¿Qué hace que la soldadura de latón sea un reto tan difícil y cómo se pueden superar estos obstáculos? En este artículo, exploramos el intrincado mundo de la soldadura del latón, detallando los métodos, técnicas y parámetros esenciales para crear uniones satisfactorias. Aprenderá sobre los problemas más comunes, como la evaporación del zinc, y cómo contrarrestarlos utilizando alambres y procesos de soldadura específicos. Al final, comprenderá los pasos prácticos necesarios para conseguir soldaduras de latón fuertes y duraderas.
El latón, una aleación de cobre y zinc, presenta retos únicos en la soldadura debido al bajo punto de ebullición del zinc (907°C). Esta característica es la principal preocupación en la soldadura de latón, ya que afecta significativamente al proceso y a la calidad final de la soldadura.
Durante la soldadura por arco con varillas de aportación de latón, el entorno de alta temperatura puede provocar tasas de evaporación de zinc de hasta 40%. Esta pérdida sustancial de zinc provoca efectos perjudiciales en la unión soldada, entre ellos:
El zinc evaporado se oxida rápidamente en el aire, formando óxido de zinc (ZnO) que se manifiesta en forma de humo blanco. Este fenómeno no solo complica la operación de soldadura, sino que también plantea graves riesgos para la salud de los soldadores, por lo que se necesitan sistemas de ventilación robustos y equipos de protección individual (EPI).
La mala soldabilidad del latón puede dar lugar a varios defectos:
Para mitigar estos problemas, se pueden emplear varias estrategias:
Aplicando estas técnicas y manteniendo un estricto control sobre los parámetros de soldadura, es posible conseguir soldaduras de latón de alta calidad minimizando los retos inherentes asociados a esta aleación.
Los métodos de soldadura más utilizados en la producción de latón son la soldadura por arco con electrodo y la soldadura por arco con electrodo. soldadura por arco de argóny los puntos clave de su proceso son los siguientes:
(1) Soldadura por arco con varilla: Latón varilla para soldar con alambre de núcleo de bronce, como ECuSn-B (T227), ECuAl-C (T237). El alambre con núcleo de cobre puro, como ECu (T107), puede utilizarse para piezas de fundición de latón que no requieran altos requisitos de soldadura.
La fuente de alimentación debe ser de CC con conexión positiva, y el ángulo de la ranura en forma de V no debe ser inferior a 60°-70°.
Cuando el espesor de la chapa supera los 14 mm, la superficie de la soldadura debe limpiarse cuidadosamente antes de soldar para eliminar todas las impurezas de aceite que generarán gas hidrógeno.
Corto soldadura por arco durante la operación, y la varilla de soldadura no debe oscilar horizontal ni longitudinalmente, sino que sólo debe moverse a lo largo de la línea recta de la soldadura. La dirección velocidad de soldadura debe ser rápida, no inferior a 0,2-0,3 m/min.
Cuando se sueldan varias capas, hay que eliminar la película de óxido y la escoria entre las capas. El cobre líquido del latón tiene una gran fluidez, por lo que el baño de fusión debe estar en posición horizontal. Si es necesario inclinar el baño de fusión, el ángulo de inclinación no debe ser superior a 15°.
(2) Soldadura por arco de argón: En la soldadura manual por arco de argón con tungsteno se utilizan el alambre para soldar estaño-latón HSCuZ-1 (HS221), el alambre para soldar hierro-latón HSCuZn-2 (HS222) y el alambre para soldar silicio-latón HSCuZn-4 (HS224).
Estos alambres de soldadura contienen un alto contenido de zinc y producen grandes humos durante la soldadura. También pueden utilizarse hilos de soldadura de bronce como HSCuSi (HS211) y HSCuSn (HS212).
