Qué cubiertas de molduras de varillas de cobre
La varilla de cobre es la materia prima semiacabada a partir de la cual se fabrican alambres, cables conductores, barras colectoras y muchos componentes mecanizados. El moldeo de varillas, en el sentido utilizado por los productores y por las normas, significa la secuencia de operaciones de fusión, fundición y conformado en caliente que convierten el cobre catódico o la chatarra de cobre en una varilla sólida y uniforme con la química, conductividad y calidad superficial correctas. Las dos rutas de producción que dominan la industria son la colada y laminación continua y la colada continua hacia arriba, y la elección entre ellas determina el contenido de oxígeno, la condición de la superficie y la longitud de la varilla que se puede suministrar.
El proceso se juzga por tres cosas: composición química, conductividad eléctrica y ausencia de defectos como porosidad, inclusiones, costuras superficiales y óxidos. Los tres se controlan previamente, en el horno y en la máquina de fundición, en lugar de corregirse posteriormente mediante trefilado.
Ruta del proceso y pasos principales
| Paso | Objetivo | Puntos de control típicos |
|---|---|---|
| Preparación de carga y fusión. | Producir cobre líquido de la composición correcta. | Análisis de carga, clasificación de chatarra, temperatura de fusión, control de oxidación. |
| Refinación y desoxidación. | Eliminar impurezas y ajustar el nivel de oxígeno. | Adición de fósforo para grados desoxidados, eliminación de gases y eliminación de escoria. |
| colada continua | Solidificar la masa fundida en una barra o una sección de fundición de rueda. | Temperatura de fundición, enfriamiento del molde, velocidad de fundición, calidad de la superficie. |
| laminación en caliente | Reducir la sección al diámetro de la varilla. | Temperatura de entrada, secuencia de paso del rodillo, enfriamiento de la emulsión, superficie de la varilla |
| Limpieza y enrollado | Retire las incrustaciones y enrolle la varilla. | Decapado o desincrustación mecánica, secado, tensión de bobinado, peso de bobina |
| Inspección y embalaje | Verificar la química, la conductividad y la superficie. | Análisis espectroquímico, prueba de conductividad, corrientes parásitas o inspección visual. |
En la ruta de fundición y laminación continua, el cobre fundido se moldea en una barra o sección de fundición continua que se lamina inmediatamente en caliente en línea con el diámetro de la varilla terminada y se enrolla. El proceso es rápido y proporciona longitudes de bobina largas y sin soldaduras, y es la ruta estándar para las varillas de cobre electrolítico de paso duro. En la ruta ascendente, el cobre fundido se aspira hacia arriba dentro de un molde de grafito enfriado por agua, produciendo una varilla libre de oxígeno o con bajo contenido de oxígeno con una superficie limpia; el proceso upcast se prefiere cuando se debe minimizar el contenido de oxígeno y donde la varilla se utilizará para aplicaciones exigentes de conductores o vacío.
Selección de grados y requisitos estándar
Las varillas para uso eléctrico están especificadas según ASTM B49 para varillas de cobre para fines eléctricos, GB/T 3952 en el sistema chino y EN 1977 en Europa. Se requiere que la varilla de cobre electrolítico de brea resistente cumpla con una conductividad eléctrica mínima, normalmente expresada según el estándar internacional de cobre recocido, y los límites químicos para el grado se establecen en el mismo estándar. Los grados sin oxígeno se especifican cuando el contenido de oxígeno debe mantenerse a un nivel muy bajo, generalmente para dispositivos de vacío y para conductores que se trabajarán intensamente en frío. Los grados desoxidados con fósforo contienen fósforo residual, lo que mejora la soldabilidad y el comportamiento de soldadura fuerte con cierto costo en conductividad, y se utilizan para tubos, barras colectoras e ingeniería general.
La conductividad es el parámetro de aceptación más útil, porque responde a casi todos los problemas aguas arriba: la mezcla de carga incorrecta, la desoxidación incompleta, el exceso de oxígeno, el hierro u otros elementos atrapados y los defectos de fundición lo deprimen. Por lo tanto, el certificado de fábrica registra la química y la conductividad juntas, y ambas se leen siempre como pares.
