Hablando científicamente, ¿cómo y por qué funcionan las tuberías de cobre sudorosas?

Hace unos años remodelé mi baño y aprendí a sudar las tuberías de cobre. Siempre he podido hacerlo con éxito desde entonces, pero siempre me he preguntado exactamente cómo y por qué funciona. He hecho algunas búsquedas en la web, pero la mayoría de lo que encuentro son artículos y videos de "cómo hacerlo", pero nada que explique los detalles de cómo y por qué funciona. ¿Alguien puede darme algunas respuestas a estas preguntas que me han molestado?

1. ¿Qué hace exactamente el flujo?

   • ¿Qué sucede si todo el fundente se quema antes de que la soldadura se derrita?
   • ¿Qué pasa si no usaste fundente?
   • ¿Qué es el flujo en primer lugar?

2. ¿A dónde exactamente debes apuntar la llama? (He visto diferentes informes sobre este)

   • ¿Justo en la articulación (donde está el flujo)? (en mi experiencia limitada, esto parece quemar el flujo de inmediato y a veces causa problemas)
   • ¿En la tubería de cobre, a una pulgada o menos de la junta?
   • ¿En el accesorio en el que se está soldando la tubería?

3. ¿Cuál es exactamente la acción capilar que atrae la soldadura fundida hacia la junta?

   • ¿Qué lo causa y cómo funciona?
   • A veces me encuentro en una situación en la que la soldadura se derrite pero gotea directamente de la tubería en lugar de ser absorbida por la unión. ¿Qué he hecho mal? Por lo general, tengo que limpiar todo y comenzar de nuevo cuando esto sucede

Creo que @ArchonOSX tiene una buena respuesta, pero me gustaría ampliar un poco más (con experiencia en soldadura, soldadura fuerte y soldadura).

Yendo punto por punto:

1. El flujo típicamente promueve la unión entre los metales básicos y la soldadura. Lo hace limpiando el metal (eliminando contaminantes de la superficie), desoxidando el metal y evitando una mayor oxidación. El metal caliente tiende a oxidarse más rápidamente que el metal frío, pero el flujo eliminará el oxígeno (ya sea por absorción, adsorción u oxidación del flujo mismo) donde se aplica.

   • Si todo su fundente se quema (o se oxida) antes de que haya terminado de soldar la unión, entonces será menos probable que la soldadura fluya donde la necesite porque los metales básicos tenderán a oxidarse. La soldadura no se adhiere tan bien con las superficies oxidadas, por lo que se hincha y gotea.
   • Esto es posible, pero difícil. A menos que estuvieras en un entorno anaeróbico (e incluso entonces podría no funcionar), probablemente no obtendrías un buen vínculo.
   • Wikipedia es bastante buena en este caso.

2. Desea que el metal se caliente uniformemente para que la expansión térmica sea uniforme, para que la absorción sea uniforme y para que todo sea ​​uniforme. El cobre, al ser un buen conductor eléctrico, también es un muy buen conductor de calor. Si solo calienta la junta, es posible que se enfríe relativamente rápido debido al cobre circundante que enfría la junta.

   • No justo en la articulación (de inmediato). Cuando usted está promoviendo el flujo de soldadura, entonces usted no desea enfocar la llama muy bien.
   • Sí, para calentar la tubería circundante inicialmente.
   • Sí, porque el metal aquí también es a menudo un poco más grueso que en cualquier otro lugar, por lo que se necesita la mayor cantidad de energía para calentarse a temperaturas fuertes.

3. La acción capilar es un fenómeno interesante que ocurre cuando un material puede "humedecer" a otro. La humectación es un proceso en el que la energía superficial se reduce cuando el material en fase líquida está en contacto con el material en fase sólida. Algunos líquidos, como el mercurio, no humedecen otros, como el vidrio (formando un menisco hacia arriba ). El agua hace lo contrario, humedece el vidrio. La energía de la superficie debe ser menor que la tensión superficial del líquido para evitar la formación de bolitas (formación de bolitas, que se ve cuando el flujo se quema). En espacios pequeños, esta capacidad de humectación puede hacer que una columna de líquido se eleve contra la gravedad. Para materiales no humectantes, tiende a suceder lo contrario .

   • Creo que respondí esta parte de arriba.
   • Cuando esto sucede, es porque la soldadura fundida no puede humedecer el cobre. El flujo reduce la energía superficial del cobre desnudo (otra de sus funciones), que es la forma en que promueve la absorción, pero si el cobre no está lo suficientemente caliente, tampoco se mojará.

SIN EMBARGO, todo lo que acabo de describir indica que la soldadura está en la superficie del cobre (adsorbente o adhesivo). De hecho, la soldadura puede formar una aleación localizada con el metal base que penetra cierta distancia en el metal base. Es por eso que la soldadura fuerte (y soldadura) puede ser bastante fuerte, incluso en comparación con la soldadura. Este es un proceso de absorción y ocurre porque las temperaturas más altas permiten que los átomos de cobre se muevan lo suficiente dentro de sus redes para permitir que se forme una aleación. Este proceso se suma a los efectos descritos anteriormente.

Flux ayuda a evitar que el oxígeno contamine la articulación. Cada vez que calientas cosas, el oxígeno quiere ayudarlas a arder. Soldar y soldar requiere algún método para evitar que el oxígeno contamine la soldadura.

La llama debe dirigirse hacia el accesorio ~ 1/2 "con la punta de la parte azul claro que es la más caliente.

La soldadura se introduce en el calor si lo hace bien y se absorberá directamente en la unión. El proceso científico exacto me supera.