Vous êtes-vous déjà interrogé sur la science qui permet d'assembler des métaux sans les faire fondre ? Le brasage est un processus fascinant qui permet d'assembler des métaux à l'aide d'un matériau d'apport chauffé à une température spécifique. Dans cet article, nous allons nous plonger dans le monde du brasage, en explorant ses caractéristiques, ses avantages et ses différents types. Découvrez avec nous les secrets de cette technique essentielle du travail des métaux et la façon dont elle façonne les produits que nous utilisons tous les jours.
Le métal d'apport est chauffé à une température appropriée, généralement supérieure à 450°C.
Cette température est supérieure à la température de liquidus du métal d'apport mais inférieure à la température de solidus du métal de base.
Ce processus de chauffage favorise le mouillage du métal d'apport liquide à la surface du métal de base et permet au métal d'apport de remplir le joint de brasure par capillarité, formant ainsi une connexion entre deux matériaux, qui peuvent être identiques ou différents.
(1) Le point de fusion du métal d'apport est inférieur à celui du métal de base, ce qui garantit que le métal de base reste intact pendant le processus de brasage.
(2) La composition du métal d'apport est sensiblement différente de celle du métal de base.
(3) Le métal d'apport fondu est aspiré et retenu dans l'espace entre les composants du métal de base par mouillage et capillarité.
(4) La liaison métallique est établie par la diffusion mutuelle du métal d'apport liquide et du métal de base solide.
Décomposition du processus de brasage
1) Classification selon le point de fusion de la soudure
Inférieur à 450 ℃ - Soudure
Au-dessus de 450 ℃ - Brasage
2) Par température de brasage
Le brasage à haute température est supérieur à 800 ℃ ; 550~800 ℃ est un brasage à moyenne température ;
Le brasage à basse température est réalisé lorsque la température est inférieure à 500 ℃.
3) Par type de source de chaleur
Brasage à la flamme, brasage au fer à souder, brasage au four, brasage par induction, brasage par résistance.
Liquidus : la température la plus basse à laquelle la soudure est complètement liquide ;
Ligne de phase solide : la température la plus élevée à laquelle le métal d'apport est complètement solide ;
Effet mouillant :
L'adhésion est le phénomène qui se produit lorsqu'un liquide et un objet solide se collent l'un à l'autre après être entrés en contact.
Elle peut être classée en mouillage par immersion, mouillage par adhésion et mouillage par étalement.
À l'état libre, un liquide tente de conserver une forme sphérique.
Lorsque le liquide entre en contact avec un solide, si sa cohésion est supérieure à son adhérence, il n'adhère pas à la surface solide sans être mouillé.
Toutefois, si l'adhérence du liquide est plus forte que sa cohésion, il pourra adhérer à la surface solide une fois mouillé.
La capacité d'un liquide à adhérer à un métal de base peut être mesurée par l'angle de contact entre les phases liquide et solide.
Pendant le brasage, l'angle de mouillage du métal d'apport doit être inférieur à 20°.
Action capillaire :
On suppose que lorsque deux plaques métalliques parallèles sont insérées verticalement dans une quantité infinie de soudure liquide, les plaques sont infinies et la quantité de soudure est illimitée.
En fonction des propriétés de mouillage de la soudure sur les plaques métalliques, l'effet capillaire aboutira soit à la situation illustrée à la figure (a), soit à la situation illustrée à la figure (b). Si la soudure est capable de mouiller les plaques métalliques, le résultat illustré à la figure (a) se produira ; sinon, le résultat illustré à la figure (b) se produira.
Les brasures tendres à base de Sn et de Pb :
Ils ont une bonne capacité de mouillage et d'étalement pour le cuivre et d'autres métaux, et sont le plus souvent utilisés dans l'industrie électronique.
Soudure à base de Cd :
Principalement en alliage cadmium-argent, avec une bonne résistance à la chaleur et à la corrosion.
Soudure à base de Zn
Soudure tendre à base d'or
Autres brasures tendres à bas point de fusion.
Inclure :
① Soudure à base d'In (indium)
② Soudure à base de Bi (bismuth)
③ Soudure à base de Ga (gallium)
Soudure sans plomb
En raison de sa résistance relativement élevée, le métal d'apport peut être utilisé pour braser des composants soumis à des contraintes.
