Brasagem de cobre: Os princípios básicos que deve saber

I. Cobre e ligas de cobre

O cobre e as suas ligas são amplamente utilizados em aplicações industriais devido às suas propriedades excepcionais, incluindo condutividade eléctrica e térmica superior, excelente resistência à corrosão e elevada formabilidade. Estes materiais são classificados em quatro grupos principais: cobre puro (muitas vezes referido como cobre vermelho), latão, bronze e cobre branco (também conhecido como prata níquel).

1. Cobre puro: Caracterizado pela sua cor laranja-avermelhada, o cobre puro (>99,3% Cu) oferece a maior condutividade eléctrica entre os metais comerciais, tornando-o indispensável nas indústrias eléctrica e eletrónica. Apresenta também uma excelente condutividade térmica, resistência à corrosão e ductilidade.

2. Latão: Uma liga composta principalmente por cobre e zinco, com um teor de zinco que varia normalmente entre 5% e 45%. Os latões oferecem um equilíbrio entre força, maquinabilidade e resistência à corrosão. Os tipos mais comuns incluem:

• Latão alfa (< 35% Zn): Altamente dúctil, adequado para trabalho a frio
• Latão alfa-beta (35-45% Zn): Mais forte, ideal para trabalho a quente e extrusão

3. Bronze: tradicionalmente ligas de cobre-estanho, mas os bronzes modernos podem conter outros elementos como o alumínio, o silício ou o berílio. Os bronzes apresentam geralmente maior resistência e resistência à corrosão do que os latões. Tipos notáveis incluem:

• Bronze fosforoso: contém pequenas quantidades de fósforo, oferecendo excelentes propriedades de mola
• Bronze de alumínio: Alta resistência e resistência à corrosão, adequado para aplicações marítimas

4. Cobre branco (prata níquel): Uma liga de cobre, níquel e zinco, contendo normalmente 10-20% de níquel. Apesar do seu nome, não contém prata. O cobre branco oferece boa resistência à corrosão, força e uma aparência atraente semelhante à prata, tornando-o adequado para aplicações decorativas e instrumentos musicais.

II. Propriedades dos materiais do cobre e das ligas de cobre

1. Cobre vermelho

O cobre vermelho é uma forma pura de cobre com um teor de cobre de, pelo menos, 99,5%.

Pode ainda ser dividido em cobre puro e cobre isento de oxigénio com base no seu teor de oxigénio.

Cu₂O e óxidos de CuO podem formar-se na superfície do cobre vermelho.

À temperatura ambiente, a superfície de cobre é coberta com Cu₂O.

A altas temperaturas, a escala de óxido é composta por duas camadas: a camada exterior é CuO e a camada interior é Cu₂O.

É importante notar que o cobre puro não pode ser soldado numa atmosfera redutora que contenha hidrogénio.

2. Latão

O latão refere-se a uma liga de cobre-zinco que tem maior força, dureza e resistência à corrosão em comparação com o cobre vermelho, mantendo a dureza e a elevada resistência à corrosão.

Diagrama metalográfico do latão

3. Latão especial

(1) Latão estanhado:

O latão estanhado contém aproximadamente 1% de estanho (Sn) e a presença de estanho não altera a composição dos óxidos de superfície.

A soldabilidade do latão estanhado é comparável à do latão, tornando-o fácil de soldar.

(2) Latão de chumbo:

O latão com chumbo contém chumbo, que quando aquecido forma uma escória pegajosa que prejudica o efeito de humidade e a fluidez da solda.

É importante selecionar o fluxo adequado para garantir uma fluidez adequada.

(3) Latão com manganês:

A superfície do latão com manganês é composta por óxido de zinco e óxido de manganês.

O óxido de manganês é relativamente estável e difícil de remover, pelo que é necessário utilizar um agente ativo brasagem fluxo para assegurar a molhabilidade do metal de adição de brasagem.

4. Bronze

Existem vários tipos de bronzeCada um com elementos de liga diferentes, o que afecta a sua capacidade de brasagem.

