones para los alambres de soldadura en la soldadura con gas: alambres de soldadura que contienen elementos desoxidantes, como los alambres 201 y 202, o una combinación de alambre de cobre general y metal base, utilizando el agente de gas 301 como fundente. Durante la soldadura con gas del cobre rojo debe utilizarse una llama neutra.
En la soldadura por arco manual, el cobre rojo varilla para soldar El cobre 107 se utiliza con un núcleo de soldadura de cobre rojo (T2, T3). Antes de soldar, es importante limpiar los bordes del junta de soldadura.
Si el espesor de la pieza es superior a 4 mm, es necesario un precalentamiento, con una temperatura aproximada de 400 a 500°C. Para soldar se debe utilizar el electrodo de cobre 107 y adoptar una fuente de alimentación de conexión inversa de CC.
Durante la soldadura, debe utilizarse un arco corto y la varilla de soldadura no debe moverse lateralmente. Un movimiento lineal alternativo de la varilla de soldadura puede mejorar la formación de la soldadura. Para soldaduras largas, debe utilizarse el método de soldadura por retroceso paso a paso. La velocidad de soldadura debe ser lo más rápida posible.
Cuando se sueldan varias capas, es importante eliminar la escoria entre ellas. La soldadura debe realizarse en una zona bien ventilada para evitar la intoxicación por cobre. Después de soldar, la soldadura debe aplanarse con un martillo para aliviar la tensión y mejorar la calidad de la soldadura.
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En la soldadura manual por arco de argón de cobre rojo, los alambres de soldadura como el alambre 201 (rojo especial soldadura de cobre ), alambre 202 y alambre de cobre rojo T2. Antes de soldar, es importante limpiar los bordes de la pieza 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 puede hacerse mediante métodos de limpieza mecánicos o químicos.
El tamaño de la ranura realizada en la pieza depende de su grosor. Si el grosor es inferior a 3 mm, no es necesaria ninguna ranura. Para espesores de 3 a 10 mm, debe abrirse una ranura en V con un ángulo de 60 a 70 grados. Si el grosor es superior a 10 mm, debe hacerse una ranura en X con un ángulo de 60 a 70 grados. En general, se recomienda evitar los bordes romos para evitar una penetración incompleta. La holgura para las juntas a tope debe ser de entre 0,5 y 1,5 mm, dependiendo del grosor de la chapa y del tamaño de la ranura.
La conexión positiva de CC suele utilizarse para la soldadura manual por arco de argón de cobre rojo, con el electrodo de tungsteno conectado al electrodo positivo. Para evitar poros y garantizar una fusión y penetración fiables de la raíz de la soldadura, es necesario aumentar la velocidad de soldadura, reducir el consumo de argón y precalentar la pieza. La dirección temperatura de precalentamiento debe estar entre 150 y 300°C para piezas de menos de 3mm de espesor, y entre 350 y 500°C para piezas de más de 3mm de espesor. La temperatura de precalentamiento no debe ser demasiado alta, ya que podría reducir las propiedades mecánicas de la pieza. junta soldada.
La soldadura por arco de carbono también puede utilizarse para el cobre rojo. Se pueden utilizar electrodos de carbono y electrodos de grafito como electrodos de soldadura, y el hilo de soldadura utilizado es el mismo que el utilizado en la soldadura con gas. También se puede cortar el metal base, y se puede utilizar fundente de gas 301 como fundente.
Durante la instalación de un equipo, una empresa necesitaba soldar seis tubos de cobre (modelo T2) con unas dimensiones de Φ180mm×10mm. Para esta tarea, se empleó 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 un WSE-350 AC/DC Soldadura TIG máquina con CC de polaridad positiva. La material de soldadura fue alambre de soldadura de cobre (alambre 201), con un diámetro de 3 mm. La pureza del gas argón era ≥99,96%.
1.2 Los biseles se alinearon sin dejar espacios entre ellos.
1.3 La zona de soldadura del tubo de cobre y el hilo de cobre se mantuvieron libres de aceite, capas de oxidación, humedad y otros contaminantes, y mostraron un brillo metálico.
1.4 Parámetros de soldadura: Se utilizó un electrodo de tungsteno cerio de Φ3mm junto con una boquilla de Φ14mm. La corriente de soldadura se fijó entre 160~180A, y el flujo de gas argón fue de 15L/min.
1.5 Precalentamiento: Debido a la alta conductividad térmica y al coeficiente de dilatación térmica del cobre, así como a su fragilidad cuando se calienta, el bisel del tubo de cobre y la zona de 60 mm a cada lado se precalentaron antes de la soldadura. Este precalentamiento se realizó con una llama de oxiacetileno, alcanzando una temperatura aproximada de 500℃. La temperatura se midió con un termómetro de punto de contacto.
1.6 Se soldaron por puntos dos zonas del tubo (dividiendo la circunferencia del tubo en tres partes iguales, dos de las cuales se soldaron por puntos y una fue el punto de inicio de la soldadura). Las soldaduras por puntos 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 de raíz y otra de tapón. Todas las soldaduras se realizaron en posición de soldadura rotacional, concretamente entre las 10 y las 11:30 de la esfera de un reloj, con una rotación aleatoria hacia arriba durante la soldadura.
2.1 Corrida de raíz: La ejecución de la raíz se llevó a cabo utilizando una izquierda técnica de soldadura. Durante la soldadura, se tomaron medidas para evitar la formación de bolsas de gas, inclusiones de escoria, salpicaduras de soldadura y penetración incompleta. El ángulo entre el alambre de soldadura y la superficie del tubo se mantuvo lo más pequeño posible para mejorar la eficacia de la protección con argón, como se muestra en la figura 7.
