No seas Descarado Cuando se trata de Técnicas de Soldadura Fuerte

Las prácticas de soldadura fuerte y soldadura son una de las muchas áreas en el campo de 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.

SOLDADURA VERSUS SOLDADURA FUERTE

Cuando la temperatura del líquido (líquido) de la aleación (varilla o alambre) que está utilizando es de 840°F o inferior, el proceso se considera soldadura. La soldadura fuerte se produce cuando la temperatura del líquido de la aleación es superior a 840°.

A veces, nos referiremos a las varillas de rodamiento de plata como «soldadura de plata» incluso cuando la temperatura de liquidus esté por encima de los 840°. Este nombre inapropiado cae en la categoría » a quién le importa «para la mayoría de nosotros en el campo, pero la mayoría de los fabricantes los etiquetan como» 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°más.

TÉCNICA

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

En primer lugar, al calentar la junta o el parche, no debemos sobrecalentar el metal base o 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 que implican un calentamiento incorrecto de la junta incluyen el calentamiento insuficiente, el sobrecalentamiento o el tomar demasiado tiempo para completar una junta porque no se utilizan señales visuales para aplicar la aleación en el momento adecuado. Los resultados incluyen manchas feas de aleación o «juntas de tapa» si el calor se enfoca demasiado en el borde de la junta en lugar de tirar de la aleación líquida profundamente en la junta.

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

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

REPARACIÓN (PARCHEO) FRENTE A CONEXIÓN

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

Una reparación debe hacerse cortando una parte dañada de la tubería, utilizando una herramienta de estampación o acoplamientos para insertar una nueva pieza de tubería siempre que sea práctico, y luego utilizando técnicas de conexión típicas. En algunas situaciones, necesitamos parchear una fuga en la superficie de un tubo o una bobina de microcanal. En estas circunstancias, queremos unir la aleación a la superficie del metal base sin que «fluya» hacia el tubo.

El flujo de una aleación en el tubo puede bloquear el tubo. Este tipo de reparación no debe intentarse en áreas de alto estrés, como las líneas de descarga de compresores, pero he realizado cientos de reparaciones de parches exitosas en mi carrera en bobinas y curvas en u, especialmente en el caso de fugas por frotación.

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

TEMPERATURA DEL METAL BASE

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 o soldar sin usar un fundente que actúe como indicador. Necesita 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.

Elegir una antorcha y una punta adecuadas es importante. En general, seleccionará el tipo de antorcha en función de la temperatura de la aleación utilizada y la punta en función del tamaño del trabajo.

Por ejemplo:

• Las antorchas de oxígeno/acetileno son las mejores para trabajar por encima del rango de 600° a más de 2,500° (la temperatura de fusión del acero).
• Las antorchas de aire/acetileno son efectivas de 350° a 1,300° en la práctica general, lo que las hace prácticas para la mayoría de las aplicaciones de soldadura y soldadura fuerte HVACR.
• Mapp Gas o propano es generalmente práctico para trabajar a menos de 700°, lo que lo convierte en una buena opción para soldar a baja temperatura, pero generalmente no es práctico para soldar.

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

Seleccione tamaños de punta, tamaños de plataforma y relaciones de presión de combustible (cuando corresponda) en función de las especificaciones del fabricante para la antorcha y el diámetro de la tubería que está uniendo o parcheando.

¿QUÉ ES FLUX?

El fundente para soldar, soldar y soldar es un polvo, pasta o líquido que se agrega al material base que se va a unir. Se introduce por aplicación directa o como parte de la varilla o el alambre que se aplica.

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

¿QUÉ SON LOS ÓXIDOS?

Los óxidos son compuestos que resultan de un material (en este caso metal) que reacciona con oxígeno para crear una nueva sustancia. Algunos óxidos comunes son el óxido en el acero o el hierro y la escama negra que aparece en el cobre cuando lo calientas por encima de aproximadamente 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 desagradables óxidos. Por esta razón, siempre debe hacer fluir nitrógeno en las líneas al calentar cobre por encima de 500°. El nitrógeno desplaza el oxígeno, evitando la acumulación de esa escala negra.

La capa de óxidos que se forma en el exterior de una junta puede reducir la resistencia de la unión entre la aleación y el metal base; incluso puede evitar por completo la unión.

El propósito más común de flux es mantener esos óxidos fuera del camino para que se pueda hacer el enlace. El fundente no es un reemplazo para la limpieza adecuada y el control del calor, pero en muchos casos, es una necesidad para lidiar con los óxidos.

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

El flujo no siempre es necesario. En la soldadura fuerte sil / phos, el fósforo actúa como agente fundente. Sin embargo, las aleaciones que contienen fósforo solo funcionan con algunos metales básicos. Son incompatibles con el acero.Los fundentes

deben utilizarse de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Algunos emiten vapores tóxicos y requieren protección respiratoria, y en la mayoría de los casos, el flujo residual debe limpiarse después de que se realice la unión.

