I. La différence entre le laiton et le cuivre Le laiton est un alliage de couleur jaune composé de cuivre et de zinc. Le laiton ordinaire n'est constitué que de ces deux éléments, tandis que le laiton spécial est composé de plus de deux éléments, tels que le plomb, l'étain, le manganèse, le nickel, le fer et le silicium. Le laiton avec une teneur en cuivre de 62% à [...]
Laiton
Le laiton est un alliage de couleur jaune composé de cuivre et de zinc. Le laiton ordinaire n'est constitué que de ces deux éléments, tandis que le laiton spécial est composé de plus de deux éléments, tels que le plomb, l'étain, le manganèse, le nickel, le fer et le silicium.
Le laiton avec une teneur en cuivre de 62% à 68% a un point de fusion compris entre 934 et 967 degrés. Il est connu pour sa forte résistance à l'usure et ses bonnes propriétés mécaniques, ce qui le rend adapté à la fabrication d'équipements sous pression.
Le laiton spécial est également connu pour sa grande solidité, sa dureté et sa résistance à la corrosion chimique. Cela en fait un choix populaire pour la production de tuyaux sans soudure, qui peuvent être utilisés dans des applications telles que les échangeurs de chaleur, les condenseurs, les pipelines à basse température et les tuyaux de transport sous-marin.
Outre les tuyaux, le laiton peut également être utilisé pour fabriquer tôleLe laiton peut être utilisé pour la fabrication de pièces en métal, de barres, de pièces moulées et d'autres produits. Grâce à sa forte plasticité et à sa teneur élevée en cuivre, le laiton est un matériau idéal pour la fabrication d'équipements sous pression.
Cuivre rouge
Le cuivre rouge est un type de cuivre qui doit son nom à sa couleur rouge-violet. Il est également connu sous le nom de cuivre industriel pur et est composé uniquement de cuivre.
Le cuivre rouge a un point de fusion de 1083°C et ne subit pas de transformation isomérique. Sa densité relative est de 8,9, soit cinq fois plus élevée que celle du magnésium. Il est également environ 15% plus lourd que l'acier ordinaire.
Lorsqu'un film d'oxyde se forme à sa surface, le cuivre rouge prend une teinte rouge-violet, d'où son appellation de cuivre rouge. Ce cuivre contient également une certaine quantité d'oxygène et est parfois appelé cuivre oxygéné.
Les méthodes de soudage du laiton comprennent le soudage au gaz, le soudage à l'arc au carbone, le soudage manuel à l'arc et le soudage à l'arc. soudage à l'arc sous argon.
Le soudage au gaz est la méthode la plus utilisée pour le soudage du laiton en raison de la basse température de la flamme de soudage au gaz, qui réduit l'évaporation du zinc dans le laiton par rapport au soudage électrique. méthodes de soudage.
Les fils de soudure couramment utilisés pour le laiton soudage au gaz sont le fil 221, le fil 222 et le fil 224. Ces fils contiennent des éléments tels que le silicium, l'étain et le fer, qui contribuent à prévenir et à réduire l'évaporation et la perte par combustion du zinc pendant le processus de soudage, ce qui garantit la qualité de la soudure et empêche la formation de pores.
Deux types de flux sont couramment utilisés dans le soudage au gaz du laiton : la poudre solide et le flux gazeux. Le flux gazeux est composé de borate de méthyle et de méthanol, comme l'agent gazeux 301. Ce flux permet d'améliorer la qualité de la soudure et d'éviter la contamination.
Outre le cuivre 227 et le cuivre 237, les électrodes fabriquées soi-même peuvent également être utilisées pour soudage du laiton. Lors du soudage à l'arc du laiton, il est recommandé d'utiliser une alimentation en courant continu, l'électrode positive étant reliée à la pièce à souder et l'électrode négative à l'électrode.
Avant de procéder au soudage, il est important de nettoyer soigneusement la surface de la pièce. L'angle de la rainure doit être compris entre 60 et 70 degrés pour assurer une bonne formation de la soudure.
