Propiedades e importancia del Cobre
El cobre es un metal blando y maleable que es un buen conductor de la electricidad y el calor. Es uno de los elementos más abundantes en la Tierra, que se encuentra en los minerales, así como en pequeñas cantidades en las rocas y el suelo. El cobre se ha utilizado durante miles de años en una variedad de aplicaciones, incluidas joyas, monedas y arquitectura.
El cobre se usa hoy en día en una variedad de aplicaciones, incluido el cableado eléctrico y la plomería. También se utiliza para fabricar monedas y joyas, así como para construir edificios y monumentos.
El cobre también se utiliza en la industria automotriz para intercambiadores de calor y radiadores, así como disipadores de calor para componentes electrónicos. En la industria médica, el cobre se usa para implantes médicos, como marcapasos, así como para herramientas quirúrgicas. Estos incluyen grados específicos, pero para aplicaciones y soldaduras domésticas comunes, debe comprar cobre libre de oxígeno.
Cómo soldar cobre con TIG: ¿Por qué es difícil soldar el cobre?
El cobre es un material muy difícil de soldar porque tiene varias propiedades que pueden afectar la soldabilidad. El cobre puro es un metal dúctil, lo que significa que es relativamente maleable y puede deformarse fácilmente sin romperse. Esto puede provocar deformaciones y distorsiones del material durante la soldadura, lo que dificulta lograr una soldadura limpia y uniforme.
Otro problema es que el cobre tiene una alta conductividad térmica, lo que significa que transfiere calor rápida y fácilmente. Esto puede hacer que la unión soldada se enfríe más rápido de lo deseado, lo que provoca una fusión incompleta y una soldadura de mala calidad.
Además, el cobre tiene un punto de fusión bajo, lo que puede hacer que se caliente demasiado y se queme demasiado rápido durante la soldadura. Esto puede ser especialmente problemático cuando se intenta soldar piezas de cobre delgadas o pequeñas, ya que el calor puede ser difícil de controlar.
¿Es la soldadura TIG un buen método de soldadura de cobre?
La principal ventaja de la soldadura TIG de cobre son sus soldaduras de alta calidad, que se logran mediante un control preciso de los parámetros de soldadura. Esto incluye el tamaño y la forma del baño de soldadura, la velocidad del proceso de soldadura y la entrada de calor. Además, la soldadura TIG es muy versátil, ya que se puede usar en una variedad de metales y aleaciones, incluido cobre, tuberías de cobre o accesorios de cobre.
La soldadura TIG se puede usar en materiales delgados, lo que la hace ideal para unir piezas delgadas de cobre o reparar artículos delicados. Sin embargo, la soldadura TIG tiene sus inconvenientes. Es un proceso más lento que otros métodos de soldadura y requiere más habilidad y experiencia. Además, no produce una alta tasa de deposición de soldadura, por lo que puede no ser adecuado para aplicaciones que requieren soldadura a gran escala.
Cómo soldar cobre con TIG: en resumen
Para soldar cobre TIG, necesita algunos componentes clave. Primero, necesita un soldador TIG adecuado para el trabajo. La máquina de soldadura TIG adecuada para cobre debe tener una corriente de soldadura más alta que la del acero debido a las propiedades térmicas del cobre.
También necesitará un electrodo de tungsteno, generalmente hecho de tungsteno puro o tungsteno toriado. El tamaño y tipo de electrodo de tungsteno dependerá del grosor del cobre que se suelda y del amperaje de la máquina soldadora.
Además, para el gas de protección, el método de referencia es 100 % helio en polaridad directa, pero los soldadores también optan por mezclas de Ar/He. Ayudará a proteger la soldadura de la contaminación y alcanzar el calor y la penetración deseados en tuberías de cobre o tuberías de cobre.
Para la técnica de soldadura TIG, debe mantener su varilla de aporte dentro del gas protector para evitar la contaminación. Una vez que establezca el baño de soldadura, debe ir rápido con los amperios altos (alrededor de 200 A) y dejar la soldadura lo más rápido posible para evitar que el calor se acumule y atraviese el metal.