Le métal d'apport pour le brasage comprend
Métal d'apport à base d'AI :
Utilisé pour le brasage de l'aluminium et alliages d'aluminium
Métal d'apport pour le brasage à base d'Ag :
Il présente d'excellentes performances globales et peut être utilisé pour le brasage de divers métaux. C'est le métal d'apport le plus utilisé pour le brasage.
Métal d'apport à base de Cu :
Métal d'apport pour brasage fort au cuivre : brasage de l'acier au carbone et de l'acier à faible teneur en carbone acier allié.
Soudure cuivre-zinc : diverses méthodes de brasage sont utilisées pour souder différents métaux.
Métal d'apport au phosphore de cuivre : principalement utilisé pour le brasage du cuivre et des alliages de cuivre, largement utilisé dans la fabrication de moteurs et d'équipements de réfrigération.
Métal d'apport à base de W :
Excellente performance, peut souder différents métaux.
Voir aussi
Exigences en matière de fonction et de performance flux de brasage:
1) Enlever le film d'oxyde pour créer les conditions nécessaires au mouillage et à l'étalement ;
2) Le flux liquide recouvre le métal de base et la surface à souder pour les protéger ;
3) Il joue un rôle actif d'interface pour améliorer le mouillage et l'étalement.
Nécessité d'enlever la pellicule pendant le brasage
Le film d'oxyde présent sur la surface du métal a un impact significatif sur le mouillage et l'étalement de la soudure, et doit donc être éliminé.
Plus le film d'oxyde est épais, plus sa liaison avec la matrice métallique est forte et plus sa stabilité thermique et chimique est élevée, ce qui le rend plus difficile à éliminer.
L'élimination peut être réalisée par l'utilisation d'un flux de soudure, d'un milieu gazeux, de méthodes mécaniques ou physiques.
Le flux de soudure empêche non seulement l'oxydation de la pièce et de la brasure, mais élimine également le film d'oxyde. Il réduit également la tension superficielle, favorisant l'écoulement de la soudure et facilitant la formation du joint de soudure.
Tableau 1 Taux de formation du film d'oxyde dans l'air sec
| Métal | 1 minute | 1 heure | 1 jour |
| Acier inoxydable | 10 | 10 | 10 |
| Le fer | 20 | 24 | 33 |
| Aluminium | 20 | 80 | 100 |
| Cuivre | 33 | 50 | 50 |
Dans le cas du brasage, le gaz neutre utilisé est principalement l'argon, l'azote étant utilisé dans certains cas.
L'argon est un gaz inerte qui sert principalement à protéger la pièce et n'a pas la capacité d'éliminer directement le film d'oxyde.
Certaines pellicules d'oxyde peuvent être éliminées par la décomposition des oxydes et la réduction, la dispersion et la dissolution de la force de la pellicule d'oxyde par l'adsorption de la soudure liquide.
Comme le montre le tableau, la température de décomposition de la plupart des oxydes métalliques est supérieure au point de fusion ou même au point d'ébullition du métal.
On peut en conclure que pendant le processus de brasage, il n'est pas possible d'obtenir une décomposition de l'oxyde par simple chauffage.
| Oxyde | Température de décomposition (℃) | Oxyde | Température de décomposition (℃) |
| Au2O | 250 | PbO | 2348 |
| Ag2O | 300 | NiO | 2751 |
| Pt2O | 300 | FeO | 3000 |
| CdO | 900 | MnO | 3500 |
| Cu2O | 1835 | ZnO | 3817 |
1. Brasage au fer
Caractéristiques : basse température
Champ d'application :
1. Il est applicable au brasage (avec du plomb étamé ou du métal d'apport à base de plomb) à une température de brasage inférieure à 300°C ;
2. Le flux de soudure est nécessaire pour le brasage de pièces fines et de petite taille.
2. Brasage au chalumeau, brasage au chalumeau
Caractéristiques : simple, flexible et largement utilisé
Champ d'application : en général, la flamme neutre ou la flamme de carbonisation légère/le chalumeau à gaz général ou le chalumeau spécial pour le brasage (le chalumeau peut également être utilisé pour le brasage tendre) doit être utilisé pour chauffer d'abord la pièce à usiner :
1. Elle est applicable au brasage de certaines pièces soudées qui sont limitées par la forme, la taille et l'équipement des pièces soudées et qui ne peuvent pas être brasées par d'autres méthodes.