Pour améliorer la qualité de la soudure, la pièce doit être préchauffée à une température comprise entre 150 et 250°C. Pendant le soudage, il est recommandé d'utiliser un arc court et un mouvement linéaire sans oscillations transversales ou de va-et-vient. Les vitesse de soudage doit être élevé pour obtenir les meilleurs résultats.
Il est important de noter que les pièces soudées en laiton qui entrent en contact avec des milieux corrosifs, tels que l'eau de mer et l'ammoniac, doivent être recuites après le soudage afin d'éliminer toute contrainte liée au soudage.
Les fils de soudage standard en laiton tels que les fils 221, 222 et 224 peuvent être utilisés pour le soudage manuel à l'arc sous argon. Il est également possible d'utiliser des matériaux de remplissage ayant la même composition que le métal de base.
Pour ce processus, on peut utiliser aussi bien une connexion positive en courant continu qu'une soudure en courant alternatif. Lors du soudage en courant alternatif, l'évaporation du zinc est moins importante que lors de l'utilisation d'une connexion positive en courant continu.
Dans la plupart des cas, le préchauffage n'est pas nécessaire avant le soudage. Cependant, s'il y a une différence significative dans l'épaisseur des tôles, un préchauffage peut s'avérer nécessaire.
Il est recommandé de souder le plus rapidement possible pour obtenir des résultats optimaux. Après le soudage, l'élément soudé doit être chauffé à une température comprise entre 300 et 400°C pour recuit pour soulager les tensions de soudage et éviter les fissures en cours d'utilisation.
Pour le soudage à l'arc au carbone de laiton, les fils 221, 222 et 224 peuvent être sélectionnés en fonction de la composition du métal de base. Il est également possible d'utiliser du fil de soudage en laiton fabriqué par soi-même.
Le flux gazeux 301 peut être utilisé comme flux pendant le soudage.
Il est recommandé d'utiliser le soudage à l'arc court pour minimiser l'évaporation et la perte par combustion du zinc.
Le cuivre rouge, également connu sous le nom de cuivre industriel pur, peut être soudé à l'aide de différentes méthodes telles que le soudage au gaz, le soudage manuel à l'arc au carbone, le soudage manuel à l'arc électrique, le soudage manuel à l'arc à l'argon et le soudage automatique pour les structures plus importantes.
Les joints bout à bout sont la méthode préférée pour souder le cuivre rouge, les joints à recouvrement et les joints en T n'étant utilisés qu'en cas de besoin. Il existe deux options pour les fils de soudure dans le soudage au gaz : les fils de soudure qui contiennent des éléments désoxydants, tels que les fils 201 et 202, ou une combinaison de fil de cuivre général et de métal de base, en utilisant l'agent gazeux 301 comme fondant. Une flamme neutre doit être utilisée pendant le soudage au gaz du cuivre rouge.
En soudage manuel à l'arc, le cuivre rouge baguette de soudure Le cuivre 107 est utilisé avec un noyau de soudure en cuivre rouge (T2, T3). Avant de procéder au soudage, il est important de nettoyer les bords de l'âme en cuivre 107. joint de soudure.
Si l'épaisseur de la pièce est supérieure à 4 mm, un préchauffage est nécessaire, avec une température d'environ 400 à 500 °C. L'électrode de cuivre 107 doit être utilisée pour le soudage et une alimentation à connexion inversée en courant continu doit être adoptée.
Pendant le soudage, il convient d'utiliser un arc court et la baguette de soudage ne doit pas se déplacer latéralement. Un mouvement linéaire alternatif de la baguette de soudage peut améliorer la formation de la soudure. Pour les longues soudures, il convient d'utiliser la méthode de soudage arrière pas à pas. La vitesse de soudage doit être aussi rapide que possible.
