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Soldaduras EXOWELD® SOLDADURA CUPROALUMINOTERMICA EXOWELD GENERALIDADES FASTEN S.A. Perdriel 1606 – (C1279AHN) Buenos Aires – Argentina TEL./FAX (54 11) 4302 8567– 4302 8573 = e-mail:[email protected] I Las soldaduras cuproaluminotérmicas tienen su uso mas difundido en las conexiones eléctricas de puesta a tierra, aunque por sus características las aplicaciones posibles dentro de las instalaciones eléctricas son muy amplias, dependiendo en cada caso del criterio de aplicación de la ingeniería de proyecto. En este tipo de conexiones la unión se realiza por aporte de cobre en estado de fusión que incide a una temperatura superior a los 2000°C sobre las piezas a soldar, esta colada de cobre fundido de altísima temperatura se obtiene a partir de un proceso de reacción exotérmica que se genera dentro de un molde de grafito apto para el tipo de unión a ejecutar. El proceso de reacción exotérmica sustenta su principio de funcionamiento en el efecto reductor de aluminio. Para el caso que nos ocupa, conexiones de cobre; la reacción exotérmica se lleva a cabo entre óxido de cobre y aluminio. Una descripción de este proceso puede sintetizarse de la siguiente forma; el óxido de cobre y el aluminio que componen junto a otros elementos las cargas de soldadura “EXOWELD” que se vuelca en el crisol del molde, actúan de forma tal, que una vez iniciada la reacción, el aluminio se oxida a expensas del oxigeno del óxido de cobre generando una alta temperatura que produce cobre en estado de fusión mas óxido de aluminio, siendo éste último eliminado en forma de escoria. Es de señalar que durante el proceso, el óxido de aluminio al tener menor peso específico se sobrepone al cobre, no interfiriendo en la colada que conforma el cuerpo de la soldadura. Estas soldaduras se hacen dentro de un molde de grafito fabricado de acuerdo al tipo de unión o conexión a realizar y con un diseño tal que permite que el cobre fundido ataque las piezas a ser soldadas, logrando por el propio shock térmico de corta duración una soldadura con unión molecular y mas capacidad de transferencia de corriente que el propio conductor, debido a su mayor sección transversal. De esta manera se obtienen conexiones eléctricas que presentan todas las ventajas de los conectores y morsetos convencionales, pero eliminando los aspectos negativos, como la concentración de esfuerzo térmicos por reducción de sección, la corrosión en superficies sobrepuestas y las fatigas mecánicas por exceso de torque o compresión. Todos estos factores proveen a una unión de baja o nula resistencia eléctrica de contacto con una elevada calidad electromecánica, duradera, sin necesidad de mantenimiento y/o verificaciones periódicas y fundamentalmente con un excelente aptitud técnico económica.
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Soldaduras EXOWELD®
SOLDADURA CUPROALUMINOTERMICA
EXOWELD GENERALIDADES
FASTEN S.A. Perdriel 1606 – (C1279AHN) Buenos Aires – Argentina TEL./FAX (54 11) 4302 8567– 4302 8573 = e-mail:[email protected]
I
Las soldaduras cuproaluminotérmicas tienen su uso mas difundido en las conexiones eléctricas de puesta a tierra, aunque por sus características las aplicaciones posibles dentro de las instalaciones eléctricas son muy amplias, dependiendo en cada caso del criterio de aplicación de la ingeniería de proyecto.
En este tipo de conexiones la unión se realiza por aporte de cobre en estado de fusión que incide a una temperatura superior a los 2000°C sobre las piezas a soldar, esta colada de cobre fundido de altísima temperatura se obtiene a partir de un proceso de reacción exotérmica que se genera dentro de un molde de grafito apto para el tipo de unión a ejecutar. El proceso de reacción exotérmica sustenta su principio de funcionamiento en el efecto reductor de aluminio. Para el caso que nos ocupa, conexiones de cobre; la reacción exotérmica se lleva a cabo entre óxido de cobre y aluminio.
Una descripción de este proceso puede sintetizarse de la siguiente forma; el óxido de cobre y el aluminio que componen junto a otros elementos las cargas de soldadura “EXOWELD” que se vuelca en el crisol del molde, actúan de forma tal, que una vez iniciada la reacción, el aluminio se oxida a expensas del oxigeno del óxido de cobre generando una alta temperatura que produce cobre en estado de fusión mas óxido de aluminio, siendo éste último eliminado en forma de escoria. Es de señalar que durante el proceso, el óxido de aluminio al tener menor peso específico se sobrepone al cobre, no interfiriendo en la colada que conforma el cuerpo de la soldadura.
