Dominando la Infiltración de Electrodos: Garantizando Densidad Uniforme en Electrodos CuW

¿Por Qué Importa la Densidad Uniforme en Electrodos CuW?

La semana pasada hablamos sobre algunas de las razones para elegir tungsteno puro o molibdeno como material para electrodos de soldadura por puntos. Con estos materiales puros, la infiltración — la mezcla de metales a lo largo de un electrodo para que la proporción en cada cuadrante sea uniforme — no es un problema. Pero, ¿qué pasa cuando se usa una aleación como cobre-tungsteno, una de las mezclas de metales más comunes utilizadas en electrodos?

Una aleación de cobre-tungsteno (CuW) combina alta resistencia a alta temperatura y alta conductividad eléctrica, lo que la hace una buena opción al soldar por puntos metales de alta conductividad como alambre o lámina de cobre. Disponible en varias proporciones de composición para satisfacer diferentes necesidades, el CuW se produce usando mezcla de polvos y luego infiltración y sinterización en lotes (versus ser un producto estirado continuo). La infiltración — la dispersión uniforme de los dos metales en cada centímetro cúbico del electrodo — es uno de los requisitos críticos de cualquier buena "receta" de electrodo.

Una Mirada Dentro de la Infiltración de Electrodos CuW

"Perfecto" siempre es algo grandioso cuando se puede lograr, y con productos de aleación CuW, la infiltración perfecta — con la densidad de cobre y tungsteno correlacionada a la proporción de cobre y tungsteno en la mezcla particular — es la meta. Si la proporción (porcentaje) de cobre en la mezcla aumenta, la densidad total de la aleación baja; si la proporción de tungsteno aumenta, la densidad total sube.

Lo intrigante es que la gente piensa en la densidad de un metal cuando elige materiales, pero no realmente piensa en la densidad de una mezcla de metales. La densidad es bastante simple de calcular, pero, ¿qué es?

En el caso de electrodos CuW, la correlación entre densidad e infiltración debería ser perfecta — es decir, r = 1. Esto es debido a la mezcla de los polvos y porque los dos metales constituyentes se suman algebraicamente a una densidad particular basada en sus propias densidades y el porcentaje de cada metal que se infiltra. Eso significa que si corta un electrodo CuW en rebanadas transversales a lo largo de los ejes x, y y z, cada uno de los "mini electrodos" resultantes debería tener la densidad idéntica.

Para un producto que es 20Cu-80W — es decir, una mezcla de 20% cobre y 80% tungsteno por masa — la densidad de cualquier porción de ese producto hecho en esa proporción debería ser 15,6 g/cm³. Apropiadamente, con más cobre añadido — como en productos CuW hechos en la proporción 30Cu-70W — la densidad baja, en este caso a 14,2 g/cm³. En los límites de consumo típico para electrodos CuW, una proporción de 40Cu-60W, la densidad baja a 13,16 g/cm³. Eso está muy lejos de la densidad teórica del tungsteno puro, a 19,3 g/cm³, y una consideración crucial al seleccionar una aleación y su mezcla o al elegir entre una aleación y un metal puro para su(s) material(es) de electrodo.

¡Cada "Bocado" de Electrodos CuW Debe Ser el Mismo!

¿Cuál es la línea de fondo en infiltración y densidad de cobre-tungsteno? Si está comprando un electrodo CuW, lo que realmente le importa es obtener la receta que quiere — es decir, la proporción de cobre y tungsteno apropiada para los materiales que soldará — y una densidad que sea uniforme a lo largo del electrodo. Va a usar el 100% del electrodo, así que quiere que cada sección geométrica de él tenga una densidad consistente a través de una infiltración verdaderamente uniforme.

Piense en un electrodo como una hogaza de pan, donde espera que cada bocado sepa igual. Si tomó un bocado de una rebanada y la encontró demasiado salada, pensaría que los ingredientes probablemente no se habían mezclado correctamente. Para obtener una hogaza uniformemente sabrosa, es imperativo que todos los ingredientes se dispersen uniformemente. Las copas de muffins y esquinas de brownies pueden ser postres buscados, ¡pero sus análogos en el mundo de los electrodos son inaceptables!

La dispersión uniforme dentro de un electrodo puede probarse empíricamente cortando el electrodo y pesando la(s) muestra(s) para asegurar que cada centímetro cúbico pese X gramos (dependiendo de la proporción de cobre y tungsteno) sin importar qué parte del electrodo "probó" (muestreamos). Con cobre y tungsteno uniformemente distribuidos en cada bit (¡o bocado!), la densidad 100% uniforme del electrodo (y por tanto, su dureza) no cambia incluso si el tamaño del electrodo cambia. Eso significa, por ejemplo, un electrodo CuW con tamaño de 10 x 50 mm para 30Cu-70W tiene la misma densidad a lo largo que un electrodo con tamaño de 20 x 100 mm para 30Cu-70W — es decir, 14,2 g/cm³.

Entender las propiedades de diferentes materiales de electrodos — incluyendo la infiltración, densidad y otras características de aleaciones como CuW — es crítico para el éxito de la soldadura. Si está actualmente en proceso de elegir un material de electrodo para sus necesidades de producción de soldadura por resistencia, puede aprender más sobre la gama de opciones y cómo algunos materiales y aleaciones han sido diseñados para abordar desafíos comunes. Simplemente descargue nuestro informe técnico gratuito.