Lors du soudage de plusieurs couches, il est important d'éliminer tout laitier entre les couches. Le soudage doit être effectué dans un endroit bien ventilé pour éviter l'empoisonnement au cuivre. Après le soudage, la soudure doit être aplatie à l'aide d'un marteau afin de réduire les tensions et d'améliorer la qualité de la soudure.
Lecture connexe : Comment choisir la bonne baguette de soudage ?
Pour le soudage manuel à l'arc sous argon du cuivre rouge, on peut utiliser des fils de soudage tels que le fil 201 (fil de soudage spécial pour le cuivre rouge), le fil 202 et le fil de cuivre rouge T2. Avant le soudage, il est important de nettoyer les bords de la pièce à souder et la surface du fil de soudage de toute pellicule d'oxyde, d'huile ou d'autres contaminants afin d'éviter les défauts tels que les pores et les inclusions de laitier. Cette opération peut être réalisée par des méthodes de nettoyage mécaniques ou chimiques.
La taille de la rainure réalisée dans la pièce dépend de son épaisseur. Si l'épaisseur est inférieure à 3 mm, aucune rainure n'est nécessaire. Pour une épaisseur de 3 à 10 mm, une rainure en V doit être ouverte avec un angle de 60 à 70 degrés. Si l'épaisseur est supérieure à 10 mm, il convient de réaliser une rainure en X avec un angle de 60 à 70 degrés. Il est généralement recommandé d'éviter les bords émoussés pour empêcher une pénétration incomplète. Le jeu pour les assemblages bout à bout doit être compris entre 0,5 et 1,5 mm, en fonction de l'épaisseur de la plaque et de la taille de la rainure.
La connexion positive DC est généralement utilisée pour le soudage manuel à l'arc sous argon du cuivre rouge, l'électrode de tungstène étant connectée à l'électrode positive. Pour éviter les pores et assurer une fusion et une pénétration fiables de la racine de la soudure, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de soudage, de réduire la consommation d'argon et de préchauffer la pièce. Les température de préchauffage La température de préchauffage doit être comprise entre 150 et 300°C pour les pièces de moins de 3 mm d'épaisseur, et entre 350 et 500°C pour les pièces de plus de 3 mm d'épaisseur. La température de préchauffage ne doit pas être trop élevée, car elle peut réduire les propriétés mécaniques de l'acier. joint soudé.
Le soudage à l'arc au carbone peut également être utilisé pour le cuivre rouge. Les électrodes de carbone et de graphite peuvent être utilisées comme électrodes de soudage, et le fil de soudage utilisé est le même que celui utilisé pour le soudage au gaz. Le métal de base peut également être coupé et le flux gazeux 301 peut être utilisé comme flux.
Lors de l'installation d'un équipement, une entreprise a dû souder six tubes en cuivre (modèle T2) de dimensions Φ180mm×10mm. Pour cette tâche, le soudage manuel au gaz inerte de tungstène a été utilisé avec succès. Les étapes du processus de soudage étaient les suivantes :
1. Préparation avant soudage
1.1 Le matériel de soudage utilisé était un WSE-350 AC/DC Soudage TIG avec une polarité positive en courant continu. Le choix matériel de soudage était un fil de soudure en cuivre (fil 201), d'un diamètre de 3 mm. La pureté du gaz argon était ≥99,96%.
1.2 Les biseaux sont alignés et il n'y a pas d'espace entre eux.
1.3 La zone de soudure du tube de cuivre et le fil de cuivre étaient exempts d'huile, de couches d'oxydation, d'humidité et d'autres contaminants, et présentaient un éclat métallique.
1.4 Paramètres de soudage : Une électrode de tungstène au cérium de Φ3mm a été utilisée avec une buse de Φ14mm. Le courant de soudage a été réglé entre 160~180A, et le débit de gaz argon était de 15L/min.
1.5 Préchauffage : En raison de la conductivité thermique et du coefficient de dilatation thermique élevés du cuivre, ainsi que de sa fragilité lorsqu'il est chauffé, le biseau du tube de cuivre et la zone de 60 mm de chaque côté ont été préchauffés avant le soudage. Ce préchauffage a été effectué à l'aide d'une flamme oxy-acétylène, atteignant une température d'environ 500℃. La température a été mesurée à l'aide d'un thermomètre à contact.
