SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

INSTRUCTOR :EDILBERTO CHACON M.ESPECIALIDAD :CONSTRUCCIONES METALICASSEMESTRE :IIIALUMNO :EDIZON TINTA HIGUERACUSCO PERU

2013PRESENTACIONLa finalidad de este trabajo es el aprender cmo se trabaja el cobre y sus distintas aplicaciones en el mundo que nos rodea.

Como es que este a travs de distintos procesos como las aleaciones, adquiere distintas propiedades que los hacen adecuado para distintas operaciones ya sean electrnicas, estticas o piezas que van ha estar en contacto con el agua de mar.

Y a travs de una visita que se realiz, profundizar sobre el tratamiento trmico que se le da al cobre al llevarlo a temperaturas mayores a los 1000 C.

INTRODUCCIONEn el presente trabajo nos aproximaremos desde un punto de vista tcnico, a las propiedades del cobre que ellas representan. Adems se tratara lo que es el cobre puro y lo que son el cobre en aleaciones. Veremos cmo el cobre puro tiene propiedades de un metal noble y cmo bien trabajado puede resultar de una calidad y belleza impactantes.

En lo que respecta a las aleaciones se podr comprobar cmo a travs de estas, el cobre est presente en infinitas formas en el mundo circundante, en variados artculos que se emplean diariamente, en variadas actividades que facilitan la vida del hombre. Estas aleaciones se describen en el presente trabajo, enfatizando dos aspectos: las caractersticas fundamentales del cobre y otras composiciones, y las aplicaciones ms conocidas del mismo.

En lo corresponde a las propiedades de soldabilidad, se explica que el cobre se solda bien, siempre que sea con plata o estao, y en cuanto a las propiedades estticas del cobre, se hace hincapi en que stas se relacionan con el color y la textura que lo hacen muy apreciable para los proyectos de arquitectura y decoracin.

INDICE1DESARROLLO:

1PROPIEDADES DE SOLDABILIDAD DEL COBRE

1EL COBRE Y SUS ALEACIONES

3SOLDADURA DEL COBRE Y SUS ALEACIONES

6SOLDADURA BLANDA (SOLDERING):

7LA SOLDADURA DEL TUBO DE COBRE

7CONCEPTO DE CAPILARIDAD

10PROPIEDADES PRINCIPALES DEL COBRE PURO

10PROPIEDADES FISICAS DEL COBRE

11PROPIEDADES QUIMICAS DEL COBRE

11PROPIEDADES BIOLOGICAS DEL COBRE

11PROPIEDADES MECANICAS DEL COBRE

12PROPIEDADES ESTETICAS DEL COBRE

13COBRES DEBILMENTE ALEADOS

14LOS LATONES

14LATONES BINARIOS COBRE-ZINC

15LATONES CON PLOMO

16LATONES ESPECIALES

18CONCLUSIONES

19BIBLIOGRAFIA

20ANEXOS

DESARROLLO:

PROPIEDADES DE SOLDABILIDAD DEL COBRE El cobre tiene buenas propiedades de soldabilidad. En otras palabras, se solda bien, como es fcil de verificar en muchas soldaduras.

Pero la soldadura del cobre debe hacerse con ciertos elementos y no con otros, el cobre resulta muy bien soldado con plata y estao, pero no con otros metales.

