Soldar cobre en casa

En el hogar, la mayoría de las veces es necesario soldar cobre al instalar sistemas de calefacción y tuberías de agua. El cobre es un buen material para tuberías de agua porque tiene una superficie lisa, no se corroe, proporciona un buen flujo de agua, no tiene sustancias nocivas en su composición, no crece en exceso con depósitos y tiene propiedades bactericidas. Las tuberías de cobre para agua pueden durar mucho tiempo, al menos 50 años..

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Soldadura de metales no ferrosos

La soldadura es el proceso de formación de juntas permanentes mediante el establecimiento de enlaces interatómicos entre los elementos que se sueldan durante su calentamiento parcial o general, o deformación plástica. Para la producción de soldadura, se acostumbra utilizar diferentes fuentes de energía: radiación láser, llama de gas, arco eléctrico, haz de electrones, ultrasonidos y fricción..

La soldadura de metales no ferrosos difiere significativamente del procedimiento para soldar aceros, porque los metales no ferrosos generalmente tienen una conductividad térmica más alta y reaccionan en estado fundido con los gases contenidos en el aire atmosférico. Para eliminar la aparición de tales consecuencias negativas, es necesario seleccionar cuidadosamente los consumibles de soldadura, preparar las piezas para soldar y seguir estrictamente las instrucciones de soldadura..

El desarrollo de tecnologías ahora permite soldar no solo en empresas industriales y de fabricación, sino también en el espacio, bajo el agua y en casa al aire libre. Sin embargo, el procedimiento para soldar metales no ferrosos, incluida la tecnología de soldar cobre, es bastante específico y depende en gran medida de las propiedades físicas y mecánicas del material..

Propiedades del cobre

El cobre se utiliza para la fabricación de tuberías para varias máquinas, recipientes, equipos químicos, piezas conductoras y varias piezas. Este material se caracteriza por una alta conductividad eléctrica y térmica, y también es resistente a la corrosión. La tecnología de soldadura de cobre es un proceso bastante complejo..

Las dificultades del procedimiento son causadas por la tendencia del cobre a oxidarse en estado fundido con la formación de un óxido refractario y absorción de gases, conductividad térmica significativa, una alta expansión lineal del cobre cuando se calienta, que es una vez y media. más alto que el del acero, así como una mayor fluidez.

La soldabilidad del cobre se ve afectada por la presencia de bismuto, azufre, plomo y oxígeno. El plomo y el bismuto imparten fragilidad roja y fragilidad a este metal no ferroso; en forma de óxido de cobre, el oxígeno provoca la formación de grietas y capas de metal quebradizas en el área afectada por el calor..

La soldadura de cobre en el hogar está influenciada por el oxígeno, que se absorbe de la atmósfera. Pero, sin embargo, los productos de cobre son ampliamente utilizados en diversas industrias, por lo tanto, se han creado varios métodos para soldar este metal..

Soldadura por gas de cobre

Bajo las condiciones de observar la tecnología del procedimiento, el cobre está perfectamente soldado con cilindros de gas llenos de acetileno. Si suelda de acuerdo con todas las reglas y luego forja la costura, obtendrá una junta soldada de alta calidad. En este caso, la resistencia a la tracción de la costura alcanza los 17-22 kgf por milímetro cuadrado, cuando la resistencia máxima a la tracción del cobre será de 22-23 kgf por milímetro cuadrado..

Dado que la conductividad térmica del cobre es bastante alta (cinco veces más que el hierro), es necesario soldarlo con una llama de mayor potencia: 150 l / h si el espesor del material es inferior a 10 milímetros y 200 l / h si el espesor es superior a 10 milímetros. Al soldar unidades más gruesas, debe soldar con dos sopletes. Utilice uno de ellos con una capacidad de 150-200 l / h para calentar. Se necesita un segundo quemador con una capacidad de 100 litros por hora para la soldadura de las piezas de trabajo..

Para reducir la disipación de calor de la parte inferior y superior del metal soldado, se recomienda colocar láminas de asbesto. Es habitual utilizar una llama reductora en este método de soldadura de cobre, cuyo núcleo está orientado casi en ángulo recto con los bordes del metal. Para reducir la formación de óxido de cobre y prevenir el agrietamiento en caliente, suelde lo más rápido posible sin interrupciones. Al mismo tiempo, observe estrictamente la conservación de la llama reductora..

Las tachuelas no se utilizan inmediatamente antes de soldar las piezas de cobre. La soldadura del producto debe realizarse en un dispositivo especial de ensamblaje y soldadura. Como aditivo para soldar, utilice alambre de cobre eléctrico o un metal que contenga desoxidantes: no más de 0,2% de fósforo y cerca de 0,15-0,3% de silicio. Diámetro máximo permitido del alambre de relleno: 8 mm.