SELECCIÓN DE UNA ALEACIÓN

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

Mientras que las especificaciones del fabricante deben ser referenciadas, también es una buena idea obtener opiniones de profesionales cuyo trabajo ha resistido la prueba del tiempo al seleccionar una aleación.

COBRE A COBRE

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

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

La mayoría de estas aleaciones de phos/cobre tienen una temperatura de trabajo de alrededor de 1,200°, y el cobre tiene una temperatura de fusión de alrededor de 1,950°. Estas varillas se deben aplicar a la junta o reparar después de que el metal base de cobre se caliente a la gama de colores «cereza», que corresponde a una temperatura de 1,175° a 1,275°.

COBRE A LATÓN

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 la fundición, muchas válvulas y otros componentes de refrigeración están hechos de latón. Es preferible usar una aleación de alto contenido de plata con un fundente externo o una varilla recubierta de fundente como la varilla Solderweld 56%, que es lo que solemos usar.

Aplique calor a ambos lados de la junta hasta que vea el color adecuado principalmente en el cobre y, en menor medida, también en el latón. El fundente también actuará como indicador porque se volverá completamente transparente y plano, dando a ambos metales base un aspecto «húmedo» de aproximadamente 1,100° (para los fundentes más apropiados). Tanto el cambio de color como el flujo transparente pueden actuar como indicadores de que se ha alcanzado la temperatura correcta para una junta de cobre a latón.

COBRE O LATÓN A ACERO

Trabajar con cobre o latón a 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 lugar en lugar de conducirse a un área más grande como lo hace con el cobre. El acero no se derrite hasta que alcanza los 2.500°, pero el rango de trabajo para el flujo es generalmente de 1.100° a 1.600° (dependiendo de la marca/tipo), por lo que el flujo puede sobrecalentarse fácilmente cuando se trabaja con acero. Además, no es difícil toparse con la temperatura de fusión del cobre de 1,950° si no tiene cuidado.

Cuando se trabaja con cobre o latón a acero, los indicadores de temperatura de soldadura fuerte a utilizar incluyen un color metálico en ese rango «cereza» y un flujo silencioso (sin burbujas) y claro.

ALUMINIO

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 funde a una temperatura relativamente baja de 1,220°, lo que significa que si está uniendo aluminio a otros metales, el aluminio corre el riesgo de derretirse tan pronto como aparezca algún enrojecimiento en los otros metales. Al soldar aluminio a aluminio, parchear aluminio o trabajar con aluminio a otros metales, debe confiar en gran medida 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 Sol de aleación de Solderweld. Alloy Sol es ideal porque puede aplicar todo el flujo que necesite, y le da una gran indicación de cuándo comenzar a aplicar la varilla cuando el flujo se libera a alrededor de 600°.

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

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

Para las juntas de aluminio a cobre, debe usar aleaciones diseñadas específicamente para el propósito o la soldadura de baja temperatura que está clasificada para aluminio y cobre. Mi preferencia es la soldadura de Al-Cop porque tiene un flujo incorporado en un canal en la varilla. La varilla se puede sujetar a la junta, y el flujo se fundirá y se agotará cuando se alcance la temperatura adecuada.

CONCLUSIÓN

Al hacer una reparación o unión en cualquier material, buscamos señales visuales para evitar el sobrecalentamiento y el daño del material base, el fundente ardiente o el recalentamiento y el deslizamiento de aleación parcialmente fundida en la unión.

Para resumir:

1. Limpie el tubo antes de cortar cuando sea posible. Un paño de arena o una rueda de alambre en un taladro funcionan bien.
2. Corte el cuadrado del tubo con un cortador de tamaño adecuado con un disco de corte afilado.
3. Desbarbe el tubo, asegurándose de que no caigan virutas en el tubo.
4. Ajuste el tubo con holguras adecuadas. Por lo general, esto significa un ajuste muy ajustado sin grandes huecos.
5. Elija la aleación correcta para el trabajo en cuestión.
6. Seleccione el tipo de antorcha y la punta adecuados para la aleación y el metal base, así como el tamaño de la obra.
7. Purgue con nitrógeno, luego fluya nitrógeno mientras se suelda como práctica estándar, especialmente si es posible que la temperatura de su metal base supere los 500° durante el proceso.
8. Proteja el área de trabajo y los componentes del sistema de quemaduras o sobrecalentamiento.
9. Utilice la técnica adecuada.
10. Inspeccione visualmente el trabajo en busca de huecos o imperfecciones.
11. Deje que la aleación se enfríe lentamente hasta que se «cuaje» antes de aplicar trapos húmedos o limpiar.
12. Elimine cualquier incrustación o flujo, presurice el sistema con nitrógeno a un nivel seguro y aplique burbujas de jabón a cada conexión o parche para comprobar si hay fugas.