Soldadura fuerte de aleaciones de berilio-cobre

El cobre berilio ofrece alta resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica y conductividad térmica, además de alta resistencia y resistencia a altas temperaturas.Antichispa y no magnético, es útil en la industria minera y petroquímica.Con alta resistencia a la fatiga, el cobre berilio también se usa para resortes, conectores y otras partes sujetas a carga cíclica.

La soldadura fuerte de cobre berilio es relativamente económica y fácil de realizar sin debilitar la aleación.Las aleaciones de berilio-cobre están disponibles en dos clases: C17000, C17200 y C17300 de alta resistencia;y C17410, C17450, C17500 y C17510 de alta conductividad.El tratamiento térmico fortalece aún más estas aleaciones.

Metalurgia

Las temperaturas de soldadura fuerte para las aleaciones de berilio-cobre suelen estar por encima de la temperatura de endurecimiento por envejecimiento y aproximadamente iguales a la temperatura de recocido en solución.

Los pasos generales para el tratamiento térmico de aleaciones de berilio-cobre son los siguientes:

Primero, la aleación debe recocerse en solución.Esto se logra disolviendo la aleación en una solución sólida para que esté disponible para el paso de endurecimiento por envejecimiento.Después del recocido en solución, la aleación se enfría rápidamente a temperatura ambiente mediante enfriamiento rápido con agua o aire forzado para piezas delgadas.

El siguiente paso es el endurecimiento por envejecimiento, mediante el cual se forman partículas submicroscópicas, duras y ricas en berilio en la matriz metálica.El tiempo y la temperatura de envejecimiento determinan la cantidad y distribución de estas partículas dentro de la matriz.El resultado es una mayor resistencia de la aleación.

Clases de aleación

1. Cobre de berilio de alta resistencia: el cobre de berilio normalmente se compra recocido en solución.Este recocido consiste en calentar a 1400-1475 °F (760-800 °C), seguido de un enfriamiento rápido.La soldadura fuerte se puede lograr ya sea en el rango de temperatura de recocido en solución, seguido de un enfriamiento rápido, o por calentamiento muy rápido por debajo de este rango, sin afectar la condición de recocido en solución.Luego, el temple se produce mediante el envejecimiento a 550-700 °F (290-370 °C) durante dos o tres horas.Con otras aleaciones de berilio que contienen cobalto o níquel, el tratamiento térmico puede variar.

2. Cobre de berilio de alta conductividad: la composición predominantemente utilizada en la industria es 1,9 % de cobre balanceado con berilio.Sin embargo, se puede suministrar con menos del 1% de berilio.Siempre que sea posible, se debe emplear la aleación con menor contenido de berilio para obtener los mejores resultados de soldadura fuerte.Recocer calentando a 1650-1800 °F (900-980 °C), seguido de un enfriamiento rápido.Luego se produce el temple por envejecimiento a 850-950°F (455-510°C) de una a ocho horas.

Limpieza

La limpieza es vital para una soldadura fuerte exitosa.La limpieza previa de las superficies soldadas para eliminar aceites y grasas es esencial para una buena práctica de unión.Tenga en cuenta que los métodos de limpieza deben elegirse en función de la química del aceite o la grasa;No todos los métodos de limpieza son igualmente efectivos para eliminar todos los contaminantes de aceite y/o grasa.Identifique el contaminante de la superficie y comuníquese con el fabricante para conocer los métodos de limpieza adecuados.El cepillado abrasivo o el decapado con ácido eliminarán los productos de oxidación.

Después de limpiar los componentes, suelde inmediatamente con fundente para brindar protección.Si se deben almacenar los componentes, se pueden proteger con galvanoplastia de oro, plata o níquel a 0,0005″ (0,013 mm).Se puede usar el enchapado para facilitar la humectación de la superficie de berilio-cobre por el metal de aporte.Tanto el cobre como la plata pueden recubrirse 0,0005-0,001″ (0,013-0,025 mm) para ocultar los óxidos difíciles de humedecer formados por el cobre berilio.Después de soldar, elimine los residuos de fundente con agua caliente o cepillado mecánico para evitar la corrosión.

Consideración de diseño

Las holguras de las juntas deben permitir que escape el fundente y también proporcionar suficiente capilaridad, dependiendo de la química del metal de aporte elegido.Las holguras uniformes deben ser de 0,0015 a 0,005″ (0,04 a 0,127 mm).Para ayudar a desplazar el fundente de las juntas, especialmente aquellos diseños de juntas que utilizan tiras precolocadas o preformas de tiras, se puede emplear el movimiento de una superficie de contacto con respecto a la otra y/o la vibración.Recuerde calcular las holguras para el diseño de la junta en función de la temperatura de soldadura fuerte anticipada.Además, el coeficiente de expansión del cobre berilio es de 17,0 x 10-6/°C.Considere las deformaciones inducidas térmicamente al unir metales con diferentes propiedades de expansión térmica.