Comment souder, braser et souder de l’acier inoxydable au cuivre – en 5 étapes faciles !

Si vous construisez un projet qui nécessite de joindre une pièce en cuivre et en acier inoxydable, cet article vous apprendra comment le faire. Dans mon cas, je construisais un alambic maison et j’avais besoin de coller les viroles tri clamp en acier inoxydable à une colonne de cuivre de 2″. C’est un joint très commun dans l’industrie de la brasserie et de la distillation, et connaître la bonne façon de joindre ces deux métaux dissemblables assurera le succès d’un projet. Il est possible d’acheter une virole en cuivre 2″ qui peut être soudée en place, mais elles sont assez chères par rapport à celles en acier inoxydable et nous avons eu des discussions dans le groupe Facebook sur les viroles en cuivre qui ne scellent pas correctement avec le temps. En raison de la souplesse du cuivre, ces bagues peuvent être sujettes à des rayures et des bosses. Pour ces raisons, je pense que je vais continuer à utiliser une virole tri-clamp en acier inoxydable. Donc la grande question ici est de savoir si le cuivre peut être assemblé par brasage, soudage ou même en les soudant ensemble et s’ils le peuvent, comment le faire ?

Le cuivre et l’acier inoxydable peuvent-ils être soudés ensemble ?

Alors, le cuivre et l’acier inoxydable peuvent-ils être soudés ensemble ? La réponse courte est « Oui », ils peuvent être soudés ensemble mais c’est extrêmement difficile et cela offre très peu de résistance structurelle. Pourquoi, demandez-vous ? Eh bien voici la réponse longue.

Il y a deux problèmes avec la soudure du cuivre et de l’acier inoxydable. Tout d’abord, les deux métaux ont des points de fusion sensiblement différents. L’acier inoxydable fond à environ 1400 °C alors que le cuivre fond à 1085 °C soit une différence de 315 °C ce qui rend la formation d’une flaque des deux métaux extrêmement difficile. Il y a ensuite les problèmes métallurgiques liés au mélange de métaux différents pendant le processus de soudage. L’acier inoxydable n’étant pas entièrement soluble dans le cuivre et ayant un point de fusion nettement supérieur, il commencera à se solidifier et à former des structures de grain/cristal en premier. Le cuivre présent restera liquide et sera forcé entre ces structures cristallines en formation, créant une liaison très faible. Au fur et à mesure que la soudure refroidit, le grain d’acier inoxydable commence à se contracter sous l’effet du refroidissement, ce qui entraîne l’écartement des grains. À ce stade, le cuivre est encore trop chaud pour ajouter une quelconque résistance structurelle à la structure du grain et la soudure va former de grandes fissures, c’est ce qu’on appelle la fissuration à chaud. La fissuration à chaud compromet gravement la résistance de ce type de soudure. Si vous voulez assembler du cuivre et de l’acier inoxydable, le brasage fort ou tendre est votre meilleure option. Cela dit si vous avez le bon équipement et la compétence comme les industries Eb souder le cuivre et l’Inox ensemble peut être fait.

Comment souder par tigging du cuivre à l’acier inoxydable

Si vous n’avez pas de soudeuse à faisceau d’électrons dans votre garage comme Eb Industries, il existe une autre façon de souder/braser l’acier inoxydable et le cuivre. Vous trouverez ci-dessous une photo d’une soudure réussie d’un tuyau de cuivre à une virole tri clamp en acier inoxydable. Elle a été réalisée à l’aide d’une soudeuse Tig avec une baguette en bronze au silicium. Techniquement, il s’agit d’un brasage Tig, car le point de fusion de l’acier inoxydable est plus élevé que celui de la baguette de bronze au silicium. La tige de bronze au silicium a une température de fusion d’environ 1050°C, tandis que l’acier inoxydable a un point de fusion de 1400-1450°C. Le processus est discuté plus en détail sur adiforums.com si vous souhaitez voir ce que certains pro disent du soudage Tig du cuivre et de l’acier inoxydable.

Si vous voulez essayer de souder/braser du cuivre sur de l’acier inoxydable avec votre soudeur Tig, Tom Spisak III a quelques bons conseils. Il dit  » Toute personne ayant une certaine expérience du Tig devrait être capable de faire cette liaison utiliser du fil de bronze de silicone il est facilement disponible dans votre magasin local de fournitures de soudage. « L’image ci-dessus montre une soudure que Tom a faite entre une virole tri-clamp en acier inoxydable et un tuyau en cuivre.

