Aprender a soldar cobre e aço inoxidável

1. Visão geral

O soldadura de cobre A soldadura entre o cobre e o aço inoxidável é um processo comum, mas também pode apresentar alguns desafios. Uma das principais dificuldades na soldadura destes dois materiais é a sensibilidade às fissuras de penetração do cobre.

Para evitar as fissuras de penetração, devem ser tomadas duas medidas:

• Escolher um processo de soldadura adequado e utilizar um nível de energia de soldadura baixo.
• Selecionar materiais de adição adequados, controlar os elementos que tendem a causar eutécticos de baixa fusão, tais como S, P e O, e adicionar elementos como Al, Si, Mn, V, Mo, Ni e outros à soldadura.

Seguindo estes passos, o risco de fissuras de penetração pode ser minimizado durante o processo de soldadura do cobre e do aço inoxidável.

2. Método de soldadura

Soldadura por arco manual

Ao utilizar a soldadura por arco manual para o cobre e o aço inoxidável, é importante ter em conta que a seleção de um material austenítico elétrodo de aço inoxidável pode aumentar a probabilidade de fissuração térmica.

Por este motivo, é aconselhável escolher um cobre-níquel vareta de soldadura (70% níquel e 30% cobre), ou um elétrodo de liga à base de níquel. Uma alternativa é utilizar um elétrodo de soldadura de cobre haste (T237).

Leitura relacionada: Como escolher a vareta de soldadura correcta?

Durante o processo de soldadura, recomenda-se a adoção de uma técnica de soldadura rápida utilizando um diâmetro pequeno e uma corrente baixa, sem oscilar o arco. O arco deve também ser inclinado para o lado do cobre para reduzir o risco de fissuras de penetração.

Soldadura por arco submerso

Quando se utiliza a soldadura por arco submerso para o cobre e o aço inoxidável, as principais preocupações são as fissuras e a porosidade.

Para minimizar estes problemas, é importante limpar cuidadosamente as superfícies das soldaduras e dos fios de soldadura antes da soldadura.

Para soldaduras com uma espessura de 8 a 10 mm, é normalmente utilizada uma ranhura em forma de V de 70°. O ângulo da ranhura no lado do cobre é de 40°, e o ângulo no lado do aço inoxidável (1Cr18Ni9Ti) é de 30°.

Recomenda-se um fluxo de HJ431 ou HJ430 (que é cozido a 200°C durante 2 horas), juntamente com um fio de soldadura de cobre. Um a três fios de níquel ou fios de liga de cobre e níquel devem ser colocados na ranhura.

Além disso, devem ser utilizados níveis de energia de soldadura mais elevados e deve ser utilizada uma almofada de cobre de polegada do tipo água de arrefecimento. O fio de soldadura deve apontar para o lado do cobre e estar a 5 a 6 mm de distância do centro da ranhura.

Parâmetros do processo de soldadura por arco submerso de cobre puro e aço inoxidável

Soldadura por arco de tungsténio de árgon (TIG)

Podem ser obtidas boas juntas de soldadura quando Soldadura TIG é utilizado no cobre, nas suas ligas e no aço inoxidável. No entanto, só é possível obter resultados satisfatórios se se dominarem os processos adequados. As juntas produzidas são principalmente juntas de topo e de canto numa ranhura. No lado do cobre, não há ranhura, e é melhor abrir uma meia ranhura em V no lado do aço inoxidável.

Antes da soldadura, a superfície da soldadura deve ser limpa e o fluxo (70% H₃BO₃, 21% Na₂B₄O₂, 9% CaF₂) deve ser aplicado nos lados da frente e de trás. Em seguida, efetuar a soldadura após a secagem.

Tentar utilizar a liga Monel (70% Ni, 30% Cu) ou cobre soldadura de ligas fio contendo silício e alumínio, tais como HS221, QAI9-2, QAI9-4, QSi3-1, QSn4-3, etc. Durante a soldadura TIG, o arco de tungsténio deve ser inclinado para o lado do cobre e mantido a uma distância de 5 a 8 mm do centro da ranhura para controlar a quantidade de aço inoxidável que derrete.

A maioria materiais de soldadura são fios de soldadura de cobre, fios de soldadura de cobre-níquel ou fios de soldadura de bronze contendo alumínio, o que melhora as propriedades mecânicas do metal de solda e evita fissuras de penetração do cobre. A soldadura rápida sem oscilação é normalmente adoptada. Quando o soldadura por arco de árgon se for utilizado o processo de brasagem, a quantidade de fusão no lado do aço inoxidável deve ser reduzida tanto quanto possível, tornando-a equivalente a uma ligação por brasagem para o aço inoxidável e a uma ligação por soldadura por fusão para o lado do cobre.

Os parâmetros do processo de soldadura TIG entre o latão e o aço inoxidável são apresentados na figura seguinte.

Soldadura TIG de latão H62Sn-1 e aço inoxidável 1Cr18Ni9Ti

Soldadura a gás

Quando soldadura a gás é utilizado para o cobre e o aço inoxidável, a temperatura da chama da soldadura a gás não é tão elevada como a de um arco. Isto pode resultar numa fusão desigual dos metais de base em ambos os lados devido aos seus diferentes pontos de fusão, causando uma zona afetada pelo calor mais ampla, maior deformação e até mesmo a não fusão.

Para soldar cobre puro e aço inoxidável 18-8, são normalmente seleccionados fios de soldadura como HSCuZn-2, HSCuZn3 e HSCuZnNi. A soldadura por chama neutra utiliza o pó de soldadura 301 (brasagem pó) ou bórax.

Se a soldadura for longa, pode depositar-se uma camada de latão na superfície da ranhura de um dos lados do aço inoxidável antes da soldadura.

Brasagem

Quando cobre para brasagem e aço inoxidável, o principal tipo de solda utilizado é a solda à base de prata, como HL302, HL309, HL312, etc. O processo é semelhante ao da brasagem geral.

É importante notar que a temperatura de um dos lados do aço inoxidável não deve ser demasiado elevada e que a fonte de calor deve ser direccionada para o lado do cobre durante o aquecimento.