EL COBRE Y SUS ALEACIONES El cobre fue conocido por primera vez por los romanos; denominndolo metal de Chipre; el cual deriva su nombre. De smbolo Cu, es uno de los metales de mayor uso. El cobre al estado natural ocupa el lugar 25 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales, tales como el oro, la plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeas partculas en rocas, aunque se han hallado masas compactas de hasta 420 toneladas.Se encuentran clasificadas las propiedades del cobre:Propiedades fsicas: Elemento metlico de color rojo pardo, brillante, maleable y dctil. Ms pesado que el nquel y ms duro que el oro y la plata.Propiedades qumicas: su smbolo qumica es el Cu; su punto de fusin es de 1083 grados centgrados, mientras que su punto de ebullicin es de unos 2567 grados centgrados; y tiene una densidad de 8,9 gramos / centmetros cbicos. Su masa atmica es de 63,546Propiedades mecnicas: posee buenas propiedades elctricas, lo que lo hace de suma importancia para la industria elctrica. El cobre es muy dctil, posee gran resistencia a la accin atmosfrica. Su ductibilidad es sobrepasada nicamente por la plata y el oro.El cobre colado tiene una resistencia a la traccin de 1680 kg/ centmetro cuadrados y una dureza de 35 Brinell, el cobre puede ser ms duro trabajndolo en fri, en este estado tiene una resistencia a la traccin de 4900 kg/ centmetro cuadrados y una dureza de 100 Brinell.El cobre es extremadamente tenaz, teniendo una notable resistencia a la rotura para cargas de choque repentinas. El hecho de que su lmite elstico sea solamente un 50% de su coeficiente de rotura, puede tomarse como ndice de su habilidad para deformarse sin romperse, cuando se carga por encima de su lmite elstico.El cobre tiene una elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosin, as como su maleabilidad, ductilidad.La resistencia a la traccin de un alambre de cobre estirado es de unos 4200 kg/ centmetros cuadrados. Presenta un alto grado de acritud (se vuelve quebradizo si es sometido a martilleo).Propiedades tecnolgicas: el cobre se puede galvanizar fcilmente como tal o como base para otros metales.El cobre en bruto se tritura, se lava y se prepara en barras. Los xidos y carbonatos se reducen con carbono.

SOLDADURA DEL COBRE Y SUS ALEACIONES El cobre y sus aleaciones se pueden soldar tanto por: procesos de soldadura por fusin, procesos de soldadura en estado slido, soldadura fuerte (brazing) y blanda (soldering).

Procesos de soldadura por fusin: Estos procesos de soldadura son los ms verstiles, aunque dadas las caractersticas de alta conductividad trmica y alto coeficiente de dilatacin del cobre y sus aleaciones, son tambin los que ms problemas presentan. Por ello, a menudo es necesario precalentar las piezas a soldar. Dentro de este grupo de procesos, los que ms se utilizan son el TIG y el MIG.

Soldadura fuerte (brazing): Este proceso presenta la ventaja, frente a los procesos de soldadura por fusin, de reducir las deformaciones. En el caso de los cobres que contienen oxgeno, evita la formacin del eutctico Cu-Cu2O. En algunas de las aleaciones debe tenerse en cuenta las siguientes precauciones:

1. Soldadura fuerte de cobres: en cobres que contengan oxgeno residual debe tenerse especial cuidado con el hidrgeno presente en la atmsfera. Ello es debido a que se formara vapor de agua en el interior de la soldadura, causando fragilidad.

2. Soldadura fuerte de latones: deben evitarse atmsferas con contenidos amoniacales para evitar la corrosin bajo tensin.

3. Soldadura fuerte de bronces: en estos materiales es conveniente realizar un tratamiento previo de eliminacin de tensiones, usar fijaciones que permitan un estado libre de tensiones, y ciclos de calentamiento lentos.

4. Soldadura fuerte de cupro-aluminios: en este tipo de aleaciones es necesario utilizar un decapante adecuado que disuelva su capa superficial de xido y permita, de esta forma, el flujo del metal de aportacin.

5. Soldadura fuerte de cupro-silicios: en el caso de que estn tensionados, es conveniente realizar un revenido a unos 250 C antes de su unin.

6. Soldadura fuerte de cupro-nqueles: es conveniente utilizar metales de aportacin de bajo punto de fusin y que adems no contengan fsforo. Con ello disminuye la susceptibilidad al agrietamiento y a la formacin de fosfuros de nquel, que fragilizan la unin. Soldadura blanda (soldering):

1. Soldadura blanda de latones: debe evitarse el antimonio, por su tendencia a combinarse con el cinc y fragilizar la interfase.

2. Soldadura de cupro-silicios, cupro-berilios y cupro-aluminios: deben utilizarse decapantes muy activos para eliminar la capa superficial.

Soldadura por resistencia: En comparacin con otro tipo de aleaciones, la soldadura por resistencia de las aleaciones de cobre requiere:

1. Menor fuerza de aplicacin de los electrodos.

2. Menores tiempos de soldadura.

3. Electrodos de mayor conductividad trmica y elctrica con una composicin qumica compatible con el material a soldar.

Soldadura fuerte (brazing): Este proceso presenta la ventaja, frente a los procesos de soldadura por fusin, de reducir las deformaciones. En el caso de los cobres que contienen oxgeno, evita la formacin del eutctico Cu-Cu2O. En algunas de las aleaciones debe tenerse en cuenta las siguientes precauciones:

Soldadura fuerte de cobres: en cobres que contengan oxgeno residual debe tenerse especial cuidado con el hidrgeno presente en la atmsfera. Ello es debido a que se formara vapor de agua en el interior de la soldadura, causando fragilidad.