1.6 Deux zones du tube ont été soudées par points (en divisant la circonférence du tube en trois parties égales, dont deux ont été soudées par points et une était le point de départ de la soudure). Les soudures par points avaient une longueur requise ≥10mm et une hauteur de soudure appropriée de 3mm.
2. Procédure de soudage
Le processus de soudage a été effectué en deux couches : une couche de base et une couche de finition. Toutes les soudures ont été effectuées en position de soudage par rotation, plus précisément entre 10 et 11h30 sur un cadran d'horloge, avec une rotation aléatoire vers le haut pendant la soudure.
2.1 Course à la racine : Le passage à la racine a été effectué en utilisant un technique de soudage. Pendant le soudage, des mesures ont été prises pour éviter la formation de poches de gaz, d'inclusions de laitier, de projections de soudure et d'une pénétration incomplète. L'angle entre le fil de soudage et la surface du tube a été maintenu aussi faible que possible pour améliorer l'efficacité du blindage à l'argon, comme le montre la figure 7.
Veillez à ce que le mouvement du pistolet de soudage soit régulier et à ce que la température du bain de soudure soit contrôlée de manière appropriée. Celle-ci ne doit être ni trop élevée ni trop basse pour que le processus de soudage se déroule sans heurts. Il est essentiel de surveiller de près l'écoulement du cuivre en fusion dans le bain de soudure et de maîtriser le moment de la fusion et de la pénétration.
Lorsque le métal en fusion dans le bain de soudure commence à s'enfoncer légèrement, cela indique une pénétration (avec une bonne formation de racines de base).
Adopter une méthode d'alimentation en fil "interrompue" pour l'insertion du fil d'apport, c'est-à-dire que le fil de soudure en cuivre avance et recule alternativement. Le fil doit avancer "rapidement" et reculer "proprement", en conservant cet état tout en soudant uniformément vers l'avant. Si la vitesse de soudage est légèrement lente ou si la pénétration est inégale, une pénétration incomplète ou une traversée peut se produire, ce qui entraîne la formation de nodules de soudage. L'amorçage de l'arc, le joint et la méthode de fonctionnement sont identiques à la méthode de soudage à l'arc sous argon mentionnée précédemment.
2.2 Soudage de la couche de couverture : Le pistolet de soudage pivote de gauche à droite et le fil de soudage est alimenté par le mouvement du pistolet de soudage. Lorsque l'arc se déplace des deux côtés de la rainure, faites une légère pause et ajoutez du fil de soudure pour remplir la rainure et dépasser de 1,5 à 2 mm la surface du tube. Le pistolet de soudage et le fil de soudage doivent coopérer de manière appropriée et se balancer régulièrement pour contrôler la cohérence de la forme du bain de soudure et produire une soudure d'excellente qualité à l'intérieur et à l'extérieur.
1) Pendant le soudage, il est strictement interdit de "toucher le tungstène" (c'est-à-dire que l'électrode de tungstène entre en contact avec le fil de soudage ou le bain de soudure). Si le "contact avec le tungstène" se produit pendant le soudage, une grande quantité de poussières et de vapeurs métalliques pénètrent dans le bain de soudure, ce qui provoque de nombreux pores en forme de nid d'abeille ou des fissures dans la soudure. En cas de "contact avec le tungstène", il convient d'arrêter le soudage, de le traiter par meulage et de remplacer l'électrode de tungstène ou de réaffûter la pointe de tungstène jusqu'à ce que le métal ne présente plus de taches de cuivre.
2) Veillez à ce que les lignes qui se chevauchent soient bien en contact et évitez de rayer la surface du tube.
3) Après un léger refroidissement de la soudure, tourner le tuyau et le caler fermement.