Los parámetros de soldadura para la soldadura manual por arco de tungsteno-argón de latón se muestran en la tabla.
| Ciencia de los materiales | Espesor de la placa/mm | Forma de la ranura | Diámetro del electrodo de wolframio/mm | Tipo y polaridad de la fuente de alimentación | Corriente de soldadura/ | Caudal de gas argón A/(L/min) | Temperatura de precalentamiento/℃ |
| Latón ordinario | 1.2 | Terminación | 3.2 | Conexión directa CC | 185 | 7 | No precalentar |
| Latón estañado | 2 | En forma de V | 3.2 | Conexión directa CC | 180 | 7 | No precalentar |
Debido a la evaporación del zinc, que destruye el efecto protector del gas argón, al soldar latón debe seleccionarse una abertura de boquilla y un caudal de gas argón mayores.
Por lo general, no es necesario precalentar antes de soldar, salvo en el caso de juntas con un grosor superior a 10 mm y juntas con una diferencia de grosor significativa entre los bordes de soldadura, en cuyo caso sólo es necesario precalentar la parte más gruesa del borde de soldadura.
La fuente de alimentación puede utilizar una conexión positiva de CC o de CA. Cuando se utiliza una fuente de alimentación de CA para soldar, la cantidad de evaporación de zinc es relativamente pequeña.
Se debe utilizar una corriente de soldadura mayor y una velocidad de soldadura más rápida para parámetros de soldadura.
Los parámetros de soldadura para soldar placas de latón de 16-20 mm de grosor son: corriente de soldadura de 260-300 A, diámetro del electrodo de tungsteno de 5 mm, diámetro del alambre de soldadura de 3,5-4,0 mm, apertura de la boquilla de 14-16 mm y caudal de gas argón de 20-25 L/min.
Para reducir la evaporación de zinc, el hilo de relleno puede "cortocircuitarse" con la pieza durante la operación, y el arco puede iniciarse y mantenerse en el hilo de relleno tanto como sea posible, evitando el contacto directo del arco con el metal base. El metal base se calienta y funde principalmente por la transferencia de calor del metal de la piscina fundido.
Durante la soldadura, debe realizarse en la medida de lo posible en una sola pasada. Para uniones con un espesor inferior a 5 mm, es mejor soldarlas en una sola pasada.
Después de soldar, la soldadura debe calentarse a 300-400℃ para el recocido con el fin de eliminar la tensión de soldadura y evitar que el componente de latón se agriete durante el uso.
El latón es una aleación de cobre y zinc. Dado que el zinc tiene un punto de ebullición más bajo, de solo 907 °C, es propenso a evaporarse durante el proceso de soldadura, lo que supone un reto importante en la soldadura del latón.
Bajo las altas temperaturas de la soldadura, hasta 40% de zinc puede evaporarse durante la soldadura por arco con electrodo.
Esta importante evaporación de zinc provoca una disminución de las propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión de la unión soldada, aumentando también su susceptibilidad a la corrosión bajo tensión.
El zinc evaporado se oxida inmediatamente en óxido de zinc en el aire, formando un humo blanco que complica la operación y afecta a la salud del soldador.
Por lo tanto, es esencial reforzar la ventilación y otras medidas de protección en los lugares donde se suelda latón. La escasa soldabilidad del latón puede provocar problemas como porosidad, agrietamiento y evaporación y oxidación del zinc durante la soldadura.
Para resolver estos problemas, a menudo se utiliza alambre de soldadura que contiene silicio, ya que éste forma una densa capa de sílice en la superficie del baño de fusión, inhibiendo la evaporación y la oxidación del zinc e impidiendo la intrusión de hidrógeno.
Tras la soldadura, puede utilizarse un tratamiento de recocido a 470-560°C para aliviar la tensión y evitar la "autofisuración".
En la producción, los métodos habituales para soldar latón son la soldadura por arco con electrodo y la soldadura por arco con argón. Los puntos esenciales de estos procesos son los siguientes:
(1) Soldadura por arco
El electrodo utilizado es un electrodo con núcleo de bronce, como ECuSn-B (T227), ECuAl-C (T237). Para las piezas fundidas de latón que no requieren una soldadura de alta calidad, puede utilizarse un electrodo con núcleo de cobre puro, como ECu (T107).
