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5 consejos rápidos para soldar correctamente las piezas

La soldadura fuerte de aluminio en vacío ofrece muchas ventajas sobre otros procesos de unión de metales (resistencia, control más estricto, pureza de las uniones, etc.), pero también es necesario conocer los detalles para soldar correctamente las piezas.

Ipsen Vacuum Aluminum Brazing Furnace

1. Asegúrese de que sus piezas están limpias

En primer lugar, debe asegurarse de que sus piezas están limpias y libres de aceites de estampación y corte. Normalmente, esto se consigue mediante una limpieza química o mecánica. Aunque, en el caso de la limpieza mecánica, hay que asegurarse de que se mantiene la rugosidad adecuada de la superficie, lo que ayuda a garantizar una soldadura fuerte y sólida. Después, todo es cuestión de tiempo y temperatura.

2. Conozca su ciclo de proceso

Un ciclo típico de soldadura fuerte de aluminio en vacío es relativamente corto debido a las rápidas características de bombeo y calentamiento del horno de vacío, así como a la alta conductividad térmica de las piezas de aluminio que se sueldan.

Ciclo típico del proceso de soldadura fuerte:

Vacuum Aluminum Brazing Cycle

3. Garantizar un tiempo de bombeo rápido

La capacidad de bombeo de vacío debe dimensionarse adecuadamente para minimizar el tiempo de bombeo de una nueva carga a un nivel de vacío profundo. Esto ayuda a iniciar el ciclo de calentamiento y a crear un rendimiento adecuado, lo que garantiza que se mantenga el ritmo de la importante desgasificación que tiene lugar durante el ciclo de calentamiento debido a la vaporización del magnesio. El nivel de vacío profundo es un parámetro crítico del proceso porque garantiza un entorno puro para la soldadura fuerte.

Cambios en los niveles de pureza en relación con diversos niveles de vacío:

Ppresión en mbarTotal
Vol.-%
O2
Vol.-%
N2
Vol.-%
O2
ppm
N2
ppm
10131002079200*103790*103
10.10.0260.12641040
10-10.010.00260.0126.4104
10-20.0010.000260.0012.6410.4
10-30.00010.0000260.00010.2641.04
10-40.000010.00000260.000010.0260.1

4. Utilizar magnesio

Es necesario utilizar magnesio como aditivo del metal de aportación y/o del metal base de las piezas por las siguientes razones:

  • El magnesio comienza a vaporizarse a unos 570 °C (1.058 °F) y actúa como "captador" de oxígeno y vapor de agua, mejorando así la pureza del vacío de soldadura.
  • El magnesio reduce el óxido de alúmina que existe en la superficie del aluminio para favorecer una humectación uniformemente acelerada de las superficies de las juntas.

Durante el proceso de soldadura al vacío se producen las siguientes reacciones:

Mg + H2O → MgO +H2

Mg + O2 → 2 MgO

3Mg + Al2O3 → 3MgO + 2Al

Mg + N2 → Mg3N2

La vaporización del magnesio en un entorno de vacío, también conocida como "mag burst", produce una fuerte desgasificación durante un breve periodo de tiempo. Sin embargo, cuanto menor sea la velocidad de calentamiento, menor será la velocidad de vaporización del magnesio. Debido a esta carga de gas, las bombas de vacío deben tener el tamaño adecuado para mantener un buen vacío de trabajo (10-4 a 10-5 Torr).

5. Mantener la uniformidad de la temperatura

Además del nivel de vacío profundo, también se requiere un control y uniformidad precisos de la temperatura para lograr una soldadura fuerte satisfactoria. Una uniformidad de temperatura aceptable durante un ciclo de soldadura es de ±5 °F (3 °C) del punto de ajuste. La soldadura fuerte del aluminio tiene un margen muy estrecho de temperaturas de soldadura aceptables porque el metal de aportación tiene que licuarse antes de que el metal base alcance su temperatura de solidificación. Esta diferencia de temperatura puede ser tan pequeña como ±10-18 °F (6-10 °C).

Por lo tanto, es necesario utilizar un paso de calentamiento a una temperatura de inmersión justo por debajo del punto de solidificación del metal de aportación para garantizar que todas las piezas y juntas que se van a soldar alcancen la temperatura correcta aproximadamente al mismo tiempo. En ese momento, debe iniciarse la rampa hasta alcanzar la temperatura de soldadura fuerte, de modo que el metal de aportación comience a fundirse y se produzca la humectación capilar de las juntas de soldadura fuerte.

El tiempo a temperatura de soldadura fuerte debe mantenerse al mínimo, ya que el metal de aportación fundido se vaporiza en el vacío profundo e intenta humedecer las juntas de soldadura fuerte. Una pérdida excesiva de metal de aportación por vaporización provoca una humectación deficiente de la unión y la consiguiente pérdida de resistencia y capacidad de sellado de la unión.

Una vez finalizada la duración de la inmersión en temperatura de soldadura fuerte, le sigue un ciclo inmediato de enfriamiento en vacío, que solidifica el metal de aportación en las juntas de soldadura fuerte y detiene la vaporización del material.