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Soldagem de cobre em casa

Em casa, na maioria das vezes há a necessidade de soldar cobre, ao instalar sistemas de aquecimento e canos de água. O cobre é um bom material para canalizações de água porque tem uma superfície lisa, não corrói, proporciona um bom fluxo de água, não tem substâncias nocivas na sua composição, não cresce excessivamente com depósitos e tem propriedades bactericidas. Os canos de cobre podem durar muito tempo, pelo menos 50 anos.

Contente:

Soldagem de metais não ferrosos

Soldagem é o processo de formação de juntas permanentes através do estabelecimento de ligações interatômicas entre os elementos que estão sendo soldados durante seu aquecimento parcial ou geral, ou deformação plástica. Para a produção de soldas, costuma-se utilizar diferentes fontes de energia: radiação laser, chama de gás, arco elétrico, feixe de elétrons, ultrassom e fricção.

A soldagem de metais não ferrosos difere significativamente do procedimento de soldagem de aços, pois os metais não ferrosos geralmente apresentam maior condutividade térmica e reagem no estado fundido com os gases contidos no ar atmosférico. Para eliminar a ocorrência de tais consequências negativas, é necessário selecionar cuidadosamente os consumíveis de soldagem, preparar as peças para soldagem e seguir rigorosamente as instruções de soldagem..

O desenvolvimento de tecnologias agora permite a soldagem não só em empresas industriais e de manufatura, mas também no espaço, debaixo d’água e em casa ao ar livre. Porém, o procedimento de soldagem de metais não ferrosos, incluindo a tecnologia de soldagem de cobre, é bastante específico e depende em grande parte das propriedades físicas e mecânicas do material..

Propriedades do cobre

O cobre é usado na fabricação de dutos para várias máquinas, vasos, equipamentos químicos, peças condutoras e várias peças. Este material é caracterizado por alta condutividade elétrica e térmica, além de ser resistente à corrosão. A tecnologia de soldagem de cobre é um processo bastante complexo.

As dificuldades do procedimento são causadas pela tendência do cobre oxidar no estado fundido com a formação de um óxido refratário e absorção de gases, condutividade térmica significativa, uma alta expansão linear do cobre quando aquecido, que é uma vez e meia superior ao do aço, bem como maior fluidez.

A soldabilidade do cobre é prejudicada pela presença de bismuto, enxofre, chumbo e oxigênio. O chumbo e o bismuto conferem fragilidade e fragilidade a este metal não ferroso; na forma de óxido de cobre, o oxigênio causa a formação de rachaduras e camadas de metal quebradiças na área afetada pelo calor..

A soldagem de cobre em casa é influenciada pelo oxigênio, que é absorvido da atmosfera. Mas, apesar disso, os produtos de cobre são amplamente utilizados em diversas indústrias, por isso, diversos métodos de soldagem desse metal foram criados..

Soldagem a gás de cobre

Nas condições de observação da tecnologia do procedimento, o cobre é perfeitamente soldado com botijões de gás preenchidos com acetileno. Se você soldar de acordo com todas as regras e depois forjar a costura, obterá uma junta soldada de alta qualidade. Neste caso, a resistência à tração da costura chega a 17-22 kgf por milímetro quadrado, quando a resistência máxima à tração do cobre será de 22-23 kgf por milímetro quadrado.

Como a condutividade térmica do cobre é bastante elevada (cinco vezes mais que o ferro), é necessário soldá-lo com uma chama de potência aumentada: 150 l / h se a espessura do material for menor que 10 milímetros e 200 l / h se a espessura for superior a 10 milímetros. Ao soldar unidades mais espessas, você precisa soldar com duas tochas. Use um deles com capacidade de 150-200 l / h para aquecimento. Um segundo queimador com capacidade de 100 litros por hora é necessário para a soldagem das peças.

Para reduzir a dissipação de calor pela parte inferior e superior do metal soldado, é recomendável colocar placas de amianto. É comum usar uma chama redutora neste método de soldagem de cobre, cujo núcleo é orientado quase perpendicularmente às bordas do metal. Para reduzir a formação de óxido de cobre e evitar trincas a quente, solde o mais rápido possível, sem interrupção. Ao mesmo tempo, observe estritamente a preservação da chama redutora..

As tachas não são usadas imediatamente antes da soldagem das peças de cobre. A soldagem do produto deve ser realizada em dispositivo especial de montagem e soldagem. Como aditivo para soldagem, use arame feito de cobre elétrico ou um metal que contenha desoxidantes: não mais que 0,2% de fósforo e cerca de 0,15-0,3% de silício. Diâmetro máximo permitido do fio de enchimento – 8 mm.

