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Jul 14, 2023

No sea descarado cuando se trata de técnicas de soldadura y soldadura fuerte

SEÑALES VISUALES: Cada metal base y aleación responde de manera un poco diferente, pero

SEÑALES VISUALES:Cada metal base y aleación responde un poco diferente, pero siempre usamos indicadores de algún tipo.

Las prácticas de soldadura fuerte y blanda son una de las muchas áreas en el campo HVACR donde lo que se practica comúnmente no es lo mejor y lo que se enseña no se aplica en todos los casos. Empecemos con lo básico.

Cuando la temperatura del líquido (liquidus) de la aleación (varilla o alambre) que está utilizando es de 840 °F o menos, el proceso se considera soldadura. La soldadura fuerte ocurre cuando la temperatura del líquido de la aleación está por encima de 840°.

A veces, nos referiremos a las varillas con cojinetes de plata como "soldadura de plata" incluso cuando la temperatura de liquidus sea superior a 840°. Este nombre inapropiado cae en la categoría de "a quién le importa" para la mayoría de nosotros en el campo, pero la mayoría de los fabricantes los etiquetan como una "aleación de soldadura fuerte" o "aleación de relleno" en lugar de soldadura porque la temperatura de liquidus está en el rango de soldadura fuerte de 840 ° o más. .

Al soldar o soldar tubos, tenemos algunas cosas que debemos lograr para hacer una conexión adecuada.

En primer lugar, al calentar la junta o el parche, no debemos sobrecalentar el metal base ni el fundente (cuando corresponda).

Necesitamos calentar toda la unión por encima de la temperatura de fusión de la aleación de soldadura fuerte para que la aleación penetre profundamente en la unión. Los errores comunes relacionados con el calentamiento incorrecto de la junta incluyen el calentamiento insuficiente, el sobrecalentamiento o tomar demasiado tiempo para completar una junta porque no se utilizan señales visuales para aplicar la aleación en el momento adecuado. Los resultados incluyen feas manchas de aleación o "juntas de tapa" si el calor se enfoca demasiado en el borde de la junta en lugar de empujar la aleación líquida hacia el fondo de la junta.

Cada metal base y aleación responde de manera un poco diferente, pero siempre usamos indicadores de algún tipo para saber cuándo aumentar o reducir el calor y cuándo aplicar la aleación según el trabajo que estamos haciendo.

Algunas cosas que necesita saber antes de hacer una conexión:

Si bien no tenemos espacio aquí para cubrir todas estas preguntas en detalle, el mejor lugar para comenzar son los datos técnicos de las aleaciones de soldadura fuerte que utiliza, así como una sólida comprensión de lo que está tratando de lograr.

La mayoría de las conexiones de HVACR implican una unión de macho a hembra en la tubería mediante un accesorio o estampado. El resultado adecuado en una conexión es calentar el material base hasta el punto en que la aleación fluya hacia la junta y una los materiales a lo largo de toda la junta.

EL SOSPECHOSO HABITUAL:La mayoría de las conexiones realizadas en HVACR implican una unión de macho a hembra en la tubería mediante un accesorio o estampado.

NO HAY FLUJO DE:En algunas situaciones, necesitamos parchear una fuga en la superficie de la tubería o un serpentín de microcanal sin que "fluya" hacia la tubería.

Se debe realizar una reparación cortando una parte dañada de la tubería, usando una herramienta de estampación o acoplamientos para insertar una nueva pieza de tubería siempre que sea práctico, y luego usando técnicas de conexión típicas. En algunas situaciones, necesitamos parchear una fuga en la superficie de la tubería o en un serpentín de microcanal. En estas circunstancias, queremos unir la aleación a la superficie del metal base sin que "fluya" hacia la tubería.

Hacer fluir una aleación en la tubería puede bloquear la tubería. Este tipo de reparación no debe intentarse en áreas de alta tensión como las líneas de descarga del compresor, pero he realizado cientos de reparaciones de parche exitosas en mi carrera en bobinas y curvas en U, especialmente en el caso de fugas por frotamiento.

Hacer este tipo de reparación de parches requiere un delicado control del calor para mantener la aleación en la viscosidad (grosor) ideal para unir el área comprometida sin caer o tirar del espacio.

La mayoría de los metales con los que trabajamos responderán al calor de la misma manera con un cambio de color, como se muestra en la Figura 1. En particular, el aluminio no mostrará ningún cambio de color antes de que llegue a su punto de fusión, lo que hace que sea especialmente difícil soldar sin usar un flujo que actúa como indicador. Debe conocer la temperatura de trabajo de la aleación que está utilizando, así como la temperatura de fusión del metal base; solo aplique la aleación después de calentar el metal base a una temperatura dentro de ese rango.

