¿Qué es el cobre libre de oxígeno-C10100?
C10100 es cobre electrónico-libre de oxígeno, normalmente abreviado como cobre OFE. Se produce fundiendo y colando bajo una atmósfera protectora de modo que el contenido de oxígeno se mantenga en el 0,0005% o menos y el contenido de cobre sea mínimo del 99,99%. La ausencia de partículas de óxido cuproso es lo que lo separa del cobre de brea resistente ordinario, y esa diferencia decide dónde se puede usar el grado: soldadura fuerte en atmósfera reductora, sistemas de vacío, dispositivos electrónicos, superconductores y servicio de gas de alta pureza, todos requieren material libre de oxígeno-.
El grado se suministra como tubería, tubo, varilla, barra, placa, lámina y tira. Los tubos y tuberías se solicitan sin costura o soldados, recocidos o estirados, dependiendo de la presión, la operación de conformado y la resistencia requerida.
Composición y propiedades físicas
| Propiedad | Valor para C10100 |
|---|---|
| Contenido de cobre | 99,99% mín. |
| Contenido de oxígeno | 0,0005% máximo |
| Conductividad eléctrica | 101% IACS mín. |
| Densidad | Aproximadamente 8,94 g/cm³ |
| Punto de fusión | Alrededor de 1083 C. |
| Conductividad térmica | Aproximadamente 390 W/mK |
| Rango de trabajo en caliente | Aproximadamente 760 C a 870 C |
Debido a que el metal tiene muy pocas impurezas residuales, mantiene una alta conductividad después de soldar y formar, y no genera vapor en los límites de los granos cuando se calienta en atmósferas que contienen hidrógeno, que es el modo de falla que limita el cobre de brea resistente en esos procesos.
Templados duros y recocidos
La tubería estirada en frío se estira en frío después de soldar o extruir para aumentar la resistencia a la tracción y mejorar la precisión dimensional del orificio y el diámetro exterior. El trabajo en frío también proporciona un producto más recto y rígido para tramos rectos y para uniones mecánicas. En la práctica europea, las designaciones de temple del estándar de tubos de cobre para agua aumentan desde recocido blando hasta niveles intermedios hasta estirado duro, y cada nivel tiene su propia resistencia a la tracción mínima, con la condición estirada dura en la parte superior del rango. La condición recocida, por el contrario, es blanda y dúctil y se elige cuando la tubería debe doblarse, abocardarse o expandirse después de la entrega.
El pedido debe indicar la designación del temple en lugar del valor de dureza, para que se apliquen las pruebas mecánicas correctas. Una prueba de tensión en una muestra del lote sigue siendo el método de referencia y la dureza se utiliza como control de producción.
Fabricación soldada y sin costura
La tubería soldada se forma a partir de una tira, se suelda con costura a lo largo de su longitud y luego se dibuja y dimensiona. La preparación del borde de la banda y los parámetros de soldadura determinan la calidad de la costura.
Los procesos de soldadura utilizados para la costura incluyen soldadura por arco de tungsteno con gas, soldadura por plasma y soldadura de alta frecuencia, seguidas de pasadas de escarpado y dimensionamiento.
La integridad de la costura se verifica mediante una prueba de corrientes parásitas en toda su longitud, complementada con una prueba de aplanamiento o curvatura inversa en una muestra, y con una prueba de presión hidrostática o neumática en la tubería terminada.
Los tubos sin costura se producen mediante extrusión y estirado en frío. No tiene costura de soldadura y se prefiere para las tareas de presión y pureza más exigentes.
Ambos formularios se limpian para eliminar el lubricante de trefilado y los residuos de soldadura, luego se secan, se tapan y se empaquetan para su envío.
Aplicaciones
Equipos de vacío, dispositivos electrónicos y componentes de aceleradores.
Sistemas de gases de alta pureza y líneas de proceso de semiconductores.
Circuitos de refrigeración de imanes y cables superconductores.
Conjuntos de conductores y barras eléctricas en equipos de prueba.
Líneas de proceso y suministro de agua donde es importante estar libres de inclusiones que contengan oxígeno.
Intercambiadores de calor y serpentines de enfriamiento que requieren un orificio limpio y soldable.
Fabricación, Unión e Inspección
El cobre libre de oxígeno-se puede soldar y soldar fácilmente. En la producción se utilizan soldadura fuerte con plata con un fundente que contiene fluoruro adecuado, soldadura por arco de tungsteno con gas con un relleno desoxidado correspondiente y soldadura por resistencia. Las áreas de unión deben estar limpias y secas, y la soldadura de tuberías de pared delgada requiere un bajo aporte de calor porque el cobre conduce el calor fuera de la unión rápidamente. El doblado en frío se lleva a cabo en estado recocido y las piezas muy trabajadas en frío se alivian de tensión posteriormente para restaurar la ductilidad. La inspección generalmente cubre análisis químicos de cobre y oxígeno, medición de conductividad, prueba de tracción, dureza, verificación dimensional y, para servicio de presión, la prueba hidrostática o neumática requerida por la orden de compra. Los certificados registran el número de calor y la tubería está marcada para que el material pueda identificarse durante la construcción.
Preguntas frecuentes
P: ¿En qué se diferencia el C10100 del C11000?
C10100 es cobre electrónico-libre de oxígeno con un mínimo de 99,99 % de cobre y un máximo de 0,0005 % de oxígeno. C11000 es cobre de brea resistente electrolítico con aproximadamente entre un 0,02% y un 0,04% de oxígeno, por lo que no se puede utilizar en procesos de hornos que contienen hidrógeno.
P: ¿Qué conductividad proporciona el C10100?
C10100 se especifica con un mínimo de IACS del 101%, que está ligeramente por encima del requisito para el cobre de paso resistente estándar.
P: ¿Debo pedir tubos soldados o sin costura?
La tubería soldada es económica para trabajos de presión general y moderada, mientras que la tubería sin costura se selecciona para las presiones más altas, para una pureza crítica y donde la ausencia de costura es un requisito de especificación.
P: ¿Se pueden soldar tuberías de cobre sin-oxígeno en el campo?
Sí. Se utilizan soldadura por arco de tungsteno con gas y soldadura fuerte, con caras de unión limpias, un relleno coincidente y una entrada de calor controlada para evitar la distorsión de las tuberías de pared delgada.
P: ¿Por qué se controla tan estrictamente el contenido de oxígeno?
El oxígeno forma partículas de óxido cuproso que reaccionan con el hidrógeno a alta temperatura para crear vapor y provocar craqueo interno. Mantener el oxígeno por debajo del 0,0005% elimina ese riesgo.
P: ¿Qué pruebas se suministran con la tubería?
Las pruebas de análisis químico, conductividad, tracción y dureza son estándar, y se agregan una prueba de presión hidrostática o neumática y una prueba de corrientes parásitas para el servicio de presión y pureza.
