Soldabilidade do cobre puro e métodos de soldagem adequados

A soldabilidade do cobre puro é restrita principalmente pelas seguintes propriedades físicas e químicas:

Alta condutividade térmica: O cobre puro possui condução de calor extremamente rápida, o que facilita a perda de muito calor durante a soldagem, resultando em dificuldade na formação de poças de fusão, fusão incompleta, penetração incompleta e baixa eficiência de soldagem.

Alto coeficiente de expansão linear: Expande muito quando aquecido e encolhe fortemente quando resfriado, o que causa facilmente grande deformação na soldagem e tensão residual, podendo até levar a rachaduras na soldagem.

Tendência a produzir porosidade: O hidrogênio e o oxigênio dissolvidos no cobre precipitarão na forma de poros durante a solidificação, e os poros de hidrogênio são o defeito mais comum na soldagem de cobre.

Filme de óxido insolúvel: O óxido de cobre (Cu₂O) é formado na superfície em alta temperatura, que possui alto ponto de fusão e é difícil de remover. Isso reduzirá a plasticidade e a tenacidade da solda e causará facilmente a fragilização dos limites dos grãos.

Baixa resistência em altas temperaturas: o cobre puro amolece obviamente em altas temperaturas, e a solda e a zona-afetada pelo calor são propensas ao colapso e à trinca térmica.

Portanto, o cobre puro não pode ser soldado por uma simples operação-de fogo aberto. Necessita de pré-aquecimento, proteção forte e aporte térmico adequado para obter juntas qualificadas.

De acordo com a espessura das peças de cobre puro, estrutura, eficiência de produção e requisitos de serviço, os seguintes métodos de soldagem são comumente usados:

A soldagem TIG é o método de soldagem mais utilizado e confiável para cobre puro, especialmente adequado para placas finas, peças de precisão e pequenas estruturas.

Vantagens: O arco é estável, o calor é concentrado, a formação da solda é bonita, o respingo é pequeno e a solda é pura.

Proteção: Normalmente o argônio (Ar) é usado como gás de proteção para isolar efetivamente o ar e evitar oxidação e porosidade.

Aplicação: Adequado para chapas de cobre puro, tubos, componentes elétricos, trocadores de calor, etc.

Pontos principais: O pré-aquecimento adequado é necessário para chapas-de espessura média; A conexão positiva CA ou CC pode ser selecionada de acordo com a espessura.

A soldagem MIG é adequada para peças de cobre puro médias e espessas com alta eficiência de soldagem.

Vantagens: Alta eficiência de deposição, penetração profunda, adequada para soldas longas e produção em massa.

Fio de soldagem: Geralmente use fio de soldagem de cobre puro ou fio de soldagem de bronze de silício para melhorar a fluidez e a resistência a rachaduras.

Proteção: 100% argônio ou mistura de argônio-hélio é usada para aumentar a proteção e a concentração de calor.

Aplicação: Usado em grandes peças estruturais de cobre, placas grossas de cobre, barramentos elétricos, etc.

A soldagem a arco plasma tem maior densidade de energia e capacidade de penetração do que a soldagem TIG.

Vantagens: Pode realizar soldagem-de lado único e conformação-de lado duplo para placas de cobre de uma determinada espessura, com pequena deformação e alta resistência de junta.

Aplicação: Adequado para peças estruturais de cobre puro de espessura média-que exigem alta qualidade e alta eficiência.

A brasagem é adequada para peças-de paredes finas, peças pequenas e conexões metálicas diferentes que envolvem cobre puro.

Características: Baixa temperatura de soldagem, sem fusão do metal base, pequena deformação, adequada para componentes complexos.

Metais de adição para brasagem: metal de adição para brasagem de cobre fósforo, metal de adição para brasagem de cobre prateado, etc.

Aplicação: Conexões de tubos de cobre, contatos elétricos, núcleos de trocadores de calor, conexões dissimilares de cobre e aço, cobre e alumínio.

Esses são métodos de soldagem por feixe de alta-energia com alta precisão e baixa deformação.

Vantagens: Penetração profunda, zona estreita-afetada pelo calor, pequena deformação na soldagem, adequada para componentes de cobre puro de alta-precisão e alto-desempenho.

Aplicação: Usado na indústria aeroespacial, eletrônica-de alta tecnologia, instrumentos de precisão e outros campos.

Em resumo, o cobre puro é um material-difícil de-soldar, com baixa soldabilidade em condições convencionais, mas juntas soldadas qualificadas podem ser obtidas por meio de uma seleção razoável de processos e controle rigoroso de parâmetros. Entre muitos métodos de soldagem, a soldagem TIG é a mais versátil e comumente usada para cobre puro, a soldagem MIG é adequada para placas de espessura média-e ocasiões de alta{4}}eficiência, a brasagem é adequada para peças finas e conexões diferentes, e a soldagem a laser ou por feixe de elétrons é usada para ocasiões de alta-precisão.