La soldadura fuerte es un proceso que se usa para unir metales y, a veces, cerámica en el que se usa un metal de aporte fundido llamado aleación de soldadura fuerte para unir. El punto de fusión de la aleación de soldadura fuerte suele estar por encima de los 450 °C, que es mucho más bajo que las temperaturas de fusión de las piezas que se unen.
El metal de aporte se calienta ligeramente por encima de su punto de fusión. Una vez que el relleno fundido se enfríe, las piezas de trabajo se unirán para formar una unión fuerte entre los metales.
El proceso de soldadura fuerte se lleva a cabo en diferentes atmósferas, que incluyen aire normal, amoníaco, gas combustible quemado, hidrógeno, nitrógeno, vapores inorgánicos, gases nobles y vacío. La técnica de unión de metales también puede utilizar diferentes fuentes de calor, como una bobina de inducción, un horno o un soplete.
La compatibilidad metalúrgica entre la aportación y los materiales a unir es fundamental para lograr una buena unión soldada. Además, el hueco por donde se distribuirá el relleno fundido también contribuye a la calidad de la junta.
La soldadura fuerte es un proceso comercialmente aceptado y de uso común para unir metales diferentes. Su flexibilidad y la alta integridad de las uniones hacen que la soldadura fuerte sea un método confiable de unión de metales en muchas condiciones diferentes.
Tipos de materiales de relleno de soldadura fuerte
Los materiales de aporte para soldadura fuerte están disponibles en varias formas entre las que puede elegir según sus requisitos de producción específicos. Algunas de las formas populares de materiales de relleno de soldadura fuerte incluyen:
Polvo de soldadura fuerte: Estas son partículas homogéneas y uniformes que contienen todos los elementos de una aleación en particular.
Pasta de soldadura fuerte: este tipo de material de relleno está disponible en forma de pasta compuesta por uno o más polvos de aleación de soldadura fuerte y un aglutinante neutro sin fundente.
Cinta de soldadura fuerte: esta forma de relleno viene en forma de un rollo uniforme de material y aglutinante, que se fabrica a pedido con un grosor y ancho específicos.
Preformas de soldadura fuerte: estas son formas personalizadas cortadas de cinta de soldadura fuerte con un adhesivo en la parte posterior que puede aplicar fácilmente sobre la pieza de trabajo al soldar.
Lámina de soldadura fuerte: este es un material de soldadura fuerte flexible que no contiene aglutinante ni fundente. Puede cortar la lámina en la forma que desee y soldarla por puntos en una pieza para soldar.
Temperatura ideal de soldadura fuerte
La temperatura juega un papel vital en la obtención de una unión de soldadura fuerte de buena calidad. Las piezas a unir normalmente se calientan a más de 450°C (840°F). La mayoría de los procesos de soldadura fuerte ocurren a temperaturas entre 800 °F y 2000 °F. Para que la unión de soldadura fuerte sea fuerte, los metales unidos deben estar cerca de la misma temperatura.
La temperatura también tiene otros impactos en la soldadura fuerte. A medida que aumenta la temperatura de la aleación de soldadura fuerte, la acción humectante y la aleación del metal de aporte también mejoran. Por lo tanto, la temperatura de soldadura fuerte ideal debe estar por encima del punto de fusión del metal de aporte utilizado.
Sin embargo, varios otros factores influyen en la selección de una temperatura de soldadura fuerte ideal. Una temperatura ideal para unir dos piezas generalmente se selecciona para:
- Minimizar los efectos del calor en el conjunto
- Sea la temperatura más baja posible para fundir el metal de aporte
- Minimizar la interacción entre el metal de aporte/base con el metal
- Maximizar la vida de las plantillas o rellenos utilizados
A veces, se prefiere una temperatura más alta para adaptarse a factores adicionales, como usar un metal de aporte diferente, eliminar la contaminación de la superficie o controlar los efectos metalúrgicos.
Algunas de las aleaciones comúnmente utilizadas y sus temperaturas de soldadura fuerte se enumeran a continuación:
Aleación Temperatura de soldadura fuerte Cobre 2000 ° F Plata 1300 ° F Plata con litio 1300 ° F Níquel 1900 ° F Aluminio 1080 ° F Oro 1800 ° F
Procedimiento básico de soldadura fuerte
La soldadura fuerte debe realizarse con cuidado para lograr resultados de la mejor calidad. Los siguientes son algunos consejos valiosos que puede seguir para lograr uniones soldadas perfectas.
Determine el espaciado de la junta: El espaciado correcto es esencial para la acción capilar del metal de aporte. El espacio necesario para que el metal de aporte llene el área de la junta suele estar entre 0,25 mm y 0,127 mm.
Uso de la aleación de soldadura fuerte adecuada: los metales de aporte comúnmente utilizados incluyen plata, aleaciones de aluminio y cobre. La plata se selecciona con frecuencia debido a su punto de fusión relativamente bajo. El cobre tiene un punto de fusión más alto que la plata pero es más económico. Las aleaciones se pueden fabricar en forma de barra, pasta o preforma, según la aplicación.
Elimine los contaminantes y la grasa: el flujo adecuado del material de soldadura es necesario para la soldadura fuerte, y este flujo puede verse restringido si hay partículas de óxido, suciedad o grasa presentes en el camino. Por lo tanto, todos los contaminantes deben eliminarse antes de soldar. Para este proceso se puede utilizar un disolvente desengrasante, un baño químico, un cepillo de alambre de acero o una tela de esmeril.
Agregue fundente o realice el proceso en una atmósfera adecuada: el uso de fundente ayuda a prevenir la oxidación cuando el metal se calienta, protege la aleación y mejora su velocidad de flujo. Para eliminar el uso de fundente, puede realizar el proceso de soldadura fuerte en una atmósfera protegida, como hidrógeno, nitrógeno o amoníaco disociado. La ausencia de oxígeno en tal atmósfera evita la oxidación y, por lo tanto, evita la necesidad de fundente.
Posicionamiento correcto de las piezas: asegúrese de que las piezas de unión estén correctamente colocadas y soldadas antes de aplicar calor para una alineación precisa. Puede usar plantillas y accesorios como abrazaderas, pesos, prensas y soportes para bloquear las posiciones de las piezas.
Inicio de calentamiento: El proceso de soldadura fuerte se lleva a cabo entre temperaturas de 800 °F y 2000 °F. Para una unión fuerte, los metales que planee unir deben estar cerca de la misma temperatura.
Limpiar la Junta: Una vez que se realiza la soldadura fuerte en la atmósfera abierta, debe eliminar los residuos de fundente, ya que son químicamente corrosivos y tienen el potencial de debilitar las juntas. Puede eliminar estos residuos utilizando agua caliente o soluciones ácidas específicas como el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico.
Terminando
De todos los métodos de unión, la soldadura fuerte se considera uno de los más versátiles. La junta, después de la soldadura fuerte, tendrá una alta resistencia a la tracción y, a menudo, es más fuerte que las piezas de metal unidas. Las uniones soldadas también tienen excelentes propiedades como repulsión de gases y líquidos, resistencia a vibraciones y golpes, y resistencia a los cambios normales de temperatura. Finalmente, las piezas de metal unidas conservarán sus propiedades metalúrgicas originales ya que el proceso de unión no involucra la fusión del metal base.
Referencias: