Les meilleurs conseils pour souder le cuivre

Puisqu'il est ductile et hautement malléable, le cuivre est également utilisé comme élément principal dans des centaines d'alliages différents, notamment le laiton, le bronze et le nickel-cuivre. Les éléments d'alliage les plus couramment utilisés pourcuivreles alliages sont l'aluminium, le nickel, le zinc, l'étain et le silicium.

Parce que le cuivre pur est trop ductile pour être usiné avec succès, de petites quantités d'autres éléments sont ajoutées aux différents alliages pour améliorer l'usinabilité, ainsi que pour désoxyder le métal, le rendre plus résistant à la corrosion, améliorer ses propriétés mécaniques et améliorer sa réponse. aux traitements thermiques. Au total, plus de 300 alliages de cuivre sont disponibles dans le commerce.

Assemblage du cuivre au cuivre ou aux alliages de cuivre

Le cuivre et la plupart des alliages de cuivre peuvent être assemblés avec succès à l'aide de procédés de soudage, de brasage ou de brasage. Le processus exact choisi dépend en grande partie du fait que vous soudiez du cuivre pur ou un alliage. Si vous soudez un alliage, les éléments de l'alliage détermineront le processus utilisé, ainsi que tous les autres facteurs pris en compte lors du soudage, y compris le matériau d'apport utilisé. Bien entendu, les différents processus de soudage et processus connexes nécessitent des outils et des techniques différents. , et il est important d'acquérir les compétences requises pour le processus que vous devez utiliser.Soudure, qui est l'une des premières méthodes utilisées pour joindre le métal, consiste à chauffer le métal d'apport (sous la forme d'un fil d'apport) afin qu'il fonde et remplisse les joints. Douxsoudureest le processus le plus simple et celui couramment utilisé dans et autour de la maison pour réparer de petits objets métalliques. C'est également la méthode utilisée par les plombiers pour assembler et réparer les tuyaux et les raccords en cuivre.
Vous pouvez utiliser un fer à souder bon marché ou un chalumeau avec un flux approprié pour le brasage tendre. La soudure dure consiste à chauffer les matériaux de remplissage à une température beaucoup plus élevée, de sorte que le joint sera beaucoup plus résistant que les autres joints soudés. Le matériau de remplissage est différent et contient généralement de l'argent, de sorte que la technique est souvent appelée brasage à l'argent. Cependant, le vrai brasage est exécuté à une température encore plus élevée.

Brasageest essentiellement une technique similaire à la soudure et utilise le même type de matériau de remplissage (fil ou baguette de brasage) que celui utilisé pour la soudure. Les joints doivent être très ajustés afin que l'action capillaire puisse attirer le métal d'apport entre les pièces de cuivre à assembler. Même si les températures utilisées doivent être considérablement plus élevées que celles requises pour le brasage, le métal de base ne doit pas être chauffé au point de fusion.
Largement utilisé pour les travaux de plomberie, le brasage peut également être utilisé pour assembler différents types de métaux ainsi que des pièces métalliques de différentes épaisseurs.

Soudage, ou plus précisément le soudage à l'arc, intègre un certain nombre de techniques plus spécifiques. Généralement, les procédés de soudage qui utilisent des gaz de protection sont préférés, bien que le soudage à l'arc sous protection (SMAW), également communément appelé soudage manuel à l'arc (MMA), puisse être utilisé pour des applications qui ne sont pas critiques. C'est une méthode utile pour une variété d'épaisseurs d'alliages de cuivre, d'autant plus que les électrodes enrobées pour le soudage des alliages de cuivre à l'aide de SMAW sont disponibles dans une large gamme de tailles standard.

Les gaz de protection normalement utilisés pour le soudage du cuivre et des alliages de cuivre sont l'argon et l'hélium, ou des mélanges des deux - pour le soudage à l'arc sous gaz métallisé (GMAW), le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) ou le soudage à l'arc plasma (PAW), ce qui est particulièrement populaire pour le soudage des alliages de cuivre.
Généralement, l'argon est préféré si le cuivre ou l'alliage de cuivre est soudé manuellement et a une conductivité thermique relativement faible ou a une épaisseur inférieure à 3,3 mm (0 0,13 po). L'hélium ou un mélange d'hélium (75 %) et d'argon est préférable pour le soudage à la machine de sections minces ou le soudage manuel de sections plus épaisses. Ce mélange est également recommandé pour les métaux plus épais ou le cuivre qui a une conductivité thermique élevée.

Voici d'autres conseils pour le soudage à l'arc du cuivre :
• Dans la mesure du possible, utilisez la position à plat pour le soudage à l'arc du cuivre.
• GTAW et SMAW peuvent être utilisés pour le soudage dans d'autres positions, y compris au-dessus de la tête.
• Si vous soudez dans des positions verticales et au-dessus de la tête en utilisant une puissance pulsée et des électrodes de petit diamètre, GMAW peut être utilisé avec certains alliages de cuivre.
• La dilatation thermique du cuivre et de ses alliages, ainsi que sa conductivité thermique plus élevée, entraînent des distorsions de soudure plus importantes que lors du soudage d'acier doux.
• Pour minimiser la distorsion et le gauchissement, les soudeurs doivent se concentrer sur les processus de préchauffage et les soudures par points corrects, ainsi que sur le respect des séquences de soudage appropriées.

Propriétés du cuivre et de ses alliages à connaître lors du soudage

Quel que soit le procédé de soudage utilisé pour assembler le cuivre et ses alliages, il est important de prêter attention aux propriétés qui rendent le soudage du cuivre différent du soudage des aciers au carbone.Par exemple, le cuivre et les alliages de cuivre, lorsqu'ils sont fondus, sont très fluides et ont :
• Haute conductivité thermique
• Haute conductivité électrique
• Un coefficient de dilatation thermique élevé d'environ 50 % supérieur à celui de l'acier au carbone
• Un point de fusion relativement bas
• Court-circuit à chaud qui rend certains alliages cassants à des températures élevées
• Résistance due en grande partie au travail à froid

Le point de fusion du cuivre et de ses alliages est extrêmement variable, mais il est inférieur d'au moins 1 000 degré F ou 538 degrés au point de fusion de l'acier au carbone. De plus, le cuivre ne présente pas le même type de couleurs de chaleur que celles que l'on voit lorsque l'acier est soudé, et lorsqu'il fond, sa fluidité est beaucoup plus grande.

La Copper Development Association (CDA) Inc., qui a mis en place un système de désignation des alliages largement utilisé dans toute l'Amérique du Nord, possède une énorme quantité deinformationssur le soudage du cuivre et des alliages de cuivre pour tous ceux qui souhaitent en savoir plus.