Cu-ETP, Cu-OF ou Cu-OFE : quelle nuance de cuivre pour les jeux de barres

Pureté, teneur en oxygène, conductivité et mode d'assemblage comparés, et pourquoi l'état métallurgique et l'épaisseur pèsent plus que la nuance au poinçonnage et au pliage.

Le choix des nuances de cuivre pour jeux de barres tient en une question : la barre sera-t-elle boulonnée, ou brasée et soudée ? Un nouveau guide technique de PAYAPRESS compare les cuivres C11000 (ETP), C10200 (OF) et C10100 (OFE) selon la pureté, la teneur en oxygène, la conductivité et le mode d'assemblage.

Trois nuances en bref
Le C11000, cuivre électrolytique tenace (ETP), contient au moins 99,90 % de cuivre et environ 0,02 à 0,04 % d'oxygène. Le cuivre sans oxygène C10200 (OF) porte la pureté minimale à 99,95 % et limite l'oxygène à 10 ppm. Le C10100, cuivre sans oxygène de qualité électronique (OFE), atteint 99,99 % avec au plus 5 ppm d'oxygène. La conductivité varie à peine : l'ETP et l'OF sont spécifiés à au moins 100 % IACS, l'OFE à 101 % IACS.

L'oxygène, la vraie différence
Dans le cuivre ETP, l'oxygène est présent sous forme de particules d'oxyde de cuivre. Lorsque la barre est chauffée sous atmosphère contenant de l'hydrogène, comme lors du brasage, du soudage ou de certains recuits, l'hydrogène réagit avec cet oxyde pour former de la vapeur d'eau qui ne peut s'échapper et fissure les joints de grains. Cette fragilisation par l'hydrogène est la raison d'être des nuances sans oxygène. Pour un assemblage boulonné qui ne subit jamais une telle chauffe, l'oxyde n'a aucun effet pratique.

Quelle nuance spécifier
Pour les jeux de barres courants de tableaux et d'appareillages assemblés par boulonnage, le C11000 est le choix par défaut, couvert par l'ASTM B187 pour les barres. La pureté supérieure des cuivres OF ou OFE augmente le coût sans améliorer sensiblement la conductivité. Le cuivre sans oxygène devient la bonne spécification lorsque les barres sont brasées, soudées ou utilisées dans des ensembles sous vide, le C10100 étant réservé aux applications sous vide et électroniques.

Un matériau, plusieurs désignations
Le même matériau apparaît sous différentes désignations, source fréquente de confusion aux achats. C110, C11000, CDA 110, EN CW004A et Cu-ETP désignent tous le cuivre ETP. Le C10200 correspond au CW008A ou Cu-OF, et le C10100 au CW009A ou Cu-OFE.

Nuance ou état métallurgique en fabrication
Pour le poinçonnage et le pliage, l'état métallurgique et l'épaisseur comptent davantage que la nuance. Le guide donne un exemple concret : une barre de 3/8 in à l'état dur H04 demande plus d'effort de poinçonnage et un rayon de pliage plus grand qu'une barre de 1/4 in à l'état recuit O60, quelle que soit la nuance. Le choix de la machine doit donc partir de la taille de la barre et de son état.

Le guide complet, avec tableaux de comparaison et de désignations et une FAQ, est disponible en anglais sur payapress.com.