Já alguma vez se interrogou sobre a ciência por detrás da união de metais sem os derreter? A brasagem é um processo fascinante que liga metais utilizando um material de enchimento aquecido a uma gama de temperaturas específica. Neste artigo, vamos mergulhar no mundo da brasagem, explorando as suas características, vantagens e vários tipos. Junte-se a nós para desvendar os segredos desta técnica essencial de metalurgia e descobrir como ela molda os produtos que usamos todos os dias.
O metal de adição para brasagem é aquecido a uma temperatura adequada, normalmente superior a 450°C.
Esta temperatura é superior à temperatura de liquidus do metal de adição, mas inferior à temperatura de solidus do metal de base.
Este processo de aquecimento promove a humidificação do metal de adição líquido na superfície do metal de base e permite que o metal de adição preencha a junta de brasagem por ação capilar, formando assim uma ligação entre dois materiais, que podem ser iguais ou diferentes.
(1) O ponto de fusão do metal de adição é inferior ao do metal de base, assegurando que o metal de base permanece intacto durante o processo de brasagem.
(2) A composição do metal de adição é significativamente diferente da do metal de base.
(3) O metal de adição fundido é arrastado e retido no espaço entre os componentes do metal de base através de humedecimento e capilaridade.
(4) A ligação metálica é estabelecida através da difusão mútua do metal de adição líquido e do metal de base sólido.
Decomposição do processo de brasagem
1) Classificação de acordo com o ponto de fusão da solda
Inferior a 450 ℃ - Soldadura
Acima de 450 ℃ - Brasagem
2) Por temperatura de brasagem
Brasagem de alta temperatura acima de 800 ℃; 550 ~ 800 ℃ é uma brasagem de temperatura média;
A brasagem a baixa temperatura é efectuada quando a temperatura é inferior a 500 ℃.
3) Por tipo de fonte de calor
Brasagem por chama, brasagem por ferro de soldar, brasagem em forno, brasagem por indução, brasagem por resistência.
Liquidus: a temperatura mais baixa à qual a solda é completamente líquida;
Linha de fase sólida: a temperatura mais elevada à qual o metal de adição é completamente sólido;
Efeito molhante:
A adesão é o fenómeno que ocorre quando um líquido e um objeto sólido se unem após entrarem em contacto.
Pode ser classificada em molhagem por imersão, molhagem por adesão e molhagem por espalhamento.
No estado livre, um líquido tentará manter uma forma esférica.
Quando o líquido entra em contacto com um sólido, se a sua coesão for superior à sua adesão, não adere à superfície sólida sem molhar.
No entanto, se a aderência do líquido for mais forte do que a sua coesão, poderá aderir à superfície sólida assim que a humidade ocorrer.
A capacidade de um líquido aderir a um metal de base pode ser medida pelo ângulo de contacto entre as fases líquida e sólida.
Durante a brasagem, o ângulo de molhagem do metal de adição deve ser inferior a 20°.
Ação capilar:
Assume-se que quando duas placas metálicas paralelas entre si são inseridas verticalmente numa quantidade infinita de solda líquida, as placas são infinitas e a quantidade de solda é ilimitada.
Dependendo das propriedades de molhagem da solda nas placas metálicas, o efeito capilar resultará na situação mostrada na Figura (a) ou na situação mostrada na Figura (b). Se a solda for capaz de molhar as placas metálicas, ocorrerá o resultado representado na Figura (a); caso contrário, ocorrerá o resultado representado na Figura (b).
Soldas macias à base de Sn e à base de Pb:
Têm uma boa capacidade de molhar e espalhar o cobre e outros metais, e são mais amplamente utilizados na indústria eletrónica.
Solda à base de Cd:
Principalmente liga de cádmio e prata, com boa resistência ao calor e à corrosão.
Solda à base de Zn
Solda macia à base de Au
Outras soldas macias de baixo ponto de fusão.
Incluir:
① Solda à base de In (índio)
② Solda de base Bi (bismuto)
③ Solda à base de Ga (gálio)
Solda sem chumbo
Devido à sua resistência relativamente elevada, o metal de adição para brasagem pode ser utilizado para soldar componentes sob tensão.