Estas soldaduras se hacen dentro de un molde de grafito fabricado de acuerdo al tipo de unión o conexión a realizar y con un diseño tal que permite que el cobre fundido ataque las piezas a ser soldadas, logrando por el propio shock térmico de corta duración una soldadura con unión molecular y mas capacidad de transferencia de corriente que el propio conductor, debido a su mayor sección transversal. De esta manera se obtienen conexiones eléctricas que presentan todas las ventajas de los conectores y morsetos convencionales, pero eliminando los aspectos negativos, como la concentración de esfuerzo térmicos por reducción de sección, la corrosión en superficies sobrepuestas y las fatigas mecánicas por exceso de torque o compresión. Todos estos factores proveen a una unión de baja o nula resistencia eléctrica de contacto con una elevada calidad electromecánica, duradera, sin necesidad de mantenimiento y/o verificaciones periódicas y fundamentalmente con un excelente aptitud técnico económica.
Soldaduras EXOWELD® PROCEDIMIENTOS GENERALES PARA EFECTUAR UNA SOLDADURA
Verificar la placa de identificación del molde. La placa está
ubicada en la parte superior del molde e indica el tipo de conexión, la sección de los conductores a soldar y el número de carga necesaria.
Instalar la manija . La manija permite abrir y cerrar el molde, además es necesaria para maniobrar el mismo ya que este tiene una temperatura de trabajo particularmente elevada.
Eliminar la presencia de humedad en el molde. El grafito
absorbe humedad del ambiente, por eso es recomendable antes de soldar quitarle la humedad con un soplete. Esto evitará probable porosidad en el cuerpo de la soldadura.
Posicionar los conductores. Para posicionar los conductores debe verificarse que la sección de los mismos sea coincidente con lo indicado en la placa identificatoria, en caso contrario puede dañarse seriamente el molde. También debe tenerse en cuenta que los conductores a soldar deben estar limpios, libres de grasas, barro ó humedad, además deben mantener su forma concéntrica permitiendo el cierre del molde sin ningún tipo de esfuerzos mecánicos, para prevenir desgastes prematuros. Como el material fundido baja por el canal de colada por simple gravedad, el crisól debe mantener siempre la posición vertical. Cerrar el molde. Verificar que no quede luz entre las partes del molde.
Colocar el disco metálico. En el interior del crisól y con la tapa
abierta, colocar un disco metálico que se entrega con las cargas de soldadura, tapando el canal de colada. Este disco actúa como una compuerta que mantiene el polvo de soldadura en el crisól, impidiendo que pase a la cavidad de moldeo. Este se funde cuando la mezcla reacciona permitiendo el paso del metal fundido.
Poner el polvo de soldadura. La carga de soldadura se pone en el interior del crisol. Estas cargas de soldadura se identifican por número y se suministran ya fraccionadas con la masa de aporte pre-calculada por diseño según el tipo de unión a realizar, es por ello que no resulta conveniente variar la cantidad de aporte o usar una carga distinta a la indicada en la placa de identificación. Posteriormente se coloca la mecha de ignición de forma tal que un extremo se clave en el polvo de soldadura y el otro extremo salga por la abertura del molde
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II
Soldaduras EXOWELD®
Cerrar la tapa y encender. Se cierra la tapa del molde y con un fósforo o un encendedor se enciende la mecha la que luego de unos segundos dará inicio a la fusión exotérmica.
Abrir el molde Luego de un corto período de tiempo antes incluso de la disipación del calor generado por la reacción, el molde puede ser abierto.
NOTA: Todas las cargas de soldadura “EXOWELD”® llevan grabado en el envase N° de carga y las instrucciones para su correcto uso.
LA SOLDADURA OBTENIDA ES INDEPENDIENTE DE LA HABILIDAD DEL OPERARIO, SE INSPECCIONA VISUALMENTE Y TIENE UNA TOTAL
SEGURIDAD EN CUANTO A SU EJECUCION
Polvo de Soldadura
Mecha de Ignición
Disco Metálico
Molde
Crisol o Embudo
Conducto o Canal de Colada
Piezas a Soldar
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Cavidad de
Moldeo
DESCRIPCION DEL CONJUNTO MOLDE - SOLDADURA
entina .net
III
Soldaduras EXOWELD®
DESCRIPCION Y USO DE LOS COMPONENTES
MOLDES DE GRAFITO:
Como los moldes son de grafito la duración de los mismos esta directamente relacionado con el buen trato que se le brinde. Ampliando sobre este tema, uno de los factores determinantes es la forma de limpiarlos entre soldadura y soldadura, nunca deben usarse para este fin herramientas metálicas tales como destornilladores, cepillo de alambre, puntas o cualquier otro elemento punzante o abrasivo que pueda dañar o erosionar la superficie. Lo más aconsejable para esta tarea es utilizar un pincel, papel de diario, trapos o estopa (recomendamos el uso de un pincel). En caso que la escoria remanente en el crisol se adhiera de forma tal que se torne dificultosa de sacar, es conveniente quitarla con el mango de madera del pincel o de un limpiador de molde LDM, efectuando movimientos circulares hasta separarla.