Defectos y cómo los controla el proceso
La porosidad del gas proviene del hidrógeno disuelto y del gas arrastrado en la masa fundida, y se controla mediante prácticas adecuadas de desgasificación, material de carga limpio y temperatura de fundición correcta. Las costuras y solapamientos de la superficie se heredan de las etapas de fundición y laminación y generalmente se eliminan mediante un diseño cuidadoso de la pasada y mediante desincrustación mecánica en lugar de estirado. Las inclusiones de óxido surgen de una oxidación excesiva de la masa fundida o del arrastre de escoria, y aparecen más tarde como roturas de alambre durante el trefilado. Los defectos en la línea central pueden deberse a un control deficiente del enfriamiento en el molde o a una velocidad de fundición incorrecta. Todas estas son variables del proceso, razón por la cual los productores de varillas monitorean continuamente la velocidad de fundición, la temperatura de fusión, el flujo de agua de enfriamiento y la condición del rodillo en lugar de tomar muestras únicamente de la bobina terminada.
Aplicaciones de la varilla de cobre
Conductor de alambre y cable para distribución de energía y cableado de edificios.
Hilo esmaltado para bobinar motores, generadores y transformadores.
Barra conductora de barras y aparamenta.
Varilla para mecanizar terminales, conectores y contactos eléctricos.
Materia prima para tubos trefilados y para otras operaciones de conformado en caliente o en frío.
Conductor de puesta a tierra y protección contra rayos.
Puntos de inspección y errores comunes
Lea la química y la conductividad juntas, ya que cualquiera de ellas por sí sola puede parecer aceptable, mientras que la combinación indica un problema.
Confirme la clase de contenido de oxígeno que se solicitó, ya que la brea dura y la varilla libre de oxígeno no son intercambiables.
Verifique el peso y la longitud de la bobina para que la línea de dibujo no quede con juntas innecesarias.
Inspeccione la superficie de la varilla en busca de costuras y vueltas antes de estirar, ya que los defectos de la superficie se propagan hasta las roturas del alambre.
Mantenga la varilla seca y cubierta en la tienda; La humedad superficial y la sal provocan manchas de corrosión que se transmiten al producto terminado.
Verifique que la carga de fusión esté controlada y documentada, ya que la captación del elemento atrapado deprime la conductividad.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la diferencia entre varilla laminada y de colada continua y varilla ascendente?
La colada y laminación continua produce varillas de alto rendimiento con un paso de laminación en caliente en línea y un contenido de oxígeno controlado típico del cobre de brea resistente. La fundición Upcast produce varillas en un molde enfriado por agua, lo que proporciona un bajo contenido de oxígeno y una superficie limpia para aplicaciones de conductores más exigentes.
P: ¿Qué norma cubre las varillas de cobre para uso eléctrico?
ASTM B49 cubre varillas de cobre para fines eléctricos, GB/T 3952 cubre el mismo producto en el sistema chino y EN 1977 lo cubre en Europa. Los límites químicos y los requisitos de conductividad se establecen en esas normas.
P: ¿Por qué la conductividad importa más que la apariencia?
La conductividad es sensible a casi todos los errores de procesamiento, incluida la mezcla de carga incorrecta, los problemas de desoxidación, los elementos atrapados y los defectos de fundición, por lo que es un indicador confiable del control general del proceso.
P: ¿Qué causa la porosidad en las varillas de cobre fundido?
Gas disuelto o arrastrado en la masa fundida, normalmente combinado con una temperatura de fundición incorrecta o una desgasificación inadecuada. La porosidad prolongada aparece en el producto terminado como huecos internos y defectos superficiales después del embutición.
P: ¿Cuándo se utiliza el cobre desoxidado con fósforo?
Donde la soldabilidad mejorada y el comportamiento de soldadura fuerte son más importantes que el último porcentaje de conductividad, por ejemplo en tubos, barras colectoras y productos de ingeniería en general.
P: ¿Cómo se inspecciona la varilla antes del envío?
Mediante análisis espectroquímico de la química, medición de la conductividad, inspección visual y de corrientes parásitas o de la superficie de la bobina, y comprobaciones dimensionales del diámetro y la ovalidad de la varilla.
P: ¿Se pueden soldar o unir varillas de cobre?
La varilla y el alambre extraído de ella se pueden unir mediante soldadura a tope con fines de procesamiento, y la soldabilidad del grado es una de las razones por las que se selecciona el cobre desoxidado con fósforo para algunas rutas de fabricación.
