¿Cómo soldar bronce de níquel aluminio bronce Ni-Al?

¿Qué es Ni-Al Bronze?

El bronce de níquel y aluminio es una aleación de cobre de dos fases que se usa comúnmente en operaciones de petróleo y gas y marinas en las que los componentes están expuestos a altas tensiones y condiciones de corrosión. Ni-Al Bronze contiene entre 5% en peso y 11% en peso de aluminio con adiciones de níquel y hierro. Un intervalo de composición de aleación típico es 8-13% en peso de Al, 3-5% en peso de Ni, 3-5% en peso de Fe y 0-3% en peso de Mn. Con resistencias equivalentes a las de los aceros al carbono de grado medio, esta aleación cuprosa ofrece una resistencia a la corrosión aún mayor que la mayoría de los materiales de acero inoxidable en agua de mar. Ni-Al Bronze hereda su sobresaliente resistencia a la corrosión de la formación de una dura película adherente de óxido de aluminio (Al203).

A pesar de las excelentes cualidades de este material, aún puede deteriorarse durante el servicio debido a mecanismos de desgaste y / o corrosión tales como corrosión de fase selectiva, erosión por cavitación, erosión-corrosión y fatiga por corrosión. Dado que es un material costoso de reemplazar, se han adoptado numerosos métodos para asegurar la extensión de la vida útil de las piezas de bronce Ni Al. Estos métodos incluyen la reparación por soldadura, el acabado de superficies con láser y el revestimiento metálico. 

Propiedades químicas del bronce Ni-Al

Cu Rem, Al 8.5-11%, Ni 4.0-6.0%, Fe 2.0-5.0%, Mn 1.5% máx.

Especificación del material de Ni-Al Bronze

Preocupaciones sobre la soldadura del bronce Ni-Al

Los materiales de bronce de níquel aluminio poseen una capa de óxido de alúmina en la superficie que brinda buena resistencia a la corrosión, sin embargo, este óxido puede causar inclusiones y otros defectos durante la soldadura, si queda atrapado en el metal de soldadura. Para evitar esto, se debe realizar una limpieza entre pasadas y previas a la soldadura. Como ocurre con todas las soldaduras, la limpieza general de la superficie mejorará la calidad de la soldadura.

Todos los bronces de aluminio y níquel-aluminio se someten a cambios metalúrgicos en la ZAC y las áreas de soldadura después de la soldadura, lo que puede provocar efectos nocivos sobre las propiedades de corrosión del componente. Dependiendo de la severidad de las condiciones de servicio, puede ser aconsejable un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

Electrodo de soldadura / alambre de relleno para bronce Ni-Al

El electrodo de soldadura adecuado para SMAW para soldar Ni-Al Bronze es ECuNiAl (AWS A5.6 / A5.6M). De manera similar, para la soldadura TIG y MIG de Ni-Al Bronze, el alambre de relleno correspondiente es ERCuNiAl (AWS A5.7 / A5.7M).

ERCuNiAl Electrodo de alambre utilizado para aleaciones de cobre y aluminio con adición de Ni y Fe. Revestimientos de soldadura sobre materiales de hierro fundido y acero. Juntas mixtas de acero bronce aluminio. Este alambre de soldadura de bronce de níquel-aluminio ERCuNiAl se recomienda para la unión y superposición de aleaciones de cobre y aluminio, acero recubierto de aluminio en la industria de maquinaria y química, así como para la soldadura de hierro en la construcción naval. También excelente para la soldadura de uniones de tubo de latón y cobre-aluminio que requieran resistencia a la erosión.

Las siguientes tablas resumen los requisitos químicos para el alambre de relleno ERCuNiAl y sus materiales equivalentes según varias especificaciones.

EstándarISO24373GB / T9460BS EN14640AWS A5.7DIN 1733
ClaseCu6328SCu6328Cu6328C632802.0923
AleaciónCuAl9Ni5Fe3Mn2CuAl9Ni5Fe3Mn2CuAl9Ni5ERCuNiAlSG-CuAl8Ni6
Cubal.bal.bal.bal.bal.
Alabama8.5-9.58.5-9.58.5-9.58,50-9,508.5-9.5
Fe3.0-53.0-53.0-53.0-53,0-4
Minnesota0,6-3,50,6-3,50,6-3,50,60-3,501.0-2.0
Ni4.0-5.54.0-5.54.0-64.0-5.54.0-6
PAG
Pb0,02máx 0.020,020,02máx 0.02
Si0,1máx. 0,10,20,1máx. 0,2
Sn
Zn0,1máx. 0,10,10,1máx. 0,1
Otro0,5máx. 0,50.40,5máx. 0,4

Tratamiento térmico de bronce Ni-Al

Las microestructuras de los grupos de aleación CuAlNiFe y CuMnAlFeNi son bastante complejas debido al rango de fases que existen dentro del sistema. Bronce de aluminio de níquel puede ser sometido a diversas formas diferentes de tratamiento térmico:
• El estrés aliviar
• Recocido
• Quenching
• Templado o el envejecimiento.


Estas son las razones del tratamiento térmico:
• Para aliviar las tensiones internas
• Para aumentar la ductilidad
• Para ajustar las propiedades de tracción y dureza
• Para mejorar la resistencia a la corrosión
• Para mejorar la resistencia al desgaste
• Para reducir la permeabilidad magnética

Las siguientes tablas proporcionan los detalles del tratamiento térmico para los materiales Ni-Al Bronze.