Quando o elemento de liga adicionado é o estanho, ou uma pequena quantidade de crómio ou cádmio, tem um impacto mínimo na soldabilidade e é geralmente mais fácil de soldar.

No entanto, se o elemento adicionado for o alumínio, particularmente quando o teor de alumínio é elevado (até 10%), o óxido de alumínio na superfície é difícil de remover, causando uma deterioração da soldabilidade.

Nestes casos, é necessário utilizar um fluxo especial para a brasagem.

Por exemplo, quando o silício é adicionado para formar bronze de silício, este torna-se altamente sensível à fragilidade a quente e à fissuração por tensão quando exposto a solda derretida.

Outro exemplo é quando o elemento de liga adicionado é o berílio.

Embora se forme um óxido de BeO relativamente estável, o fluxo de brasagem convencional é suficiente para remover a película de óxido.

5. Cobre branco

Cobre branco é uma liga de cobre e níquel que apresenta excelentes propriedades mecânicas globais.

Contém níquel.

Ao selecionar o metal de adição, é importante evitar os que contêm fósforo, como o metal de adição cobre-fósforo e o metal de adição cobre-fósforo-prata.

O cobre branco é altamente sensível à fissuração a quente e à fissuração por tensão quando sujeito a solda fundida.

III. Composições típicas de cobre e de ligas de cobre e tratamento térmico

IV. Propriedades de brasagem do cobre e das ligas de cobre

A brasagem do cobre e das ligas de cobre depende essencialmente dos seguintes factores:

1. A estabilidade dos óxidos formados na superfície.
2. A influência do processo de aquecimento da brasagem na propriedades dos materiais.
3. A sensibilidade do material à fissuração por tensão.

As superfícies de cobre puro podem formar dois óxidos, Cu2O e CuO. À temperatura ambiente, uma superfície de cobre é coberta por Cu2O, enquanto que a altas temperaturas, a película de óxido divide-se em duas camadas, com CuO no exterior e Cu2O no interior. Os óxidos de cobre são fáceis de remover, pelo que o cobre puro é bem soldado.

O cobre oxigenado é cobre refinado por pirometalurgia e cobre de passo electroliticamente duro. Contém 0,02% a 0,1% de oxigénio em massa, que existe como óxido de cobre, formando uma organização eutéctica com o cobre. Esta organização eutéctica está distribuída na matriz de cobre em forma globular.

Se o cobre oxigenado for soldado numa atmosfera redutora contendo hidrogénio, o hidrogénio difunde-se rapidamente no metal, reduzindo o óxido para produzir vapor. Este vapor forma cavidades no interior dos cristais de cobre e expande-se rapidamente, dando origem a fragilização por hidrogénio. Em casos graves, o material de cobre pode fraturar.

Se a atmosfera contiver monóxido de carbono e humidade, o monóxido de carbono pode reduzir o vapor a hidrogénio, que depois se difunde no metal, resultando em fragilização por hidrogénio. Por conseguinte, o cobre oxigenado não deve ser soldado em atmosferas de amoníaco em decomposição, endotérmicas ou redutoras exotérmicas.

O aquecimento a longo prazo do cobre oxigenado acima de 920 ℃ fará com que o óxido de cobre se acumule nos limites dos grãos, diminuindo a resistência e a ductilidade do cobre. Portanto, durante a brasagem, o material deve evitar a exposição prolongada a temperaturas acima de 920 ℃.

O cobre não pode ser tratado termicamente para obter resistência, portanto, os métodos de trabalho a frio são frequentemente usados para aumentar sua resistência. O cobre endurecido por trabalho a frio amolece quando aquecido entre 230 ℃ e 815 ℃. O grau de amolecimento depende da temperatura e da duração dessa temperatura. Quanto mais alta a temperatura de aquecimento da brasagem, mais macio se torna o cobre endurecido por trabalho a frio.