4) Contrôler la température de la couche intermédiaire. Si la fusion de la soudure devient difficile, cela indique une température basse. Réchauffer à plus de 500℃ avant de souder à nouveau pour éviter une fusion incomplète ou des défauts de fusion médiocres.
5) Assurer une bonne fusion, une vitesse de soudage légèrement plus élevée et une alimentation en fil appropriée. Veillez à la fusion simultanée du métal de base et du fil de soudure pour éviter une fusion incomplète ou de mauvais défauts de fusion.
6) Lors de l'extinction de l'arc de soudage, le pistolet de soudage ne doit pas être soulevé immédiatement. Continuez à utiliser le système de post-flux gaz de protection fonction de protection du bain de soudure afin d'éviter la formation de pores.
Après l'inspection, s'il n'y a pas de défauts tels que des pores, des fissures ou des inclusions de scories, réchauffer la zone de soudage du joint de tuyau soudé à 600~700℃, puis la tremper avec de l'eau du robinet pour augmenter la plasticité de la zone de soudage.
L'arrêt d'eau dans la piscine de refroidissement du haut fourneau est composé de feuilles de cuivre violet d'une épaisseur de δ=2 mm soudées ensemble. Le soudage est un défi en raison de l'excellente conductivité thermique du cuivre.
Soit la température est insuffisante pour former un bain de fusion, ce qui entraîne un métal non fusionné ou mal fusionné dans la soudure, soit la température est trop élevée, ce qui entraîne la fusion d'une grande partie de la zone de soudage, ce qui se traduit par défauts de soudure tels que les brûlures ou les grumeaux de soudure. Le soudage de fines feuilles de cuivre violet est un problème plutôt "délicat".
Le problème peut être résolu efficacement en utilisant des "cuivres". brasage"Méthode de soudage. Les préparatifs avant le soudage et le processus de l'opération de soudage sont les suivants :
1) Décontaminer 60 mm de part et d'autre du cordon de soudure et utilisez une brosse métallique pour le polir afin de révéler l'éclat métallique.
2) Les pièces sont appariées sans rainure, et l'écart d'appairage doit être inférieur à 1 mm.
3) Utiliser du fil de soudure en laiton siliconé de Ф3mm (fil 224) avec des fils de soudure en laiton siliconé. flux de soudage 301.
4) Niveler la zone à souder (le tampon est fait d'un matériau plat). tôle d'acierqui doit être plus épaisse pour éviter les déformations thermiques).
5) Préchauffage. Deux soudeurs utilisent des torches de soudage moyennes et des flammes neutres pour chauffer la zone de soudage simultanément, atteignant une température de 500~600℃. Une personne soude, et l'autre continue à chauffer la zone de soudage pour assurer la progression stable du processus de soudage.
6) La soudeuse de préchauffage utilise une flamme neutre et la soudeuse de soudage une flamme légèrement oxydante.
7) Soudage par points et le soudage formel doit être effectué en continu, avec une distance de soudage par points de 60 à 80 mm. Le point de soudage par points doit être plus petit.
8) Faire très attention aux changements de température dans la zone de soudage pendant le chauffage et le soudage pour éviter qu'elle ne soit trop élevée ou trop basse. En général, on juge visuellement par le rouge foncé (550~600℃).
9) Le mouvement de la buse de soudage doit être régulier et avancer à une vitesse uniforme. Le cœur de la flamme (point blanc) doit se trouver à 5~8 mm au-dessus du bain de fusion. Le contour de la flamme doit toujours couvrir le bain de fusion pour éviter tout contact avec l'air. Veillez à ce que le liquide de laiton se répande naturellement et en douceur des deux côtés de la soudure et pénètre dans l'espace.
10) Pour densifier la structure cristalline du joint soudé et améliorer sa résistance et sa ténacité, tapez sur la soudure à l'aide d'un petit marteau après le soudage.
11) Effectuer un test d'étanchéité après le soudage.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
FR 
EN 
ES 
RU 
DE 