No existe una única temperatura de fusión para la "soldadura fuerte". El metal de aporte para soldadura fuerte es una familia de aleaciones, cada una con un rango de fusión único diseñado para aplicaciones específicas. Estas temperaturas generalmente comienzan por encima de los 450 °C (842 °F) y pueden superar los 1100 °C (2012 °F), dependiendo de la composición de la aleación.
El concepto más crítico a entender es que la soldadura fuerte implica dos materiales diferentes con dos puntos de fusión diferentes: el fundente y el metal de aporte. Para una unión exitosa, el fundente debe activarse y licuarse a una temperatura inferior al punto de fusión del metal de aporte.
Comprensión del proceso de soldadura fuerte
Para seleccionar la temperatura correcta, primero debe distinguir entre los materiales y el proceso en sí. El término "soldadura fuerte" a menudo se usa de manera imprecisa, lo que lleva a confusión.
La temperatura definitoria de la soldadura fuerte
La soldadura fuerte es un proceso de unión de metales donde un metal de aporte se calienta por encima de su punto de fusión y se distribuye entre dos o más piezas ajustadas por acción capilar. El estándar internacional que separa la soldadura fuerte de su prima de menor temperatura, la soldadura blanda, es una temperatura de proceso de 450 °C (842 °F).
Cualquier proceso que utilice un metal de aporte que se funda por debajo de este umbral se considera soldadura blanda.
Metal de aporte para soldadura fuerte: una aleación, no un metal puro
El material utilizado para crear la unión es un metal de aporte para soldadura fuerte. Estos rara vez son metales puros, sino que son aleaciones, una mezcla de dos o más elementos metálicos.
Por eso no hay una respuesta única a "¿a qué temperatura se funde la soldadura fuerte?". Una aleación de plata-cobre-zinc se fundirá a una temperatura muy diferente a la de una aleación de cobre-fósforo.
Solidus vs. Líquidus: El rango de fusión
Debido a que los metales de aporte son aleaciones, no se funden en un punto único y preciso. Se funden en un rango de temperatura.
- Solidus: La temperatura a la que la aleación comienza a fundirse.
- Líquidus: La temperatura a la que la aleación se vuelve completamente líquida.
La temperatura de trabajo para la soldadura fuerte suele ser ligeramente superior a la temperatura de liquidus para asegurar que la aleación sea lo suficientemente fluida como para fluir por acción capilar.
El papel crítico del fundente
La referencia a un rango de fusión de 565-572 °C (1049-1062 °F) es para un tipo común de fundente para soldadura fuerte, no para el metal de aporte en sí. Comprender el fundente es clave para comprender todo el proceso.
¿Qué es el fundente para soldadura fuerte?
El fundente es un compuesto químico que se aplica a la unión antes del calentamiento. Sus funciones principales son limpiar cualquier óxido de los metales base y del metal de aporte, y proteger la unión de la oxidación durante el calentamiento.
Sin una aplicación eficaz de fundente, el metal de aporte fundido no puede "mojar" o unirse a los metales base, lo que resulta en una unión fallida.
Por qué el fundente debe fundirse primero
El fundente debe estar líquido y químicamente activo antes de que el metal de aporte comience a fundirse. Esto le permite realizar su función de limpieza, preparando una superficie impecable para que fluya el metal de aporte fundido.
Si está utilizando un fundente que se funde alrededor de los 570 °C, el metal de aporte elegido debe fundirse a una temperatura más alta, típicamente por encima de los 620 °C (1145 °F).
Temperaturas comunes de las aleaciones de soldadura fuerte
Diferentes metales base y requisitos de aplicación exigen diferentes aleaciones de metal de aporte y sus temperaturas correspondientes.
Aleaciones a base de plata (soldadura de plata)
Estas son extremadamente comunes para unir metales diferentes como acero, cobre y latón. Sus rangos de fusión suelen estar entre 620 °C y 845 °C (1145 °F y 1550 °F). Un fundente activo alrededor de 570 °C es perfectamente adecuado para estas aleaciones.
Aleaciones a base de cobre
Se utilizan para soldar acero, níquel y aleaciones de cobre, a menudo en soldadura fuerte en horno. Estas tienen puntos de fusión mucho más altos, a menudo en el rango de 1000 °C a 1150 °C (1830 °F a 2100 °F). Requieren fundentes de alta temperatura.
Aleaciones de aluminio-silicio
Diseñadas específicamente para soldar aleaciones de aluminio. Estas tienen un rango de fusión muy bajo, a menudo de 570 °C a 600 °C (1060 °F a 1120 °F), que está justo por debajo del punto de fusión de los metales base de aluminio que se unen.
Comprensión de las ventajas y desventajas
Lograr una unión soldada fuerte requiere una estrategia precisa de gestión térmica. Los errores en el control de la temperatura son una causa principal de falla.
Desajuste entre el metal de aporte y el fundente
Este es el error más común. Si el metal de aporte se funde antes de que el fundente esté activo, la unión estará sucia y el enlace fallará. Si el rango activo del fundente está demasiado por debajo del punto de fusión del metal de aporte, el fundente puede quemarse y perder su eficacia antes de que el metal de aporte pueda fluir.
Sobrecalentamiento de la unión
Aplicar demasiado calor puede dañar los metales base al cambiar sus propiedades metalúrgicas (por ejemplo, recociéndolos o debilitándolos). También puede vaporizar o "quemar" el fundente, dejando la unión desprotegida de la oxidación en el momento crítico.
Calor insuficiente
Los metales base deben calentarse a la temperatura de trabajo del metal de aporte. Si solo se funde el metal de aporte (un error común con un soplete), no fluirá hacia la unión. El calor almacenado en los metales base circundantes es lo que permite una acción capilar adecuada.
Tomar la decisión correcta para su proyecto
Su objetivo determina la combinación correcta de metal de aporte, fundente y temperatura.
- Si su enfoque principal es la reparación o fabricación de uso general (acero, cobre, latón): Elija una aleación de soldadura fuerte a base de plata y un fundente a juego, apuntando a una temperatura de proceso entre 650 °C y 800 °C (1200 °F - 1475 °F).
- Si su enfoque principal es unir piezas de aluminio: Debe usar un metal de aporte especializado de aluminio-silicio y un fundente correspondiente de baja temperatura, trabajando en una ventana muy estrecha alrededor de 580 °C (1075 °F).
- Si su enfoque principal son las uniones de alta resistencia en acero en una atmósfera controlada: Considere un metal de aporte a base de cobre en una operación de soldadura fuerte en horno, con temperaturas de proceso que excedan los 1100 °C (2012 °F).
En última instancia, la soldadura fuerte exitosa depende de hacer coincidir el rango activo de su fundente con el rango de fusión de su metal de aporte.
Tabla resumen:
| Tipo de metal de aporte para soldadura fuerte | Rango de fusión típico (°C) | Rango de fusión típico (°F) | Aplicaciones comunes |
|---|---|---|---|
| Aleaciones a base de plata | 620 °C - 845 °C | 1145 °F - 1550 °F | Uniones de acero, cobre, latón |
| Aleaciones a base de cobre | 1000 °C - 1150 °C | 1830 °F - 2100 °F | Acero de alta resistencia, soldadura fuerte en horno |
| Aleaciones de aluminio-silicio | 570 °C - 600 °C | 1060 °F - 1120 °F | Unión de piezas de aluminio |
| Fundente para soldadura fuerte (Activación) | ~565 °C - 572 °C | ~1049 °F - 1062 °F | Debe fundirse antes que el metal de aporte |
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