Garantice un movimiento suave de la pistola de soldadura y un control adecuado de la temperatura del baño de soldadura. No debe ser ni demasiado alta ni demasiado baja para que el proceso de soldadura se desarrolle sin problemas. Es crucial vigilar de cerca el flujo del cobre fundido en el baño de soldadura y dominar los tiempos de fusión y penetración.
Cuando el metal fundido en el baño de soldadura empieza a hundirse ligeramente, indica penetración (con buena formación básica de la raíz).
Adopte un método de alimentación de alambre "interrumpido" para la inserción del alambre de relleno, es decir, el alambre de soldadura de cobre avanza y retrocede alternativamente. El hilo debe avanzar "rápidamente" y retroceder "limpiamente", manteniendo este estado mientras se suelda uniformemente hacia delante. Si la velocidad de soldadura es ligeramente lenta o la penetración es desigual, puede producirse una penetración incompleta o quemadura, lo que da lugar a nódulos de soldadura. El cebado del arco, la unión y el método de operación son los mismos que en el método de soldadura por arco de argón mencionado anteriormente.
2.2 Soldadura de la capa de recubrimiento: La pistola de soldadura oscila a izquierda y derecha, y el alambre de soldadura se alimenta con el movimiento de la pistola de soldadura. Cuando el arco se desplace a ambos lados de la ranura, haga una ligera pausa y añada alambre de soldadura para rellenar la ranura y elevarse 1,5~2 mm por encima de la superficie del tubo. La pistola 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.
1) Durante la soldadura, está estrictamente prohibido "tocar el tungsteno" (es decir, que el electrodo de tungsteno entre en contacto con el alambre de soldadura o el baño de soldadura). Si se produce "contacto con el tungsteno" durante la soldadura, una gran cantidad de polvo metálico y vapores entrarán en el baño de soldadura, dando lugar a numerosos poros en forma de panal o grietas en la soldadura. Si se produce "toque de tungsteno", detenga la soldadura, trátela limpiándola con esmeril y sustituya el electrodo de tungsteno o vuelva a afilar la punta de tungsteno hasta que el metal esté libre de puntos de cobre.
2) Asegurar un contacto firme de las líneas superpuestas y evitar rayar la superficie del tubo.
3) Después de que la soldadura se enfríe ligeramente, gire el tubo y acóplelo firmemente.
4) Controlar la temperatura entre capas. Si la fusión de la soldadura se hace difícil, indica una temperatura baja. Recaliente por encima de 500℃ antes de volver a soldar para evitar una fusión incompleta o defectos de fusión deficiente.
5) Garantizar una buena fusión, una velocidad de soldadura ligeramente superior y una alimentación adecuada del alambre. Preste atención a la fusión simultánea del metal base y el alambre de soldadura para que se fundan en uno solo a fin de evitar una fusión incompleta o defectos de fusión deficientes.
6) Al extinguir el arco de soldadura, la pistola de soldar no debe levantarse inmediatamente. Siga utilizando el postflujo gas protector función de proteger el baño de soldadura para evitar la formación de poros.
Después de la inspección, si no hay defectos tales como poros, grietas o inclusiones de escoria, recaliente el área de soldadura de la junta de tubería soldada a 600~700℃, y luego enfríela con agua del grifo para aumentar la plasticidad del área de soldadura.
El waterstop de la piscina de refrigeración del alto horno está compuesto por finas láminas de cobre púrpura de δ=2 mm soldadas entre sí. La soldadura es un reto debido a la excelente conductividad térmica del cobre.
O bien la temperatura es insuficiente para formar un baño de fusión, lo que da lugar a un metal no fusionado o mal fundido en la soldadura, o bien la temperatura es demasiado alta, lo que hace que se funda una gran superficie de la zona de soldadura, dando lugar a defectos de soldadura como quemaduras o grumos de soldadura. La soldadura de láminas finas de cobre morado es un problema bastante "peliagudo".
El problema puede resolverse eficazmente utilizando "latón soldadura"Método de soldadura Los preparativos antes de la soldadura y el proceso de operación de soldadura son los siguientes:
1) Descontaminar 60 mm a cada lado del costura de soldadura y utilice un cepillo de alambre de acero para pulirlo y revelar el brillo metálico.
2) Las piezas se emparejan sin ranura, y la separación de emparejamiento debe ser inferior a 1 mm.
3) Utilice alambre de soldadura de latón silicio de Ф3mm (alambre 224) con flujo de soldadura 301.
4) Nivele la zona a soldar (la almohadilla es de material plano chapa de aceroque debe ser más grueso para evitar deformaciones térmicas).
5) Precalentamiento. Dos soldadores utilizan sopletes medianos y llamas neutras para calentar la zona 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 de soldadura utiliza una llama ligeramente oxidante.
7) Soldadura por puntos y la soldadura formal debe realizarse de forma continua, con una distancia de soldadura por puntos de 60~80mm. El punto de soldadura por puntos debe ser más pequeño.
8) Preste mucha atención a los cambios de temperatura en la zona 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 una velocidad uniforme. El núcleo de la llama (punto blanco) debe estar a 5~8mm por encima del baño de fusión. 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 extiende de forma natural y suave a ambos lados de la soldadura y penetra en el hueco.
10) Para que la estructura cristalina de la unión soldada sea más densa y mejore su resistencia y tenacidad, golpee la soldadura con un pequeño martillo después de soldar.
11) Realice una prueba de estanqueidad después de soldar.
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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