Cuivre et alliages de cuivre
Cuivre pur, laiton, bronze et cuivre- : une conductivité thermique élevée exige beaucoup d'énergie
AI generated Le cuivre convainc par sa conductivité électrique et thermique ainsi que par sa résistance à la corrosion. Sa conductivité thermique élevée est cependant à la fois une malédiction et une bénédiction lors du : il faut beaucoup d'énergie et un préchauffage. Le choix de la bonne nuance de cuivre et du adapté est important.
Le cuivre est le conducteur par excellence – électriquement et thermiquement. Aucun autre métal courant ne conduit aussi bien la chaleur, et c'est précisément ce qui en fait un véritable défi lors du : la chaleur de l' s'échappe immédiatement dans la masse froide de la pièce avant de pouvoir faire fondre correctement le point de soudure. C'est pourquoi, lors du soudage du cuivre, il faut beaucoup d'énergie et, pour les sections épaisses, un énergique.
D'abord les nuances. Le (Cu-OF) et le cuivre désoxydé (Cu-DHP) sont les cuivres purs courants pour les tubes et les échangeurs de chaleur. Important : le cuivre contenant de l'oxygène (Cu-ETP) ne doit pas être soudé sans précautions – l'oxygène se combine avec l'hydrogène de la flamme pour former de la vapeur d'eau qui crée des bulles dans le métal. On appelle cela la maladie de l'hydrogène. Pour les constructions soudées, utilise donc toujours du cuivre exempt d'oxygène ou désoxydé.
Ensuite les alliages. Le (cuivre-zinc) est le classique pour les robinetteries et les ferrures – mais le zinc s'évapore à la température de soudage. La vapeur de zinc qui s'échappe est non seulement toxique (), mais elle laisse aussi des dans la soudure. Les sont les matériaux pour les tuyaux d'eau de mer et les échangeurs de chaleur dans la marine. Chaque famille exige son propre .
Pour les bronzes, il faut d'abord distinguer le (bronze rouge) du (bronze jaune) – on les reconnaît déjà à la couleur. Le bronze d'étain (, ) est rougeâtre et a un reflet cuivré. Le bronze d'aluminium () est quant à lui jaune doré et ressemble à s'y méprendre au – c'est pourquoi on le confond souvent dans la vie courante. Tous deux ne contiennent pas de béryllium et sont sans danger pour la santé lors de l'usinage. Tout autre est le (, ) : environ 2 % de le rendent aussi dur que l'acier tout en restant conducteur électrique – idéal pour les ressorts, les contacts à fiches et les outils antietincelles. Mais c'est précisément cet alliage qui est une substance dangereuse, plus de détails ci-dessous.
Gestion de la chaleur pour le bronze – court et intense : le bronze supporte moins la chaleur qu'on ne le pense. L'astuce décisive est une énergie élevée combinée à un temps d'application court. Tu veux faire fondre rapidement l'endroit et continuer immédiatement, plutôt que de maintenir longtemps. Celui qui « mijote » avec trop peu de puissance détruit les propriétés du bronze : les éléments d'alliage brûlent et la structure en souffre. Donc : assez de courant, peu de temps, travailler rapidement.
⚠️ Béryllium : substance dangereuse ! Le béryllium et ses composés sont toxiques et cancérigènes. Lors du meulage, du ou du polissage du cuivre au béryllium, il se forme des poussières et des fumées contenant du béryllium qui endommagent durablement les poumons – la est une maladie professionnelle reconnue (n° BK 1110). C'est pourquoi : ne jamais meuler à sec des pièces contenant du béryllium et ne jamais souder sans aspiration. Travaille uniquement avec aspiration, protection respiratoire adaptée et liaison humide des poussières. Ne pas soulever la poussière avec de l'air comprimé, mais la ramasser humide ou l'aspirer avec un aspirateur industriel de classe H. Les mesures de protection obligatoires figurent dans l'ordonnance sur les substances dangereuses (GefStoffV) et la TRGS 900 – en cas de doute, demande au spécialiste de la sécurité au travail.
Lors du , trois pièges typiques guettent. Premièrement, la conductivité thermique élevée : sans , on n'obtient pas une bonne pénétration sur du cuivre épais, la soudure ne fait que « coller » en surface. Deuxièmement, la porosité : le cuivre dissout l'hydrogène à l'état liquide, et lors de la solidification, des porosités se forment – des surfaces propres et dégraissées et des secs sont obligatoires. Troisièmement, la tendance à la de certains alliages, que l'on maîtrise par le choix du métal d'apport.
Le cuivre se soude généralement au (courant continu, électrode au pôle négatif), pour les pièces épaisses aussi au MIG ou à l'électrode enrobée. Comme , on utilise de l'argon ou un mélange argon-hélium – l'hélium apporte en plus de la chaleur dans le bain de fusion, exactement ce que la conductivité thermique élevée t'enlève par ailleurs.