Ce dont vous aurez besoin pour souder/braser du cuivre et de l’acier inoxydable :

• Soudeur tig
• Gaz argon
• Tige de bronze silicone 1/16″
• Tête d’électrode en tungstène pointue

Procédure de soudage tig :

• Étape 1 : Nettoyez toutes les parties à souder/braser avec un morceau de laine d’Emory ou de laine d’acier.
• Étape 2 : Assemblez les pièces en vous assurant qu’elles s’emboîtent parfaitement. Serrez si nécessaire.
• Étape 3 : Allumez le gaz Argon, réglez le soudeur Tig sur DC et
  33 pps avec une électrode de tungstène pointue.
• Étape 4 : Concentrez votre chaleur sur le cuivre ajoutez lentement le matériau de la baguette d’apport à la piscine tout en traînant votre piscine vers la
  ferrule en acier inoxydable. Vous ne voulez pas faire fondre l’acier inoxydable ici sinon vous aurez des fissures structurelles comme mentionné ci-dessus.
• Etape 5 : Une fois que vous avez terminé la soudure, vérifiez les imperfections en nettoyant la zone avec une brosse métallique, vérifiez également les fuites éventuelles. Si vous construisez un alambic comme moi, vous voudrez vous assurer qu’il n’y a pas de fuites.

Voici une vidéo qui démontre le soudage Tig/brasage du cuivre à l’acier inoxydable.

Le cuivre et l’acier inoxydable peuvent-ils être brasés ou soudés ensemble ?

Oui le cuivre et l’acier inoxydable peuvent facilement être brasés ou soudés ensemble en utilisant un matériau d’apport qui contient généralement de l’étain et de l’argent . Contrairement à la soudure où l’on fait fondre les deux métaux ensemble, le brasage ou le soudage tendre utilisent un matériau d’apport pour lier les deux pièces ensemble sans les faire fondre. La température distingue le brasage de la soudure, car le brasage nécessite généralement un chauffage supérieur à 450°C/840°F pour lier les pièces à l’aide d’une baguette de brasure. Le brasage est réalisé à des températures inférieures à 450°C/840°F à l’aide de soudure. Les deux matériaux d’apport contiennent de l’argent. Plus la teneur en argent est élevée, plus le point de fusion est élevé et plus la liaison entre les pièces est forte. Le brasage donnera donc une liaison beaucoup plus forte que la soudure.

Comment souder de l’acier inoxydable à du cuivre

Si vous choisissez de souder vos composants ensemble, une soudure de plomberie commune contenant 95% d’étain 5% d’antimoine fera très bien l’affaire. Vous pouvez également utiliser le kit de soudure électrique Lincon Stay-Bright avec flux qui contient 95% d’étain et 5% d’argent pour de meilleurs résultats. Les deux soudures ont un point de fusion de 230°C /450°F et peuvent être chauffées avec un simple chalumeau au propane ou au gaz Mapp. Vous devrez nettoyer soigneusement les deux pièces et appliquer une couche de flux sur toutes les surfaces à souder. J’aime la pâte de flux blanche Harris pour ce travail. Le flux est important car il dissout les oxydes qui se forment pendant le processus de chauffage et il facilite l’écoulement de la soudure dans le joint en fournissant une protection contre l’oxygène de l’air. Vous trouverez ci-dessous une vidéo de soudure d’acier inoxydable sur du cuivre, puis de test de résistance du joint.

J’ai décomposé le processus de soudure de cuivre sur des raccords en acier inoxydable dans un format étape par étape ci-dessous qui devrait le rendre super facile à suivre. Si vous allez souder du cuivre sur du cuivre, vous pourriez être intéressé par ce guide How to Solder Copper

Matériels nécessaires pour la soudure :

• Torche à gaz propane ou Mapp
• Soudure de plomberie contenant 95% d’étain 5% d’antimoine ou Lincon Electric Solder Stay-Bright Kit With Flux qui est 95% d’étain et 5% d’argent est mieux
• Pâte de flux blanc Harris ou flux équivalent assurez-vous qu’il est capable de graver l’acier inoxydable.
• Laine d’acier ou tissu emory

Procédure de soudure:

• Etape 1 : Nettoyer toutes les parties à souder avec un morceau de laine d’emory ou d’acier.
• Etape 2 : Appliquer la pâte de flux blanc sur les surfaces à souder. Il est important d’utiliser un flux adapté à l’acier inoxydable car il doit graver la surface pour que la soudure puisse adhérer correctement. Vous pouvez utiliser
  L’acide myriatique (chlorhydrique), l’acide phosphorique, les flux de fluoro-borate et le chlorure de zinc fonctionneront tous.
• Étape 3 : Placez les deux parties ensemble et commencez à appliquer de la chaleur avec un chalumeau à gaz propane ou MAPP sur le cuivre. Ne chauffez pas directement l’acier inoxydable. Une fois que la soudure commence à fondre sur le cuivre, déplacez la chaleur sur l’acier inoxydable. Chauffez jusqu’à ce que vous voyiez la soudure couler dans le joint. Retirez ensuite la source de chaleur.
• Étape 4 : Laissez la pièce refroidir jusqu’à ce qu’elle soit chaude puis essuyez l’excès de flux avec de l’eau et du savon.
• Étape 5 : Effectuez un test de fuite pour vérifier que le joint est complètement étanche.