Finalmente, necesitará un material de relleno, que puede ser una varilla de aleación de cobre limpia, según la aplicación. Aunque suene complicado, puedes lograrlo con éxito siguiendo nuestra guía paso a paso.
Soldador TIG Para Cobre
Para soldar cobre TIG, necesitará un soldador TIG con una fuente de alimentación de corriente constante (CC), así como un pedal o un control con la punta de los dedos.
El amperaje requerido para soldar cobre TIG dependerá del espesor del material. En general, los soldadores TIG para aficionados tienen una potencia nominal de 25 a 250 amperios. Sin embargo, debido a las propiedades térmicas, el cobre requerirá de 30 a 50 amperios más en comparación con el acero del mismo espesor.
La polaridad para la soldadura TIG de cobre debe establecerse en electrodo negativo de corriente continua (DCEN). Esto significa que el electrodo (el tungsteno) se conectará al lado negativo de la fuente de alimentación y la pieza de trabajo (el cobre) se conectará al lado positivo. De esa manera, obtienes suficiente calor y penetración.
Hay algunas características especiales que pueden ser beneficiosas. Por ejemplo, una función de pulso puede ser útil para soldar materiales de calibre delgado, ya que puede ayudar a reducir la entrada de calor y mejorar la calidad de la soldadura. Además, una función de flujo posterior puede ser útil para proteger el charco de soldadura de la oxidación. Por último, el control del equilibrio puede ser beneficioso cuando se suelda cobre, ya que permite al usuario controlar la relación entre la acción de limpieza y la penetración.
Cómo soldar cobre TIG: Selección del tungsteno para la soldadura de cobre
Los mejores electrodos de tungsteno para soldadura TIG de cobre son los de tungsteno toriado. El tungsteno toriado es un tipo de tungsteno que ha sido aleado con una pequeña cantidad de óxido de torio (ThO2). Esta adición al tungsteno ayuda a aumentar su conductividad eléctrica, lo cual es importante cuando se suelda cobre.
Además, el tungsteno toriado también tiene un punto de fusión más alto que el tungsteno puro, lo que lo hace más resistente al desgaste durante el proceso de soldadura. Esto es importante cuando se suelda cobre, ya que el cobre tiene un punto de fusión relativamente alto y puede hacer que el electrodo de tungsteno se degrade fácilmente durante la soldadura. Los electrodos de tungsteno toriado también tienen una menor tasa de contaminación en comparación con otros electrodos de tungsteno, lo que los convierte en una opción ideal para soldar cobre. El cobre se suelda mejor con un electrodo puntiagudo (punta afilada).
Varillas de aporte TIG para cobre
Cuando se suelda cobre con TIG, el mejor tipo de varilla de aporte para usar son las varillas de bronce-silicio. Las aleaciones de silicio-bronce son conocidas por su resistencia superior y buena soldabilidad. También tienen un punto de fusión bajo, lo que los hace ideales para soldar cobre. Proporcionan una excelente resistencia a la corrosión y una buena conductividad eléctrica. Además, también son relativamente económicos, lo que los convierte en una opción económica para soldar cobre.
En comparación con otros tipos de varillas de aporte, como las varillas de aluminio-bronce o TIG desoxidadas, las aleaciones de silicio-bronce ofrecen resistencia y soldabilidad superiores. También tienen un punto de fusión más bajo que otras varillas de aporte, lo que permite una soldadura más rápida y sencilla.
Además, brindan una resistencia superior a la corrosión, lo cual es importante cuando se suelda cobre. Además, el relleno de alambre de cobre desnudo ERCu se puede usar cuando el cobre soldado tiene una pureza superior al 98%. Una alternativa es el cable eléctrico de cobre sólido, que puede dar resultados adecuados en casos específicos.
Elección del gas de protección
El proceso de soldadura TIG requiere gases inertes que no interactúen y contaminen el tungsteno o el baño de soldadura. Los gases TIG comúnmente utilizados son argón y helio. El argón puro es una opción ideal en cualquier soldadura TIG para espesores inferiores a 1/8 de pulgada. Sin embargo, el argón carece de calor, lo cual es crucial cuando se lucha contra las propiedades del cobre.