1. Soldadura fuerte de latones: deben evitarse atmsferas con contenidos amoniacales para evitar la corrosin bajo tensin.

2. Soldadura fuerte de bronces: en estos materiales es conveniente realizar un tratamiento previo de eliminacin de tensiones, usar fijaciones que permitan un estado libre de tensiones, y ciclos de calentamiento lentos.

3. Soldadura fuerte de cupro-aluminios: en este tipo de aleaciones es necesario utilizar un decapante adecuado que disuelva su capa superficial de xido y permita, de esta forma, el flujo del metal de aportacin.

4. Soldadura fuerte de cupro-silicios: en el caso de que estn tensionados, es conveniente realizar un revenido a unos 250 C antes de su unin.

5. Soldadura fuerte de cupro-nqueles: es conveniente utilizar metales de aportacin de bajo punto de fusin y que adems no contengan fsforo. Con ello disminuye la susceptibilidad al agrietamiento y a la formacin de fosfuros de nquel, que fragilizan la unin.

SOLDADURA BLANDA (SOLDERING): 1. Soldadura blanda de latones: debe evitarse el antimonio, por su tendencia a combinarse con el cinc y fragilizar la interfase.

2. Soldadura de cupro-silicios, cupro-berilios y cupro-aluminios: deben utilizarse decapantes muy activos para eliminar la capa superficial.

3. Soldadura por resistencia: En comparacin con otro tipo de aleaciones, la soldadura por resistencia de las aleaciones de cobre requiere:

4. Menor fuerza de aplicacin de los electrodos.

5. Menores tiempos de soldadura.

6. Electrodos de mayor conductividad trmica y elctrica con una composicin qumica compatible con el material a soldar.

LA SOLDADURA DEL TUBO DE COBRELevantar una soldaduraEs frecuente levantar una soldadura por errores en el transcurso del trabajo o simplemente por chequear alguna para verificar el material de aportacin, tubo o accesorios. Existe una tcnica para levantar soldaduras que, aplicada, no hay soldadura que se resista salvo casos muy raros. Esa misma tcnica, al contrario usada, nos servir para soldar. No son sistemas de feliz idea. Simplemente aplicar el sentido comn.

Calentar Para SoldarEn pgina anterior se estudi cmo desoldar un accesorio (codo) de un trozo de tubo. Se ver qu hacer para calentar bien una junta tubo-accesorio, de modo que se suelde adecuadamente.

CONCEPTO DE CAPILARIDADPara el estudio de la capilaridad en laboratorio se hacen pruebas como la indicada, donde el lquido asciende ms en el tubo ms fino o entre dos tubos concntricos. La altura mxima vara con los lquidos pero siempre existe una proporcionalidad inversa: a menor dimetro del tubo ms asciende el lquido de prueba. ES UNA PROPIEDAD NATURAL DE LOS CUERPOS EN ESTADO LIQUIDO, ASCENDER POR TUBOS FINOS O ENTRE DOS SUPERFICIES MUY JUNTAS. En soldadura "por capilaridad" se aprovecha dicha propiedad natural.

PROPIEDADES PRINCIPALES DEL COBRE PURO En cualquiera de las formas descritas es muy apreciado en el medio industrial, pero al cobre puro se le divide ademas de 6 distintos grupos de propiedades:

Fsicas

Qumicas

Biolgicas

Mecnicas

De soldabilidad

Estticas

PROPIEDADES FISICAS DEL COBREEl cobre es un metal duro, de color rojizo, inerte y pesado, extraordinariamente dctil y maleable. Despus de la plata,el cobre es el mejor conductor de la electricidad.

El cobre es un gran conductor de la electricidad y del calor. Respecto a magnetismo, tambin el cobre presenta una propiedad que lo hace ser apreciado en la industria: es amagntico, es decir, no tiene magnetismo y, por lo tanto, no es atrado por polos.

