Fiches pratiques · Procédés de mécano-soudure · Matériaux métalliques : acier, inox, aluminium

Cuivre, laiton, bronze

Matière

Métaux et alliages cuivreux : conductivité, usinabilité, résistance à la corrosion.

Principe

Cuivre (Cu-ETP) : conductivité électrique et thermique (barres d'alimentation électrique, échangeurs). Laiton (cuivre-zinc, CuZn39Pb3 très usinable) : décolletage, raccords. Bronze (cuivre-étain) : frottement, coussinets. Ils se brasent bien ; le soudage du cuivre demande beaucoup d'énergie (préchauffage).

Comprendre pas à pas

1. La situation

Un fabricant de tableaux électriques veut remplacer des barres en cuivre par du laiton pour réduire les coûts. Le bureau d'études s'y oppose. Question : quelles différences entre cuivre, laiton et bronze ?

2. Les alliages cuivreux comparés

MatièreCompositionConductivité électrique (% IACS)Usage
Cuivre Cu-ETPcuivre ≥ 99,9 %100conducteurs, barres, échangeurs
Laiton CuZn39Pb3cuivre + zinc (+ plomb)≈ 26pièces décolletées, robinetterie
Bronze CuSn8cuivre + étain≈ 13coussinets, ressorts, pièces de frottement
Cuivre-bérylliumcuivre + béryllium≈ 25ressorts, contacts

3. L'idée

Le cuivre est choisi pour sa conductivité électrique et thermique. Le laiton (cuivre-zinc) s'usine très bien et coûte moins cher. Le bronze (cuivre-étain) résiste à l'usure et au frottement. Remplacer le cuivre par le laiton divise la conductivité par environ 4 : il faudrait des sections bien plus grandes.

4. La décision

Barres de puissance. Restent en cuivre : en laiton, l'échauffement serait inacceptable à section égale.

Pièces de connexion décolletées. Laiton : usinage rapide, coût réduit.

Réglementation. Laitons au plomb soumis à des restrictions (RoHS, eau potable) : vérifier les exemptions.

5. À vous de jouer : conductivité

Comparez la conductivité électrique (% IACS, cuivre recuit = 100).

6. Ce qu'il faut retenir

  • Cuivre : conductivité ; laiton : usinage ; bronze : frottement.
  • Le laiton conduit environ 4 fois moins que le cuivre.
  • Vérifier les restrictions sur le plomb.

Mise en œuvre

Acteurs
Bureau d'études, achats, découpe, usinage
Durée
—
Livrables
Nuance adaptée, procédés compatibles
  1. Choisir l'alliageCuivre pour la conduction, laiton pour le décolletage et les raccords, bronze pour le frottement.
  2. Vérifier les contraintes réglementairesPlomb (eau potable, RoHS).
  3. Adapter la découpeLaser fibre (le CO₂ coupe mal ces métaux réfléchissants) ou poinçonnage.
  4. Adapter l'assemblageBrasage plutôt que soudage, traitements (étamage, argenture) pour les contacts électriques.

Exemple d'application

Barres de cuivre d'armoire électrique découpées au laser fibre (le laser CO₂ ne coupe pas le cuivre), pliées et percées, puis étamées.

Points de vigilance

  • Laiton au plomb pour des applications en contact avec l'eau potable