La fuente de alimentación utiliza corriente continua con el electrodo conectado al terminal positivo, y el ángulo de la ranura en forma de V no debe ser inferior a 60°-70°.
Para chapas de más de 14 mm de espesor, la superficie de las piezas a soldar debe limpiarse cuidadosamente antes de la soldadura para eliminar todas las impurezas de aceite que puedan producir gas hidrógeno.
Durante la operación, debe utilizarse soldadura de arco corto, y el electrodo no debe moverse de un lado a otro o de un lado a otro, sino sólo en línea recta a lo largo de la soldadura.
La velocidad de soldadura debe ser rápida, no inferior a 0,2-0,3 m/min. Cuando se sueldan varias capas, la película de óxido y la escoria entre capas deben limpiarse a fondo.
El latón tiene una gran fluidez, por lo que lo ideal es que el baño de soldadura esté en posición horizontal. Si es necesario inclinar el baño, el ángulo no debe superar los 15°.
(2) Soldadura por arco de argón
En la soldadura manual por arco de argón con electrodo de tungsteno, los hilos de soldadura utilizados son el estaño-latón HSCuZ-1 (HS221), el hierro-latón HSCuZn-2 (HS222), el silicio-latón HSCuZn-4 (HS224).
Estos alambres contienen una gran cantidad de zinc, lo que produce una gran cantidad de humo durante la soldadura. También pueden utilizarse alambres de soldadura de bronce HSCuSi (HS211), HSCuSn (HS212).
Los parámetros de soldadura para la soldadura manual por arco de argón con electrodo de tungsteno de latón se enumeran en la tabla.
| Material | Latón ordinario | Latón estañado |
| Espesor/mm | 1.2 | 2 |
| Tipo de ranura | Junta a tope | Ranura en V |
| Electrodo de tungsteno Diámetro/mm | 3.2 | 3.2 |
| Tipo y polaridad de la fuente de alimentación | DCEN | DCEN |
| Corriente de soldadura/A | 185 | 180 |
| Caudal de gas argón/(L/min) | 7 | 7 |
| Temperatura de precalentamiento/℃ | Sin precalentamiento | Sin precalentamiento |
Dado que la evaporación del zinc altera el efecto protector del gas argón, al soldar latón debe utilizarse un diámetro de boquilla y un caudal de gas argón mayores.
El precalentamiento no suele ser necesario, excepto cuando juntas de soldadura con espesores superiores a 10 mm y juntas con espesores de borde muy diferentes. En este último caso, solo es necesario precalentar el borde más grueso de la pieza.
Como fuente de alimentación puede utilizarse corriente continua con el electrodo conectado al borne positivo o corriente alterna. Al soldar con corriente alterna, la cantidad de evaporación de zinc es menor.
Los parámetros de soldadura deben emplear una corriente de soldadura mayor y una velocidad de soldadura más rápida.
Los parámetros de soldadura para placas de latón de 16-20 mm de grosor son: corriente de soldadura 260-300 A, diámetro del electrodo de tungsteno 5 mm, diámetro del hilo 3,5-4,0 mm, diámetro de la boquilla 14-16 mm, flujo de gas argón 20-25 L/min.
Para reducir la evaporación del zinc, el hilo de aportación puede "cortocircuitarse" con la pieza durante la operación, iniciando y manteniendo el arco en el hilo de aportación para evitar que el arco afecte directamente al material base, que se calienta y funde principalmente por el calor transferido desde el metal del baño de soldadura. Al soldar, la soldadura en una sola capa debe realizarse en la medida de lo posible, y las uniones con un grosor inferior a 5 mm deben soldarse idealmente de una sola vez.
Después de soldar, la pieza debe calentarse a 300-400℃ para el recocido con el fin de eliminar las tensiones de soldadura y evitar que el componente de latón se agriete durante el uso.
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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