Figura 1:Este gráfico muestra cómo la mayoría de los metales responden al calor con un cambio de color.

Es importante elegir una antorcha y una boquilla adecuadas. Por lo general, seleccionará el tipo de soplete según la temperatura de la aleación que se utilice y la punta según el tamaño del trabajo.

Por ejemplo:

COMPARAR Y CONTRASTAR:Tenga en cuenta las diferencias entre las llamas de acetileno y oxiacetileno.

Tenga en cuenta que estas temperaturas no son la temperatura de la llama, sino la temperatura en la que normalmente se puede confiar en la llama para calentar el material base en un período de tiempo razonable.

Seleccione los tamaños de las puntas, los tamaños de los equipos y las relaciones de presión del combustible (cuando corresponda) según las especificaciones del fabricante para la antorcha y el diámetro de la tubería que está uniendo o parchando.

El fundente para soldadura blanda, fuerte y blanda es un polvo, una pasta o un líquido que se agrega al material base que se une. Se introduce ya sea por aplicación directa o como parte de la varilla o alambre que se está aplicando.

Flux puede hacer algunas cosas diferentes para mejorar la unión, pero su objetivo principal es unirse con óxidos metálicos y mantenerlos fuera del área de trabajo.

Los óxidos son compuestos que resultan de un material (en este caso metal) que reacciona con el oxígeno para crear una nueva sustancia. Algunos óxidos comunes son el óxido en el acero o el hierro y la escala negra que aparece en el cobre cuando se calienta por encima de los 500°. Esto se llama "óxido cúprico" y le gusta bloquear pantallas y válvulas.

Al soldar, soldar y soldar, a menudo calentamos los metales base lo suficiente como para que se descompongan fácilmente y comiencen a unirse con el oxígeno para formar estos óxidos desagradables. Por esta razón, siempre debe hacer fluir nitrógeno en las líneas cuando caliente cobre por encima de 500°. El nitrógeno desplaza al oxígeno, evitando la acumulación de esa escala negra.

La capa de óxidos que se forma en el exterior de una junta puede reducir la fuerza de unión entre la aleación y el metal base; incluso puede prevenir completamente la unión.

El propósito más común del fundente es mantener esos óxidos fuera del camino para que se pueda hacer la unión. El fundente no reemplaza la limpieza y el control del calor adecuados, pero en muchos casos es una necesidad para lidiar con los óxidos.

Otro beneficio de los fundentes especiales es que pueden servir como indicador de la temperatura de soldadura fuerte adecuada. Generalmente, los fundentes se volverán de un color específico o se aplanarán y suavizarán cuando se alcance la temperatura adecuada. Cada fundente es un poco diferente, pero todos proporcionan un indicador importante y son especialmente útiles en aplicaciones de temperatura crítica y baja temperatura.

No siempre se requiere fundente. En la soldadura fuerte sil/phos, el fósforo actúa como agente fundente. Las aleaciones que contienen fósforo, sin embargo, solo funcionan con algunos metales base. Son incompatibles con el acero.

Los fundentes deben usarse de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Algunos emiten vapores tóxicos y requieren protección respiratoria y, en la mayoría de los casos, el fundente residual debe limpiarse después de realizar la unión.

Una buena aleación de conexión HVACR debe formar una unión extremadamente fuerte con el material base que pueda soportar las presiones, temperaturas, ciclos térmicos (cambios de temperatura) y vibraciones más altos posibles para la aplicación. Al elegir una aleación y una técnica, es importante tener en cuenta los peores escenarios, como ciclos cortos o fallas en el motor del ventilador del condensador, y no solo las condiciones de funcionamiento típicas.

Si bien se deben hacer referencia a las especificaciones del fabricante, también es una buena idea obtener opiniones de profesionales cuyo trabajo ha resistido la prueba del tiempo al seleccionar una aleación.

Las conexiones de cobre a cobre no requieren fundente cuando se utilizan varillas que contienen fósforo. Por lo tanto, son comunes las varillas que usan una pequeña cantidad de plata, con el resto de la varilla hecho de cobre y fósforo.

Algunas de estas aleaciones para soldadura fuerte no contienen plata en absoluto, pero tenga en cuenta que un mayor contenido de plata puede dar como resultado una unión más duradera y un mejor flujo en la unión.