Por ser amagntico, el cobre se utiliza mucho en relojera, construccin elctrica y electrnica, armamentos, dragados de minas, etc.

Tres son las principales propiedades fsicas que destacamos del cobre:

Buen conductor de la electricidad

El mejor conductor del calor

AmagneticoPROPIEDADES QUIMICAS DEL COBREEl cobre puede ser considerado como metal noble, despus del platino, el oro y la plata. Por lo tanto, resiste atmsfera, agua limpia y muchos agentes qumicos. Al igual que sucede con otros metales, son peligrosos para I la accin de los cidos oxidantes, el amonaco y sus derivados (acetileno y otros).

Estas propiedades pueden resumirse en lo siguiente: El cobre, qumicamente, es resistente a los agentes atmosfricos, y no se corroe fcilmente, a temperaturas normales.

PROPIEDADES BIOLOGICAS DEL COBREEn la actualidad se sabe que el cobre:

Ayuda a la formacin de la hemoglobina de la sangre.

Destruye microorganismos y bacterias existentes en el ambiente.

Impide la fijacin de algas y organismos marinos.

PROPIEDADES MECANICAS DEL COBREEn propiedades mecnicas del cobre nos ocuparemos de varios aspectos y por ello se ha preferido presentar la informacin en tablas que por un lado sealan la propiedad (resistencia a la traccin, Imite elstico, etc.) y por otro indican el tipo de cobre al cual corresponde (cobre electroltico tenaz, cobre trmico de alta conductividad, etc.). Las tablas que le ofrecemos son tres, una para cada temperatura:

Propiedades mecnicas de los cobres a baja temperatura.

Propiedades mecnicas de los cobres a temperatura ambiente, y

Propiedades mecnicas de los cobres a temperatura elevada.

PROPIEDADES ESTETICAS DEL COBREEn arquitectura y decoracin, el cobre es muy apreciado porque une belleza (propiedad esttica) y resistencia a los agentes atmosfricos y a la corrosin.

El color del oro es, en realidad, una excepcin, as como tambin lo es el cobre. Son prcticamente los nicos metales que tienen un color diferente y fuerte.

El color natural del cobre es rosado salmn, pero aparece a menudo rojizo debido a su oxidacin superficial. La oxidacin que sufre el cobre en contacto con el aire, es superficial y lo protege de toda oxidacin posterior. Con los aos, la capa superficial oxidada (ptina) se toma verde claro. Muchos buenos arquitectos y usuarios del cobre aprecian este color verde como muy esttico, que le da una belleza singular a la obra.

Sin embargo, el cobre puro no puede servir para todos los usos, sobre todo para los que requieren gran resistencia mecnica, buena maquinabilidad, gran resistencia a las temperaturas elevadas, resistencia al desgaste, etc.

En estos casos se debe recurrir a las aleaciones, es decir, a combinaciones del cobre con otros metales como zinc, aluminio, estao, nquel, hierro, etc.

Los grupos principales de aleaciones de cobre son los siguientes:

Cobres debilmente aleados

Aleaciones con alto contenido de cobre

Latones

Bronces

Cuproaluminios

Cuproniqueles

Alpacas

Existen, adems, otras aleaciones que contienen menos del 50% de cobre, tales como el Monel y las aleaciones para resistencias elctricas.

Es importante tambin, sealar el papel del cobre como elemento de adicin (centsimas o milsimas) a diferentes metales, tales como el acero, el aluminio y el zinc, y tambin en el caso especial de la fundicin.

COBRES DEBILMENTE ALEADOSLos cobres dbilmente aleados son aquellos que poseen bajo contenido de elementos de adicin (menos del 1%) y se utilizan cuando alguna de las propie dades de los cobres propiamente dichos es insuficiente.

Como por ejemplo, cuando se requiere mejor:

Resistencia mecnica a temperaturas relativamente elevadas

Resistencia a la corrosin

Soldabilidad

Resistencia al reblandecimiento

Maquinabilidad

Las composiciones de cobres dbilmente aleados son:

a. Cobre desoxidado con fsforo, con arsnico.

b. Cobre tenaz con plata.

c. Cobre exento de oxgeno con plata.

d. Cobre con azufre.

e. Cobre con telurio.

Algunos ejemplos de aplicaciones de estas aleaciones son:

Cobre desoxidado con fsforo, con arsnico. Aparatos y tuberas para Iquidos y gases relativamente corrosivos.

