Soudage du cuivre et du cuivre sur le soudage de l’acier

Le cuivre a une conductivité thermique et électrique élevée . Il offre également une très bonne résistance à la corrosion par l’eau de mer, les produits chimiques et la corrosion générale. Les alliages de cuivre ont des propriétés variées par rapport au cuivre en fonction de la composition chimique .

Spécification de livraison du matériel :

ASME B16.22, 16.50, ASTM B-42, ASTM B-75, ASTM B-111, ASTM B-152, ASTM B-280, ASTM B-302, ASTM B-359, ASTM B-543, ASTM B- 819

Soudage ASME Section IX P. No. pour le cuivre et les alliages à base de cuivre : P31, P32 & P33

Alliages de cuivre :

  1. Laiton -Alliage cuivre-zinc
  2. Bronze phosphoreux – Alliage cuivre étain
  3. Bronze d’aluminium – Alliage d’aluminium et de cuivre
  4. Bronze au silicium – Alliage de cuivre et de silicium
  5. Cupronickel – Alliage cuivre-nickel

Considération de soudage pour le soudage du cuivre :

  1. Le cuivre a une conductivité thermique élevée, environ 8 fois celle de l’acier. Il en résulte une dissipation de chaleur très rapide lors du soudage.
  2. La tendance au manque de fusion et à une pénétration insuffisante en raison d’une conductivité thermique élevée.
  3. Risques de porosité dus à l’hydrogène absorbé pendant le soudage.
  4. Risque de fissuration à chaud lors du soudage de cuivre à brai électrolytique tenace (type C11000).

Soudage SMAW du cuivre :

Soudez en utilisant les types d’électrodes de soudage ECu et ECuSi, ECuSn-A et ECuSn-C.

L’ électrode de soudage de type ECU doit être utilisée lorsque le cuivre est joint pour une bonne application de conductivité électrique ou thermique . Par exemple, connexion électrique ou connexion de soudure de dissipateur de chaleur/transfert de chaleur.

Les types ECuSi, ECuSn-A et ECuSn-C offrent une bonne soudabilité lorsqu’une bonne conductivité électrique ou thermique n’est pas requise , c’est-à-dire lorsqu’il est nécessaire de former des joints dans des tuyaux ou une structure. Ces électrodes offrent une bonne pénétration et fusion car leur conductivité thermique est plus faible en raison de l’alliage. L’application est par exemple la tuyauterie en cuivre pour le transfert de liquide, le soudage de réservoirs en cuivre, etc.

Soudage TIG/ MIG du cuivre :

Le soudage TIG/MIG est réalisé en utilisant ERCu, ERCuSi-A, ERCuSn-A, etc.

Les applications de ces consommables sont similaires à celles de leur électrode SMAW équivalente comme expliqué ci-dessus.

L’argon pur est utilisé comme gaz de protection pour le soudage du cuivre dans le soudage TIG et MIG. L’hélium est mélangé à de l’argon, ce qui contribue à diminuer la température de préchauffage. Le soudage TIG est utile jusqu’à 5 mm d’épaisseur. Pour les épaisseurs supérieures à 5 mm, le soudage MIG est préféré.

Préchauffage du cuivre pour le soudage :

La perte de chaleur dans le joint de soudure due à une conductivité thermique élevée nécessite le préchauffage du cuivre avant le soudage. La température de préchauffage dépend de :

  1. Épaisseur du métal de base
  2. Procédé de soudage utilisé
  3. Type de gaz de protection

Le graphique ci-dessous (considérant les 3 paramètres ci-dessus) est un bon guide pour décider de la température de préchauffage minimale lors du soudage du cuivre :

L’image ci-dessous montre l’effet du gaz de protection et de la température de préchauffage sur la pénétration du soudage dans le soudage MIG du cuivre ayant un courant de soudage et une vitesse de déplacement identiques.

 Soudage du cuivre à l’acier au carbone/acier inoxydable avec SMAW, TIG/MIG

Utilisez ECuSi lors du soudage SMAW. ERCuSi-A doit être utilisé pour le soudage TIG/MIG.

Préchauffer le cuivre à 200-400°C avant le soudage pour obtenir une bonne fusion et éviter les problèmes de pénétration insuffisante.

Brasage au cuivre

Le brasage est une méthode polyvalente pour l’assemblage du cuivre. Les joints de brasage sont solides et ont une bonne résistance à la fatigue.

La principale différence entre un joint brasé et soudé est la quantité de chevauchement ou de remplissage de joint nécessaire pour développer la pleine résistance du joint.

Dans un joint brasé, l’insertion complète du tube à l’arrière de la coupelle du raccord est fortement recommandée ; bien qu’un remplissage complet de cet espace articulaire sur toute cette longueur ne soit pas essentiel pour obtenir une résistance totale du joint. Selon l’American Welding Society (AWS), il est recommandé que le métal d’apport de brasage pénètre dans l’espace capillaire au moins trois fois l’épaisseur du composant le plus mince à assembler, qui est généralement le tube. Ceci est connu dans l’industrie sous le nom de règle AWS 3-T, comme expliqué dans l’image ci-dessous.

Fil d’apport de brasage

Type BCuP (SFA 5.8) – Ici, B signifie brasage, Cu est le symbole chimique du cuivre et P est le symbole chimique du phosphore. Par conséquent, un alliage de brasage BCuP est principalement un alliage de brasage cuivre-phosphore qui peut contenir de 0 % à 30 % d’argent (Ag). Ces métaux d’apport de brasage ne doivent pas être utilisés sur des alliages ferreux ou à base de nickel ou sur des alliages cuivre-nickel contenant plus de 10 % de nickel, car des composés intermétalliques fragiles se forment à l’interface métal d’apport de brasage-métal de base.

  1. Type BAg (SFA 5.8) – Ici, le B signifie brasage et Ag est le symbole chimique de l’argent. Bien qu’il existe d’autres éléments dans les alliages BAg en plus de l’argent, la plupart des alliages BAg peuvent contenir une teneur en argent comprise entre 24% et 93%.

Les températures de brasage de ces alliages de brasage utilisés pour raccorder principalement des tuyaux en cuivre (alliages BCuP et BAg voir ci-dessous) se situent entre 1 150 °F/621 °C et 1 150 °F/843 °C.

Vous trouverez plus de détails sur les différentes baguettes de brasage dans la section ASME IIC, SFA 5.8 : Spécifications pour les métaux d’apport pour le brasage et le soudage par brasage.

Étapes pour le brasage

  • Nettoyez la surface avec le chiffon.
  • Appliquer le flux sur les deux surfaces à braser. Lors du brasage du cuivre sur l’acier inoxydable, choisissez un flux capable de graver l’acier inoxydable.
  • Glissez les pièces ensemble. Le tube doit être complètement inséré dans le raccord pour un joint de brasage sain. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des jeux de 0,03 mm à 0,08 mm [0,001 à 0,003 in].
  • Chauffer le joint dans un mouvement circulaire pour appliquer un chauffage uniforme. Appliquer la baguette de brasage. Plus l’articulation est serrée, meilleure est l’action capillaire de l’articulation.
  • Nettoyez la pièce une fois refroidie.