La mayoría de estas aleaciones de fósforo/cobre tienen una temperatura de trabajo de alrededor de 1200°, y el cobre tiene una temperatura de fusión de alrededor de 1950°. Estas varillas deben aplicarse a la junta o reparación después de calentar el metal base de cobre al rango de color "cereza", que corresponde a una temperatura de 1175° a 1275°.

El latón es una aleación de metal que se compone de una mezcla de cobre y zinc y tiene un punto de fusión más bajo que el cobre. Sin embargo, debido a que el latón es ideal para fundición, muchas válvulas y otros componentes de refrigeración están hechos de latón. Es preferible usar una aleación con alto contenido de plata con un fundente externo o una varilla recubierta de fundente como la varilla Solderweld 56%, que es lo que normalmente usamos.

Aplique calor a ambos lados de la unión hasta que vea el color adecuado principalmente en el cobre y, en menor medida, también en el latón. El fundente también actuará como un indicador porque se volverá completamente transparente y plano, dando a ambos metales base un aspecto "mojado" a unos 1100° (para los fundentes más apropiados). Tanto el cambio de color como el fundente transparente pueden actuar como indicadores de que se ha alcanzado la temperatura correcta para una unión de cobre con latón.

Trabajar con cobre o latón sobre acero requerirá una aleación de soldadura fuerte sin fósforo ni fundente. El acero cambia de color de la misma manera que el cobre, pero tiene menos conductividad térmica, lo que significa que el calor que aplica tiende a concentrarse en ese punto en lugar de ser conducido a un área más grande como lo hace con el cobre. El acero no se derrite hasta que alcanza los 2500°, pero el rango de trabajo del fundente es generalmente de 1100° a 1600° (dependiendo de la marca/tipo), por lo que el fundente puede sobrecalentarse fácilmente cuando se trabaja con acero. Además, no es difícil toparse con la temperatura de fusión del cobre de 1950° si no se tiene cuidado.

Cuando se trabaja con cobre o latón sobre acero, los indicadores de temperatura de soldadura fuerte que se deben usar incluyen un color de metal en ese rango "cereza" y un fundente transparente (sin burbujas) silencioso.

El aluminio no presenta ninguna indicación visible de cuándo se va a derretir, lo que hace que sea más complicado trabajar con él. También se derrite a una temperatura relativamente baja de 1220°, lo que significa que si está uniendo aluminio a otros metales, el aluminio corre el riesgo de derretirse tan pronto como aparezca un enrojecimiento en los otros metales. Al soldar aluminio con aluminio, parchear aluminio o trabajar con aluminio con otros metales, debe confiar mucho en el fundente de aluminio para indicar cuándo es el momento de aplicar la aleación. Para trabajos de aluminio a aluminio, use una varilla de reparación de aluminio específica para la aplicación como Alloy Sol de Solderweld. Alloy Sol es ideal porque puede aplicar todo el fundente que necesite, y le da una excelente indicación de cuándo comenzar a aplicar la varilla cuando el fundente se aclara alrededor de los 600°.

La limpieza de las juntas de aluminio es generalmente crítica para una unión duradera y se realiza mejor en dos pasos. Primero, limpie con un desengrasante solvente (acetona, metil etel cetona, diluyente de laca y tolueno son buenas opciones) y un paño sin pelusa. A continuación, cepille los óxidos presentes con un cepillo de cerdas suaves, limpio y específico (prefiero uno de cerdas inoxidables). El área también debe mantenerse seca, ya que el aluminio se oxidará rápidamente en presencia de agua.

A veces, este proceso de limpieza puede no ser práctico, y he tenido suerte al obtener una unión usando Alloy Sol incluso en aluminio sucio, pero consulte las instrucciones de instalación del producto en particular que esté usando.

Para las uniones de aluminio con cobre, debe usar aleaciones diseñadas específicamente para el propósito o soldadura de baja temperatura clasificada para aluminio y cobre. Mi preferencia es la soldadura fuerte Al-Cop porque tiene un fundente integrado en un canal en la varilla. La varilla se puede sujetar a la junta y el fundente se derretirá y saldrá de la varilla cuando se alcance la temperatura adecuada.

Al realizar una reparación o unión en cualquier material, buscamos indicaciones visuales para evitar el sobrecalentamiento y el daño del material base, la quema de fundente o el calentamiento insuficiente y la acumulación de aleación parcialmente derretida en la unión.

Para resumir:

Fecha de publicación: 24/12/2018

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Bryan Orr es vicepresidente de Kalos Services Inc. y fundador de HVAC School.