Soldadura TIG de cobre con 100% helio
Todas las aleaciones de cobre absorben muy bien el calor, 4 veces más que el acero dulce. Al soldar cobre con 100 % de helio, obtiene esa transferencia de calor adicional que hace que esta sea una técnica de soldadura mucho más rápida con más penetración y con amperios más altos de lo habitual.
Con 100% helio, obtiene todo lo que necesita para soldar cobre grueso con éxito, pero no está exento de inconvenientes.
El helio puro no ofrece la mejor estabilidad del arco, es costoso y puede causar salpicaduras debido a la temperatura más alta. Además, las cosas tienden a calentarse demasiado a su alrededor, por lo que debe tener mucho cuidado.
Soldadura TIG de cobre con He/Ar Mixture – 80% helio, 20% argón
Muchos consideran que el 80 % de helio y el 20 % de argón son la mejor mezcla de gas de protección para la soldadura TIG de cobre, especialmente cuando el metal de soldadura supera 1/8 de su espesor. El helio proporciona calor y penetración excelentes, lo que funciona muy bien con cobre u otros metales gruesos. Aun así, el argón es más barato y ayuda a estabilizar el arco, por lo que los soldadores suelen utilizar una mezcla de helio/argón cuando sueldan cobre con TIG.
A diferencia del 75/25 Ar/He para el acero, varias aleaciones de cobre aún requieren una mezcla rica en helio, que es más costosa, pero brinda excelentes resultados. Sin embargo, hay diferentes opiniones y preferencias personales de los soldadores, y algunos incluso prefieren argón 100% en piezas más delgadas de lámina de cobre.
Preparación de soldadura
La preparación de soldadura para soldadura TIG de cobre es un paso importante que no debe pasarse por alto. La superficie del cobre debe limpiarse antes de soldar para eliminar la suciedad, el polvo y la grasa que pueda haber. Esto se hace usando un cepillo de alambre o una muela abrasiva para eliminar cualquier rastro de material extraño.
Es importante preparar el área a soldar revistiendo adecuadamente los bordes. Esto se hace puliendo los bordes para asegurarse de que estén al ras y no interfieran con el proceso de soldadura. Este paso también ayuda a garantizar que la soldadura sea lo más fuerte posible y que no tenga puntos débiles debido a una mala preparación.
Precalentamiento del cobre
La temperatura de precalentamiento correcta para la soldadura TIG de cobre depende del grosor del material, pero normalmente es de 50 a 750 °F. El precalentamiento del cobre se realiza debido a la alta conductividad térmica del cobre, pero no debe exceder la temperatura máxima recomendada de 800 °F.
Los segmentos de las piezas de metal a unir deben precalentarse primero de manera uniforme. Esto ayuda a disipar el calor gradualmente y esto, a su vez, reduce la probabilidad de agrietamiento.
Además, las altas temperaturas lo ayudarán a mantener un arco estable con una penetración adecuada en toda la soldadura. Si las piezas se enfrían, el cobre absorberá el calor en lugar de alcanzar la temperatura de fusión necesaria para fusionarse con la otra pieza y la varilla de aporte.
Seguridad de soldadura al soldar cobre
Debido a las propiedades térmicas del cobre, el precalentamiento del metal base y el uso de helio al 100 % puede provocar una gran acumulación de calor. Además, el cobre es altamente conductivo, lo que significa que puede transferir corriente eléctrica rápidamente. Como resultado, el contacto con el arco o el calor excesivo pueden provocar quemaduras graves o descargas eléctricas.
Es por eso que siempre debe usar el equipo de protección personal (EPP) adecuado, como anteojos de seguridad, guantes y ropa resistente a las llamas. También es importante asegurarse de que el espacio de trabajo esté libre de materiales combustibles, ya que las chispas generadas durante la soldadura podrían encender estos materiales. Las aleaciones de cobre, como el zinc, pueden generar humos de cobre tóxicos, así que asegúrese de soldar en un área bien ventilada o use un respirador si no hay un sistema de escape local o general.