O metal de enchimento para brasagem inclui:
Metal de enchimento à base de IA:
Utilizado para a brasagem de alumínio e ligas de alumínio
Metal de enchimento para brasagem à base de Ag:
Tem um excelente desempenho global e pode ser utilizado para a brasagem de vários metais. É o metal de adição para brasagem mais utilizado.
Metal de enchimento à base de cobre:
Metal de adição para brasagem de cobre: brasagem de aço-carbono e aço de baixo liga de aço.
Solda cobre-zinco: são utilizados vários métodos de brasagem para soldar vários metais.
Metal de enchimento com fósforo de cobre: utilizado principalmente para a brasagem de cobre e ligas de cobre, amplamente utilizado no fabrico de motores e equipamento de refrigeração.
Metal de enchimento à base de W:
Excelente desempenho, pode soldar vários metais.
Ver também:
Requisitos de função e desempenho de fluxo de brasagem:
1) Remover a película de óxido para criar condições para molhar e espalhar;
2) O fluxo líquido cobre o metal de base e a superfície da solda para proteção;
3) Desempenha um papel ativo na interface para melhorar a molhagem e o espalhamento.
Necessidade de remover a película durante a brasagem
A película de óxido presente na superfície metálica tem um impacto significativo na humidificação e espalhamento da solda, pelo que deve ser removida.
Quanto mais espessa for a película de óxido, mais forte será a sua ligação à matriz metálica e maior será a sua estabilidade térmica e química, tornando-a mais difícil de remover.
A remoção pode ser conseguida através da utilização de fluxo de solda, de um meio gasoso, de métodos mecânicos ou de métodos físicos.
O fluxo de solda não só evita a oxidação da peça de trabalho e da solda, mas também remove a película de óxido. Também reduz a tensão superficial, promovendo o fluxo da solda e facilitando a formação da junta de solda.
Tabela 1 Taxa de formação de película de óxido em ar seco
| Metal | 1 minuto | 1 hora | 1 dia |
| Aço inoxidável | 10 | 10 | 10 |
| Ferro | 20 | 24 | 33 |
| Alumínio | 20 | 80 | 100 |
| Cobre | 33 | 50 | 50 |
Na brasagem, o gás neutro utilizado é principalmente o árgon, sendo o azoto utilizado em alguns casos.
O árgon é um gás inerte que serve principalmente para proteger a peça de trabalho e não tem a capacidade de remover diretamente a película de óxido.
Algumas películas de óxido podem ser removidas através da decomposição de óxidos e da redução, dispersão e dissolução da força da película de óxido através da adsorção de solda líquida.
Como se pode ver na tabela, a temperatura de decomposição da maioria dos óxidos metálicos é superior ao ponto de fusão ou mesmo ao ponto de ebulição do metal.
Pode concluir-se que, durante o processo de brasagem, não é possível obter a decomposição do óxido simplesmente através do aquecimento.
| Óxido | Temperatura de decomposição (℃) | Óxido | Temperatura de decomposição (℃) |
| Au2O | 250 | PbO | 2348 |
| Ag2O | 300 | NiO | 2751 |
| Pt2O | 300 | FeO | 3000 |
| CdO | 900 | MnO | 3500 |
| Cu2O | 1835 | ZnO | 3817 |
1. Soldadura a ferro
Características: baixa temperatura
Âmbito de aplicação:
1. É aplicável à soldadura (utilizando chumbo-estanho ou metal de enchimento à base de chumbo) com temperatura de soldadura inferior a 300C;