2. Le brasage automatique à la flamme peut être utilisé
3. Acier soudableacier inoxydable, alliage dur, fonte, cuivre, argent, aluminium, etc. et leurs alliages
4. Les métaux d'apport les plus courants sont le cuivre-zinc, le cuivre-phosphore, l'argent-base, l'aluminium-base et le zinc-aluminium.
3. Brasage à l'étain, brasage à l'étain
(Bain de sel et bain de métal, adapté à la production de masse)
4. Brasage en flux, brasage à la vague, brasage par pulvérisation
(Une variété de brasage en bain de métal, principalement utilisé pour le brasage des cartes de circuits imprimés)
5. Brasage par résistance
Chauffage extrêmement rapide et productivité élevée.
6. Brasage par induction
Chauffage rapide, moins d'oxydation et petit brasage.
Le processus de production du brasage comprend plusieurs étapes, notamment la préparation de la surface de la pièce avant le brasage, l'assemblage, la mise en place du métal d'apport, le brasage, le traitement post-brasage et d'autres processus connexes.
1. Conception des joints brasés
Lors de la conception d'un joint brasé, la première considération doit être sa résistance, suivie par les considérations relatives au processus, telles que la précision dimensionnelle de l'assemblage, l'assemblage et le positionnement corrects des pièces, la mise en place de la brasure et le jeu du joint brasé.
Le joint à recouvrement est couramment utilisé pour les joints de brasure.
Dans la pratique, pour les joints de brasage réalisés avec des métaux d'apport très résistants à base d'argent, de cuivre ou de nickel, la longueur de recouvrement est généralement de 2 à 3 fois l'épaisseur de la pièce la plus fine.
Pour les joints soudés avec des soudures tendres telles que l'étain-plomb, la longueur de recouvrement peut être de 4 à 5 fois l'épaisseur de la pièce la plus mince, mais elle ne doit pas dépasser 15 mm.
Types de joints brasés
a) Forme conjointe du brasage de plaques
b) Forme de joint en T et brasage en biseau
c) Forme commune du tube ou de la barre et de la plaque
d) Forme de joint du brasage par contact de fil
e) Forme de joint du brasage des tuyaux
Méthode de positionnement d'un joint brasé
a) positionnement par gravité b) ajustement serré c) moletage d) Flasque
e) Éclatement f) Filage g) Forgeage sous pression h) Cou
i) Contre-dépouille j) Rainurage et cintrage k) Serrage l) Goupille de positionnement
m) Vis n) Rivetage o) Soudage par points
2. Préparation de la surface de l'élément soudé
Avant le processus de brasage, il est essentiel d'éliminer soigneusement toute trace d'oxyde, de graisse, de saleté et de peinture de la surface de la pièce.
Dans certains cas, il peut être nécessaire de revêtir les pièces d'une couche métallique spécifique avant le brasage.
(1) Éliminer la tache d'huile
Les taches d'huile peuvent être éliminées à l'aide de solvants organiques.
Les solvants organiques courants sont l'alcool, le tétrachlorure de carbone, l'essence, le trichloréthylène, le dichloréthane et le trichloréthane.
(2) Élimination des oxydes
Avant le brasage, les films d'oxyde sur la surface de la pièce peuvent être traités à l'aide de méthodes mécaniques, de méthodes de gravure chimique et de méthodes de gravure électrochimique.
3. Assemblage et fixation
Les métaux d'apport sont utilisés dans diverses méthodes de brasage, à l'exception du brasage à la flamme et du brasage au fer à souder, dont la plupart sont placés à l'avance sur le joint. La gravité et la capillarité de l'espace doivent être utilisées autant que possible pour encourager le métal d'apport à remplir l'espace lorsqu'il est placé.
Le métal d'apport en pâte doit être appliqué directement sur le joint brasé, et la brasure en poudre peut être mélangée à un adhésif avant d'être appliquée sur le joint.
4. Méthode de mise en place du métal d'apport
a) Placement de la soudure annulaire
b) Placement de la soudure en feuille
P - pression appliquée
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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