Ao soldar, é necessário distribuir o calor de forma que o fio derreta antes das bordas do metal base. Neste caso, o material de enchimento será fundido nas bordas, que começam a derreter. O chanfro das bordas em folhas com espessura de mais de 3 milímetros é executado em um ângulo agudo de 45 graus. Antes da soldagem, as bordas devem ser limpas para um brilho de metal fresco, ou atacadas com uma solução de ácido nítrico com enxágüe em água.

Para o uso correto dos botijões de gás, é necessário assistir a um vídeo sobre soldagem de cobre. Para moer os grãos do metal depositado e aumentar a densidade das costuras soldadas após a soldagem, o material, que tem espessura de até 5 milímetros, é forjado a frio, e o cobre com espessura de mais de 5 milímetros – no uma temperatura de mais 200-300 graus.

A costura é recozida após forjar a costura a uma temperatura da ordem de 500-550 graus Celsius com resfriamento rápido com água. Para evitar a formação de fissuras, o forjamento não pode ser executado a uma temperatura superior a 500 graus, porque o cobre torna-se quebradiço nessas temperaturas..

Soldagem a arco de argônio de cobre

A soldagem por arco de fusão é amplamente utilizada para criar estruturas soldadas de cobre. Para obter uma solda de alta qualidade, recomenda-se o uso de gases de proteção, que são argônio premium ou uma mistura de argônio e hélio (50-75% argônio). A soldagem a arco de cobre na produção e em casa é mais frequentemente realizada com um eletrodo de tungstênio.

Como aditivo, é necessário usar um espaçador de perfil estreito ou arame, que é colocado de ponta a ponta. A soldagem de cobre com argônio com eletrodo não consumível de tungstênio apresenta boa estabilidade de arco. A soldagem a arco manual de cobre é usada ao conectar unidades de pequena espessura (até 4 milímetros) e em locais de difícil acesso.

A soldagem com eletrodo de tungstênio é realizada em corrente constante. O eletrodo deve ser orientado estritamente no plano da junta. No caso de soldagem de metal com espessura de mais de 4-5 milímetros, ele deve ser pré-aquecido a mais 300-400 graus. Antes da soldagem, é recomendado descascar as bordas do metal base e do fio do eletrodo em metal novo..

O cobre, que tem uma espessura de até 5-6 milímetros, pode ser cozido sem arestas cortantes. Ao soldar peças de trabalho com espessura de 2 a 3 milímetros, não é necessário aquecer o metal base. Mas a técnica de soldagem elétrica de cobre com espessura superior a 4 milímetros implica um aquecimento de mais 300-400 graus. A tecnologia de soldagem de metais não ferrosos, incluindo cobre, e ligas permite o uso de eletrodos consumíveis.

Brasagem de cobre

O cobre, ao contrário do aço, é mais conveniente na maioria dos casos para soldar do que para soldar. Especialmente quando se trata de tubos de cobre de paredes finas que são usados ​​para diferentes sistemas – aquecimento, encanamento, gás e refrigeração. Isso se deve a uma série de características da soldagem de cobre.

Com certos esforços, mesmo um mestre novato será capaz de soldar cobre, enquanto sem uma preparação completa é improvável que seja possível soldá-lo. A soldagem não altera a estrutura do metal, não necessita de equipamentos caros, como exige o procedimento de soldagem.

As juntas soldadas, com a mais estrita aderência à tecnologia e ao uso de materiais adequados, revelam-se bastante fortes e resistentes ao calor para suportar as cargas mecânicas e térmicas que lhes são destinadas..

Na brasagem do cobre, costuma-se utilizar juntas de sobreposição, o que possibilita garantir uma elevada resistência das estruturas mesmo em situações de solda macia, de resistência relativamente baixa. Para garantir um nível satisfatório de resistência da junta de solda, você deve fornecer uma sobreposição de pelo menos 5 milímetros. Na prática, geralmente são usados ​​valores mais altos para garantir um bom fator de segurança..

Tipos de soldas

Ligas de cobre e o próprio metal podem ser brasados ​​por brasagem de alta e baixa temperatura. Existem muitos equipamentos para soldagem e brasagem de cobre, assim como uma variedade de soldas duras e macias que garantem uma soldagem de boa qualidade de peças e tubos. Preferido para soldagem de baixa e alta temperatura é o uso de solda e fluxo do mesmo fabricante..