2. O fluxo de solda é necessário para a brasagem de peças finas e pequenas.
2. Brasagem com maçarico, soldadura com maçarico
Características: simples, flexível e amplamente utilizado
Âmbito de aplicação: geralmente, a chama neutra ou a chama de carbonização ligeira/tocha de gás geral ou tocha de brasagem especial (a tocha também pode ser utilizada para soldadura suave) deve ser utilizada para aquecer primeiro a peça de trabalho:
1. É aplicável à brasagem de algumas soldaduras que são limitadas pela forma, tamanho e equipamento das soldaduras e não podem ser brasadas por outros métodos
2. A brasagem automática por chama pode ser utilizada
3. Aço soldávelaço inoxidável, ligas duras, ferro fundido, cobre, prata, alumínio, etc. e respectivas ligas
4. Os metais de adição comuns incluem o cobre-zinco, o cobre-fósforo, a base de prata, a base de alumínio e os metais de adição de zinco-alumínio
3. Brasagem por imersão, soldadura por imersão
(Banho de sal e banho de metal, adequado para produção em massa)
4. Soldadura por fluxo, soldadura por onda, soldadura por pulverização
(Uma variedade de brasagem por banho de metal, utilizada principalmente para brasagem de placas de circuitos impressos)
5. Brasagem por resistência
Aquecimento extremamente rápido e elevada produtividade.
6. Brasagem por indução
Aquecimento rápido, menor oxidação e pequena brasagem.
O processo de produção de brasagem engloba várias etapas, incluindo a preparação da superfície da peça de trabalho antes da brasagem, a montagem, a colocação do metal de adição, a brasagem, o tratamento pós-brasagem e outros processos relacionados.
1. Projeto de junta soldada
Ao conceber uma junta soldada, a principal consideração deve ser a sua resistência, seguida das considerações relativas ao processo, tais como assegurar a precisão dimensional da montagem, a montagem e o posicionamento correctos das peças, a colocação da solda e a folga da junta soldada.
A junta sobreposta é normalmente utilizada para juntas de brasagem.
Na produção prática, para juntas de brasagem feitas com metais de adição de alta resistência à base de prata, cobre ou níquel, o comprimento da volta é tipicamente 2-3 vezes a espessura da peça mais fina.
Para juntas soldadas feitas com soldas macias, como estanho-chumbo, o comprimento da volta pode ser 4-5 vezes a espessura da peça mais fina, mas não deve exceder 15 mm.
Tipos de juntas soldadas
a) Forma de junção da brasagem de chapas
b) Forma de junta em T e brasagem em bisel
c) Forma conjunta de tubo ou barra e chapa
d) Forma de junção da brasagem por contacto de fio
e) Forma de junção da brasagem de tubos
Método de posicionamento de junta soldada
a) Posicionamento por gravidade b) Encaixe apertado c) Serrilhado d) Flangeamento
e) Queima f) Fiação g) Forjamento de matrizes h) Necking
i) Corte inferior j) Corte e dobragem k) Fixação l) Cavilha de posicionamento
m) Parafuso n) Rebitagem o) Soldadura por pontos
2. Preparação da superfície da soldadura
Antes do processo de brasagem, é crucial remover completamente qualquer óxido, gordura, sujidade e tinta da superfície da peça de trabalho.
Em alguns casos, pode ser necessário revestir previamente as peças com uma camada metálica específica antes da brasagem.
(1) Remover a mancha de óleo
As manchas de óleo podem ser removidas com solventes orgânicos.
Os solventes orgânicos comuns incluem o álcool, o tetracloreto de carbono, a gasolina, o tricloroetileno, o dicloroetano e o tricloroetano.
(2) Remoção de óxidos
Antes da brasagem, as películas de óxido na superfície da peça podem ser processadas utilizando métodos mecânicos, métodos de gravura química e métodos de gravura eletroquímica.
3. Montagem e fixação
Os metais de solda são utilizados em vários métodos de brasagem, com exceção da brasagem por chama e da brasagem com ferro de soldar, a maioria dos quais são pré-colocados na junta. A gravidade e a capilaridade da fenda devem ser utilizadas tanto quanto possível para incentivar o metal de enchimento a preencher a fenda quando colocado.
O metal de adição em pasta deve ser aplicado diretamente na junta soldada e a solda em pó pode ser misturada com um adesivo antes de ser aplicada na junta.
4. Método de colocação do metal de adição
a) Colocação da solda anular
b) Colocação da folha de solda
P - pressão aplicada
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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