Al soldar, es necesario distribuir el calor de tal manera que el alambre se derrita antes que los bordes del metal base. En este caso, el material de relleno se fusionará en los bordes, que comenzará a derretirse. El bisel de los bordes en hojas con un grosor de más de 3 milímetros se realiza en un ángulo agudo de 45 grados. Antes de soldar, los bordes deben limpiarse para obtener un brillo de metal fresco o grabarse con una solución de ácido nítrico y enjuagar con agua..

Para el uso correcto de los cilindros de gas, debe ver un video sobre la soldadura de cobre. Para moler los granos del metal depositado y aumentar la densidad de las costuras soldadas después de la soldadura, el material, que tiene un grosor de hasta 5 milímetros, se forja en frío y el cobre con un grosor de más de 5 milímetros, en una temperatura de más 200-300 grados.

La costura se recuece después de forjar la costura a una temperatura del orden de 500-550 grados Celsius con enfriamiento rápido por agua. Para evitar la formación de grietas, la forja no se puede realizar a una temperatura de más de 500 grados, porque el cobre se vuelve quebradizo a tales temperaturas..

Soldadura por arco de argón de cobre

La soldadura por arco de fusión se usa ampliamente para crear estructuras soldadas de cobre. Para obtener una soldadura de alta calidad, se recomienda utilizar gases de protección, que son argón premium o una mezcla de argón y helio (50-75% de argón). La soldadura por arco de cobre en la producción y en el hogar se realiza con mayor frecuencia con un electrodo de tungsteno..

Como aditivo, es necesario utilizar un espaciador o alambre de perfil estrecho, que se coloca de extremo a extremo. La soldadura de cobre con argón con un electrodo de tungsteno no consumible tiene una buena estabilidad del arco. La soldadura por arco manual de cobre se utiliza cuando se conectan unidades de pequeño espesor (hasta 4 milímetros) y en lugares de difícil acceso..

La soldadura con un electrodo de tungsteno se realiza a corriente constante. El electrodo debe estar orientado estrictamente en el plano de la articulación. En el caso de metal de soldadura que tenga un espesor de más de 4-5 milímetros, se debe precalentar a más 300-400 grados. Antes de soldar, se recomienda pelar los bordes del metal base y el alambre del electrodo hasta obtener metal nuevo..

El cobre, que tiene un grosor de hasta 5-6 milímetros, se puede cocinar sin bordes cortantes. Al soldar piezas de trabajo con un grosor de 2 a 3 milímetros, no es necesario calentar el metal base. Pero la técnica de soldadura eléctrica de cobre de más de 4 milímetros implica un calentamiento de más de 300-400 grados. La tecnología de soldadura de metales no ferrosos, incluido el cobre, y aleaciones permite el uso de electrodos consumibles..

Cobre de soldadura fuerte

El cobre, a diferencia del acero, es más conveniente en la mayoría de los casos para soldar que para soldar. Especialmente cuando se trata de tuberías de cobre de paredes delgadas que se utilizan para diferentes sistemas: calefacción, plomería, gas y refrigeración. Esto se debe a una serie de características de la soldadura de cobre..

Con ciertos esfuerzos, incluso un maestro novato podrá soldar cobre, mientras que sin una preparación minuciosa es poco probable que sea posible soldarlo. La soldadura no cambia la estructura del metal, no necesita equipos costosos, como lo requiere el procedimiento de soldadura..

Las uniones soldadas, con la más estricta adherencia a la tecnología y el uso de materiales adecuados, resultan bastante fuertes y resistentes al calor para soportar la carga mecánica y térmica que se les destina..

Al soldar cobre, es habitual utilizar tipos de juntas superpuestas, que permiten garantizar una alta resistencia de las estructuras incluso en una situación en la que se utilizaron soldaduras blandas, que tienen una resistencia relativamente baja. Para garantizar un nivel satisfactorio de resistencia de las juntas de soldadura, debe proporcionar una superposición de al menos 5 milímetros. En la práctica, se suelen utilizar valores más altos para garantizar un buen factor de seguridad..

Tipos de soldaduras

Las aleaciones de cobre y el metal en sí pueden soldarse mediante soldadura fuerte a alta y baja temperatura. Hay muchos equipos para soldar y soldar cobre, así como una variedad de soldaduras duras y blandas que garantizan una soldadura de buena calidad de piezas y tuberías. Para la soldadura a baja y alta temperatura, se prefiere el uso de soldadura y fundente del mismo fabricante..