Soldas de baixa temperatura

O uso de ligas de brasagem de baixa temperatura permite a brasagem a uma temperatura que tem pouco efeito na resistência do cobre, mas fornece costuras com características mecânicas pobres. Solda para brasagem em alta temperatura proporciona maior resistência das costuras e permite altas temperaturas de operação do sistema. No entanto, junto com isso, o cobre é recozido, e mais habilidade é necessária, porque o metal é fácil de queimar.

A brasagem de baixa temperatura é considerada a mais popular para aquecimento e abastecimento de água. Dada a grande área de contato dos elementos do duto, as soldas de baixa temperatura são capazes de fornecer resistência suficiente às juntas.

Existem as seguintes soldas sem chumbo de baixa temperatura, que garantem uma qualidade suficientemente elevada de soldagem de cobre: ​​ligas de estanho com cobre, antimônio, bismuto, prata, selênio. A maior parte deles (até 97%) é o estanho, o resto recai sobre outros elementos. O álcool de chumbo-estanho é geralmente adequado para a soldagem a baixa temperatura deste metal, mas se você precisar soldar um duto para água potável, é recomendado recusá-lo devido às qualidades prejudiciais do chumbo..

As soldas contendo prata têm as melhores propriedades tecnológicas, por exemplo, S-Sn97Ag3, que contém 97% de estanho e apenas 3% de prata. Um pouco pior, mas ainda assim qualidades satisfatórias são possuídas por soldas contendo cobre, incluindo S-Sn97Cu3, em que 97% de estanho está presente.

Também são praticadas soldas de três componentes, que contêm estanho (95,5%), cobre (0,7%) e prata (3,8%). Uma solda universal e amplamente utilizada é o cobre-estanho. No entanto, essa substância tem uma desvantagem significativa – alto custo. Tais composições de soldas são responsáveis ​​pela boa qualidade das costuras e pela alta resistência, durabilidade e confiabilidade do abastecimento de água e sistemas de aquecimento..

Bebedores de alta temperatura

Recomenda-se usar soldas de alta temperatura apenas quando houver uma necessidade especial para isso. Por exemplo, se for necessário operar uma tubulação brasada em uma temperatura alta (acima de 110 graus) – em um sistema de aquecimento usando vapor, que é caracterizado por alta pressão.

Para a brasagem de um gasoduto a partir de tubos de cobre, é usada exclusivamente a brasagem de alta temperatura, porque fornece uma conexão com o mais alto nível de resistência e confiabilidade, mas a brasagem de baixa temperatura não é usada no fornecimento de gás.

No caso de soldagem de produtos de cobre uns aos outros, as soldas de cobre-fósforo não requerem o uso obrigatório de fundentes. Outra vantagem dessa solda: os parâmetros de expansão térmica do cobre das peças brasadas e da solda são quase idênticos. Muito difundido – para solda auto-fundente, que consiste em 92% de cobre, cerca de 6% de fósforo e 2% de prata. Todas as ligas de brasagem estão disponíveis na forma de uma barra sólida.

Devido à fragilidade deste composto, que surge das reações químicas do fósforo com certos metais, as soldas de cobre-fósforo não podem ser utilizadas para soldar metais não ferrosos com um teor de níquel superior a 10%. Também não é recomendado instalar essas soldas para brasagem de bronze de alumínio. Não é recomendado usá-los na brasagem de ferro fundido e aço..

Fluxos de soldagem

Na soldagem e brasagem, recomenda-se o uso de aparelhos especiais para soldagem de cobre e fundentes, que protegem o metal fundido da oxidação, dissolvem e convertem os óxidos formados em escórias. Eles são levados para a piscina de fusão. Além disso, as extremidades das bordas das unidades soldadas e das hastes de preenchimento, bem como o verso do metal base, são revestidas com fundentes..

Para brasagem de baixa temperatura, composições contendo cloreto de zinco são usadas principalmente como fundentes. Mas ao comprar um fundente, você precisa prestar atenção especial à sua composição. Os fluxos consistem em bórax calcinado, ácido silícico, fosfato de sódio ácido e carvão vegetal.

Existem muitos fluxos eficazes para brasagem de cobre, você simplesmente precisa comprar qualquer composição projetada para isso. Por exemplo, fluxo F-SW 21 ou pasta de vaselina de colofónia, que consiste em colofónia, vaselina ou cloreto de zinco. A pasta é considerada a forma mais conveniente de aplicação na peça..

Agora você entende que a soldagem de cobre difere do procedimento de soldagem para outros metais devido à natureza deste material. Em alguns casos, é mais aconselhável soldar cobre. A fim de desoxidar o metal e remover os óxidos formados durante a fusão do cobre na escória, é recomendado o uso de soldas e fundentes.