Voici quelques autres produits recommandés par les membres du groupe Facebook Home Disttilers of America :

• Stay-brite 8 1/8″ Silver Solder
• Harris SCLF16 Stay Clean Liquid Soldering Flux, 16 oz

Comment braser de l’acier inoxydable au cuivre

Le brasage au cuivre fournira une liaison plus forte en raison du % élevé d’argent dans la baguette de brasage. Mais coûtera également plus cher et nécessite l’utilisation d’un chalumeau à acétylène ou à gaz Mapp pour faire fondre la baguette de brasure. Vous pouvez acheter des baguettes de brasage avec différents pourcentages d’argent et des baguettes enrobées ou non d’un flux. Dans mon cas, je recommanderais d’utiliser une baguette de brasure bleue enrobée d’un flux à 45 % d’argent, dont la température de fusion est d’environ 600 °C/1100 °F, pour assembler les pièces en cuivre et en acier inoxydable. Si vous avez besoin d’une plus grande résistance, vous pouvez utiliser une baguette de brasage enrobée de flux orange à 56 % d’argent. Vous pouvez également appliquer le flux de soudure à l’argent Harris « Stay-Silv » ou un produit équivalent pour nettoyer toutes les pièces avant le brasage. Vous trouverez ci-dessous une vidéo démontrant comment braser du cuivre sur de l’acier inoxydable.

J’ai décomposé le processus de brasage du cuivre sur des raccords en acier inoxydable dans un format étape par étape ci-dessous. Avant de commencer, il est important que vous compreniez que vous pouvez endommager la surface de l’acier inoxydable en la surchauffant pendant le processus de brasage. Le chrome est utilisé dans l’acier inoxydable pour prévenir la corrosion, lorsque vous chauffez l’acier inoxydable entre
425-870 °C ( 800-1600 °F ) pendant des périodes prolongées, le chrome peut se diffuser à partir de la surface et former des carbures de chrome, ce qui fera que l’acier ne sera plus inoxydable. Il devient alors sujet à la corrosion et à la fissuration. Vous pouvez éviter cela en évitant de chauffer excessivement les pièces et en trempant vos pièces dans l’eau après 4 min de chauffage.

Matériels nécessaires pour le brasage:

• Torches à acétylène ou torche à gaz Mapp
• Baguette à 45% d’argent enrobée de flux bleu
• La laine d’acier ou le tissu éponge

Procédure de brasage :

• Etape 1 : Nettoyer la surface avec de la laine d’acier ou un chiffon Emory.
• Étape 2 : Appliquez le flux sur les deux surfaces à braser, assurez-vous que vous avez un flux qui est capable de graver l’acier inoxydable et qui est destiné à la haute chaleur de brasage (plus de 840 F) vous ne pouvez pas utiliser le flux typique de plomberie ici.
• Étape 3 : Glissez les pièces ensemble et commencez à chauffer le Cuivre dans un mouvement circulaire en vous assurant de le chauffer uniformément autour du tuyau. Lorsque la baguette de brasure commence à couler déplacez le chalumeau plus vers l’inoxydable cela devrait attirer le mastic dans le joint entre les deux parties. L’acier inoxydable transfère la chaleur plus lentement que le cuivre, ce qui fait qu’il ne mettra pas autant de temps à atteindre la température voulue. C’est pourquoi nous commençons par chauffer le cuivre. Si vous brasez une valve qui peut être sensible à la température, enveloppez la valve avec un rad humide pour empêcher les parties intérieures de la valve de fondre.
• Étape 4 : Laissez la pièce refroidir jusqu’à ce qu’elle soit chaude au toucher, puis retirez le flux avec de l’eau et du savon avant de refroidir complètement.
• Étape 5 : Effectuez un test d’étanchéité pour vérifier que le joint est entièrement scellé.

Quelle est la différence entre une baguette de brasure argentée enrobée de flux et une baguette non enrobée ?

Parlons des avantages vs inconvénients de l’utilisation de baguettes de brasage enrobées de flux par rapport aux baguettes de brasage non enrobées. L’avantage évident d’utiliser des baguettes de brasage enrobées de flux est la commodité. Nous n’avons pas besoin d’appliquer le flux sur les pièces que nous brasons car il est déjà sur la baguette et nous n’avons donc pas besoin d’acheter du flux de soudure à l’argent séparément. L’inconvénient d’une baguette de brasure enrobée de flux est qu’il est difficile de contrôler la quantité de flux appliquée sur notre joint lorsqu’il est déjà sur la baguette et, pire encore, si vous surchauffez le joint, le flux peut former un film noir dur comme du verre qui est incroyablement difficile à enlever. J’ai entendu des arguments dans un sens ou dans l’autre, mais personnellement je préfère les baguettes enrobées de flux. J’aimerais entendre votre opinion ici sur la méthode que vous préférez, laissez-moi un commentaire au bas de l’article.

Autres ressources

Voici d’autres ressources sur la soudure, le brasage du cuivre et la construction d’alambics qui valent la peine d’être lues.

• Homedistillers.org – Comment souder une virole en acier inoxydable à un tuyau en cuivre
• Discussion de groupe sur Facebook – Conseils pour fixer une virole en acier inoxydable à un tuyau en cuivre.
• Ebindustries.com – Souder du cuivre à de l’acier inoxydable
• Learntomoonshine.com – Construire votre propre alambic à liqueur de lune en cuivre

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