Tubos y placas tubulares para condensadores que trabajen con agua dulce y pura.

LOS LATONESLos latones son aleaciones a base de cobre y zinc. Contienen de 5 a 46% de este ltimo metal y eventualmente, varios otros elementos en pequeas proporciones.

El color agradable de los latones, que vara del rosa al amarillo para contenidos crecientes de zinc, su buena resistencia a la corrosin y su aptitud para tratamientos superficiales (barnices transparentes, ptinas, recubrimientos diversos), permiten realizar econmicamente objetos de bello aspecto, de larga duracin y de mantenimiento fcil.

Dentro de este grupo de aleaciones, se distinguen:

Los Latones Binarios O Latones Propiamente Tales

Los Latones Con Plomo

Los Latones Especiales

LATONES BINARIOS COBRE-ZINC

Los Latones Binarios tienen caractersticas muy especficas y sus aplicaciones estn relacionadas con el porcentaje de zinc que contenga la aleacin.

Bisutera de fantasa.

Discos para monedas e insignias.

Quincallera.

Fundas de balas.

Aplicaciones industriales.

Instrumentos musicales.

Telas metlicas.

Radiadores de automviles.

Accesorios de fontanera sanitaria.

Arquitectura.

LATONES CON PLOMOLos Latones presentan grandes ventajas sobre todo para la fabricacin de piezas de mecnica. Sin embargo, stas necesitan frecuentemente un maquinado importante, por lo que se busc mejorar la maquinabilidad de los latones agregando reducidos porcentajes de plomo (1 a 3%). Desde el punto de vista de la maquinabilidad, los latones con plomo estn a la cabeza de todas las dems aleaciones.

La aleacin Cobre-Zinc y Plomo tiene variadas aplicaciones que pueden agruparse segn la cantidad de Zinc y Plomo que contienen.

Aplicaciones De Los Latones Con Plomo

Piezas roscadas para electrotecnia

Engranajes

Conexiones machos y hembras

Piezas para para circuitos elctricos instrumentos de precisin

Relojera

Vlvulas para bicicletas

Tornos automticos de gran velocidad

Accesorios para carpintera

Piezas para automviles

Elementos mecnicos diversos

Accesorios decorativos

Marcos de puertas, ventanas y vitrinas

Rieles para cortinas

Tuercas de radio

LATONES ESPECIALESLos Latones Especiales se obtienen aadiendo uno o ms elementos a los latones simples con el fin de mejorar las caractersticas de estos.

Los elementos utilizados industrialmente, adems del plomo, son el estao, aluminio, manganeso, hierro, nquel, silicio y, en pequeas proporciones, arsnico.

Estos elementos se agregan para mejorar las propiedades mecnicas y aumentar la resistencia a ciertas formas de corrosin.

Entre los Latones Especiales existe una gran variedad, pero los ms importantes son los siguientes:

Latn con Aluminio

Latn Almirantazgo

Latn Naval

Latones de Alta Resistencia

La Hlice naval de latn de alta resistencia, es una aplicacin de Latn Especial.

Por sus caractersticas, los Latones Especiales son utilizados en la fabricacin de:

Tubos de Condensadores

Tubos de Evaporadores y de Cambiadores de Calor

Quincallera naval

Engranajes

Tuberas para aire comprimido e hidrulica

Perfiles arquitectnicos

CONCLUSIONES

Es insustituible en muchas aplicaciones para las que la resistencia a la corrosin es un factor esencial.

Tiene propiedades muy importantes tales como la conductividad de la electricidad y el calor.

Tiene muchas aplicaciones en arte y decoracin debido a su color clido.

Presenta gran maleabilidad que facilita su trabajo.

Cuando se trabaja en aleaciones nos aporta una buena gama de cualidades que lo hacen especial para determinadas operaciones

BIBLIOGRAFIATtulo: TCNICA Y PRCTICA DE LA SOLDADURAAutor/es: Weeks, William; Editorial: REVERTE

Manual de Soldadura EXSA-OERLIKON Edicin I 995. Catlogo EXSA - OERLIKON Electrodos y varillas para aceros. Catlogo EXSA-OERLIKON Soldaduras Especiales.ANEXOS

SOLDABILIDAD DEL COBRE

SOLDABILIDAD DEL COBRE