Además, asegúrese de estar utilizando una fuente de alimentación adecuada para el trabajo en cuestión; si la fuente de alimentación no es suficiente para la cantidad de amperaje requerida para soldar cobre, podría causar daños tanto a la fuente de alimentación como al operador.
Técnica de soldadura para cobre
La clave para la soldadura exitosa de cualquier metal, incluido el cobre, es la consistencia. Mantenga la longitud del arco moderada y alimente la varilla a un ritmo constante. Pero tenga en cuenta que el cobre se enfría rápidamente. Por lo tanto, no debe ir demasiado lento.
Moverse demasiado lento extinguirá el arco, pero puede superar esto aumentando el calor con el pedal o el control de la antorcha. Por supuesto, siempre y cuando no lo agujerees.
Cuando suelde láminas de cobre TIG, asegúrese de no quemarlas. Dado que el cobre requiere mucho calor, puedes quemarlo fácilmente, así que ten cuidado. Puede usar la función de pulso para trabajar con metales delgados, pero la soldadura TIG regular se lleva a cabo con polaridad DCEN, lo que proporciona una mejor penetración y entrada de calor.
Alternativas a la soldadura de cobre TIG
Además de los procesos de soldadura, puede unir cobre con otros métodos, que incluyen:
- Soldadura con oxiacetileno: La soldadura con oxiacetileno es una alternativa común a la soldadura TIG de cobre, ya que produce una unión fuerte con una mínima entrada de calor. Este tipo de soldadura utiliza gases de oxígeno y acetileno que se combinan y encienden en la punta de un soplete de soldadura. Esto crea una llama extremadamente caliente que calentará el metal hasta el punto de fusión necesario. Dependiendo del tipo de cobre que se suelde, la temperatura de esta llama puede oscilar entre 2600 y 3000 grados Fahrenheit (1427-1649 Celsius). Este método de soldadura es menos costoso que la soldadura TIG y se puede usar para metales de calibre delgado o componentes fundidos grandes.
- Soldadura: La soldadura es otra alternativa a la soldadura TIG de cobre, que implica el uso de calor y metal de aporte para unir dos piezas de metal. Este tipo de soldadura no requiere altas temperaturas como otros tipos de soldadura y, por lo general, se usa para materiales de calibre más delgado. La soldadura más común utilizada para el cobre es una aleación compuesta de estaño y plomo, aunque también hay disponibles aleaciones sin plomo. La ventaja de la soldadura blanda sobre la soldadura TIG es que requiere menos tiempo y energía, además de ser más rentable.
- Soldadura fuerte: similar a la soldadura blanda, la soldadura fuerte es otra alternativa a la soldadura TIG de cobre que implica el uso de calor y una varilla de soldadura fuerte para unir dos piezas de metal. Este tipo de soldadura requiere temperaturas más altas que la soldadura blanda, que normalmente oscilan entre 1400 y 2000 grados Fahrenheit (760-1093 Celsius). Si bien la soldadura fuerte puede no ser tan fuerte como la soldadura TIG de cobre, se puede usar en situaciones en las que la resistencia y la estética no son una preocupación importante. Además, la soldadura fuerte suele ser más rentable que otras formas de soldadura debido a su equipo y suministros de costo relativamente bajo.
Pensamientos finales
La soldadura TIG de cobre puede ser difícil, pero el primer paso para obtener una soldadura fuerte es comprender los problemas y desafíos. Una vez que domine los ajustes de soldadura, la preparación, el material de relleno y la selección de tungsteno, estará listo para el éxito.
La preparación de la soldadura para su proyecto de cobre es crucial como el proceso de soldadura en sí mismo, así que no dude en dedicar más tiempo a considerar todas las opciones. Finalmente, siguiendo nuestra guía detallada, práctica de inversión y paciencia, no debería tener demasiados problemas con la soldadura TIG de cobre.