Soldaduras a baja temperatura

El uso de aleaciones de soldadura fuerte a baja temperatura permite la soldadura fuerte a una temperatura que tiene poco efecto sobre la resistencia del cobre, pero proporciona costuras con malas características mecánicas. La soldadura para soldadura fuerte a alta temperatura proporciona una mayor resistencia de las costuras y permite altas temperaturas de funcionamiento del sistema. Sin embargo, junto con esto, el cobre se templa y se necesita más habilidad, porque el metal es fácil de quemar..

La soldadura fuerte a baja temperatura se considera la más popular en calefacción y suministro de agua. Dada la gran área de contacto de los elementos de la tubería, las soldaduras a baja temperatura pueden proporcionar suficiente resistencia a las juntas..

Existen las siguientes soldaduras sin plomo a baja temperatura, que garantizan una calidad suficientemente alta de soldadura de cobre: ​​aleaciones de estaño con cobre, antimonio, bismuto, plata, selenio. La mayor parte de ellos (hasta el 97%) es el estaño, el resto recae en otros elementos. El alcohol de plomo y estaño generalmente es adecuado para la soldadura a baja temperatura de este metal, pero si necesita soldar una tubería para agua potable, se recomienda rechazarlos debido a las cualidades nocivas del plomo..

Las soldaduras que contienen plata tienen las mejores propiedades tecnológicas, por ejemplo, S-Sn97Ag3, que contiene 97% de estaño y solo 3% de plata. Las soldaduras que contienen cobre, incluido el S-Sn97Cu3, poseen cualidades ligeramente peores, pero aún satisfactorias, en las que está presente el 97% de estaño..

También se conocen en la práctica las soldaduras de tres componentes, que contienen estaño (95,5%), cobre (0,7%) y plata (3,8%). Una soldadura universal y ampliamente utilizada es estaño-cobre. Sin embargo, tal sustancia tiene un inconveniente importante: un alto costo. Dichas composiciones de soldaduras son responsables de la buena calidad de las costuras y la alta resistencia, durabilidad y confiabilidad de los sistemas de suministro de agua y calefacción..

Bebedores de alta temperatura

Se recomienda utilizar soldaduras de alta temperatura solo cuando exista una necesidad especial. Por ejemplo, si es necesario operar una tubería soldada a una temperatura alta (más de 110 grados), en un sistema de calefacción que usa vapor, que se caracteriza por alta presión.

Para soldar una tubería de gas a partir de tuberías de cobre, se utiliza exclusivamente soldadura fuerte a alta temperatura, ya que proporciona una conexión con el más alto nivel de resistencia y confiabilidad, pero la soldadura fuerte a baja temperatura no se usa en el suministro de gas..

En el caso de soldar productos de cobre entre sí, las soldaduras de cobre-fósforo no requieren el uso obligatorio de fundentes. Otra ventaja de esta soldadura: los parámetros de expansión térmica del cobre de las piezas soldadas y la soldadura son casi idénticos. Extendido: para soldadura autofundente, que consta de 92% de cobre, aproximadamente 6% de fósforo y 2% de plata. Todas las aleaciones de soldadura fuerte están disponibles en forma de barra sólida..

Debido a la fragilidad de este compuesto, que surge de las reacciones químicas del fósforo con ciertos metales, las soldaduras de cobre-fósforo no pueden utilizarse para soldar metales no ferrosos con un contenido de níquel superior al 10%. Tampoco se recomienda instalar estas soldaduras para soldar bronce de aluminio. No se recomienda su uso al soldar hierro fundido y acero..

Flujos de soldadura

Al soldar y soldar, se recomienda utilizar un aparato especial para soldar cobre y fundentes, que protegen el metal fundido de la oxidación, disuelven y convierten los óxidos formados en escorias. Se llevan al baño de soldadura. Además, los extremos de los bordes de las unidades soldadas y las varillas de relleno, así como el reverso del metal base, están recubiertos con fundentes..

Para la soldadura fuerte a baja temperatura, las composiciones que contienen cloruro de zinc se utilizan principalmente como fundentes. Pero al comprar un fundente, debe prestar especial atención a su composición. Los fundentes consisten en bórax calcinado, ácido silícico, fosfato de sodio ácido y carbón vegetal.

Hay muchos fundentes efectivos para soldar cobre, simplemente necesita comprar cualquier composición diseñada para esto. Por ejemplo, fundente F-SW 21 o pasta de vaselina de colofonia, que consiste en colofonia, vaselina o cloruro de zinc. La pasta se considera la forma más conveniente de aplicar a la pieza..

Ahora comprende que la soldadura de cobre difiere del procedimiento de soldadura para otros metales debido a la naturaleza de este material. En algunos casos, es más recomendable soldar cobre. Para desoxidar el metal y eliminar los óxidos formados durante la fusión del cobre en la escoria, se recomienda utilizar soldaduras y fundentes..