Otro punto importante está dado por las piezas a soldar, se recomiendo que las mismas no ejerzan ninguna acción mecánica sobre el molde para evitar desgastes prematuros. Para ello debe verificarse que tanto las barras como los cables estén derechos y bien formados por eso se recomienda que antes de cortar los cables a soldar se encinten con cinta aisladora a media capa sobrepuesta por un largo aproximado a los 50 mm y luego cortar con una tijera para cables o una sierra en la mitad del encintado, luego debe quitarse la cinta con cuidado de no deformar el cable y proceder a posicionarlo en el molde. Puede suceder que cuando se trabaja con cables de secciones grandes o barras de cobre o acero muy rígidas, no sea posible enderezar correctamente las mismas produciendo, en consecuencia, un rendimiento menor en la cantidad de soldaduras por molde. Usualmente se estima que los moldes para soldaduras de secciones hasta 50/70 mm2 tienen una vida útil de 100/120 soldaduras aproximadamente para secciones mayores dependerá de la rigidez de las piezas a soldar.
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IV
Soldaduras EXOWELD® NOMENCLATURA
La nomenclatura de los moldes es alfanumérica y esta relacionada con el tipo de soldadura a realizar, la clave de precio y los elementos a soldar.
Ejemplo.:
Para a una soldadura en “T” entre un cable de cobre de 70 mm2 pasante a uno derivado de 35 mm2
TAC - 7035
Donde
TA Es el tipo de soldadura C Es la clave de precio 70 Es el cable pasante 35 Es el cable derivado
Es así que todos los moldes cuya nomenclatura alfabética finalice en “C” tendrán en consecuencia el mismo precio. Obviamente, también existen otras claves de precio tales como “M”, “A”, etc.
MANIJAS Y ARMADURAS
Dado la elevada temperatura de trabajo de los moldes es necesario el uso de estos elementos para una operación correcta. El tipo de manija o armadura a utilizar en cada caso se indica en las tablas de selección.
Manija L-1
SOLVENTE LIMPIADOR
Siempre es conveniente quitar posibles residuos grasosos de las piezas a soldar, pacualquier solvente de secado rápido y que no deje restos de grasa o aceites. Esensiblemente la calidad de la unión soldada especialmente evitará la formación de porosde este tipo de impurezas.
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60 Manija L -160
ra ello puede utilizarse sta operación mejorará y socavaciones propias
V
Soldaduras EXOWELD® CEPILLOS DE ALAMBRE
Es conveniente cepillar las superficies antes de soldar para quitar restos de óxidos o cualquier otro elemento contaminante.
MASILLA PARA CALAFATEO
Esta masilla se utiliza para evitar la perdida de material de aporte en moldes tales como el HB, VN, etc., y también puede usarse para sellar los moldes cuando ya están desgastados por el uso. No obstante este último caso solo es recomendable cuando no pueda conseguirse un molde nuevo.
EMBALAJE Soldaduras.: Las soldaduras se entregan en sobres de polietileno termo-sellados a prueba de humedad, conteniendo la masa exacta de material de aporte que necesita el tipo de soldadura a realizar. Cada envase de cargas de soldadura lleva impreso para orientación del usuario lo siguiente:
• La marca EXOWELD® • El número de soldadura que indica la masa aproximada en gramos • El nombre la dirección y los números de teléfono de nuestra empresa • Las instrucciones para realizar la soldadura
Luego estos sobres, juntamente con un sobre de 10 discos metálicos y otro con 12 mechas de ignición, son a su vez envasados en bolsas selladas de 10 unidades conformando un pack de soldadura conteniendo todo lo necesario para su ejecución.
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VI
Soldaduras EXOWELD®
ALGUNOS TIPOS DE SOLDADURAS
TA – Unión cable-cable en “T” horizontal
PT – Unión cable-cable paralela en disposición
vertical
SS – Unión cable-cable recta horizontal
XA – Unión cable-cable en cruz horizontal
coplanar
XB – Unión cable-cable en cruz superpuesta
GR – Unión cable-jabalina en ángulo recto
ND – Unión múltiple cable-jabalina en “T”
GT – Unión jabalina-cable pasante en “T”
LJ Unión barra-cable lateral horizontal
LL Unión derivada barra-cable vertical
BA Unión barra-barra recta
RX unión cable a riel
HA Unión cable-planchuela horizontal
VS Unión cable a estructura a 45º
descendente
RR Unión cable-barra de construcción paralela
horizontal
RG Unión recta cable-barra de construcción
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