O cobre isento de oxigénio tem um baixo teor de oxigénio e não existem constituintes eutécticos de cobre e óxido de cobre no cobre. A sua condutividade eléctrica e capacidade de trabalho a frio (como a estampagem profunda e a fiação) são melhores do que as do cobre desoxidado.

O cobre isento de oxigénio pode ser soldado numa atmosfera protetora contendo hidrogénio sem fragilização por hidrogénio. O cobre isento de oxigénio endurecido por trabalho a frio também amolece durante o aquecimento.

O latão comum pode ser dividido em três categorias: latão baixo (fração de massa de zinco inferior a 20%), latão alto (fração de zinco superior a 20%) e latão de liga. Quando a fração mássica de zinco no latão é inferior a 15%, o óxido de superfície é constituído principalmente por Cu2O, que contém pequenas partículas de ZnO.

Quando a fração mássica de zinco é superior a 20%, o óxido é constituído principalmente por ZnO. O óxido de zinco também é fácil de remover, pelo que a brasagem do latão é muito boa. O latão não é adequado para a brasagem numa atmosfera protetora, especialmente na brasagem a vácuo. Isso ocorre porque o zinco tem uma alta pressão de vapor (atingindo 105Pa a 907 ℃).

Durante a brasagem numa atmosfera protetora, especialmente a brasagem a vácuo, o zinco do latão volatiliza-se, a superfície fica vermelha e afecta as propriedades de brasagem e as propriedades inerentes. Se a brasagem tiver de ser efectuada numa atmosfera protetora ou em vácuo, deve ser previamente galvanizada uma camada de cobre ou níquel na superfície das peças de latão para evitar a volatilização do zinco. No entanto, a galvanização pode afetar a resistência da junta soldada.

A brasagem de latão requer a utilização de um fundente.

O latão estanhado tem aproximadamente 1% de ω (Sn). A presença de estanho não afecta a composição do óxido superficial. A brasagem do latão estanhado é comparável à do latão e é fácil de brasar.

O latão com chumbo forma um resíduo pegajoso quando aquecido, o que perturba a ação molhante e a fluidez do material de brasagem, pelo que deve ser escolhido um fluxo adequado para assegurar a ação molhante do material de brasagem. Quando o latão com chumbo é aquecido, tem tendência a fissurar por tensão. A sua sensibilidade à fissuração a quente é diretamente proporcional ao teor de chumbo.

Por conseguinte, o tensão interna de latão com chumbo deve ser minimizado durante a brasagem, por exemplo, através de recozimento antes da soldadura para remover a tensão causada pelo processamento do componente. A temperatura de aquecimento deve ser tão uniforme quanto possível para reduzir o stress térmico. O efeito de brasagem é fraco quando ω (Pb) > 3%. Para latão com chumbo com ω (Pb) > 5%, a brasagem não é recomendada.

A superfície do latão com manganês é composta por óxido de zinco e óxido de manganês. O óxido de manganês é relativamente estável e difícil de remover, pelo que deve ser utilizado um fluxo altamente ativo para garantir a molhabilidade do material de brasagem.

O bronze de estanho QSn6.5-0.1 forma dois óxidos na sua superfície: uma camada interna de SnO2 e uma camada externa de óxido de cobre. Estes óxidos são fáceis de remover e a liga brasa bem, adequada para vários métodos de brasagem, incluindo a brasagem com proteção gasosa e a brasagem a vácuo.

Os fluxos convencionais podem ser usados para brasagem no ar. Para evitar rachaduras, as peças de bronze de estanho contendo fósforo devem ser aliviadas de tensão a aproximadamente 290-340 ℃ antes da brasagem.

O bronze de alumínio contém uma quantidade significativa de alumínio (até 10% em massa), formando uma camada de óxido composta principalmente por óxido de alumínio na superfície, que é difícil de remover. Por conseguinte, brasagem de alumínio bronze é bastante difícil. O óxido de alumínio não pode ser reduzido numa atmosfera protetora e não pode ser removido por aquecimento a vácuo, exigindo um fluxo especializado.

Se as peças de bronze-alumínio forem soldadas numa temperado e revenido estado, a temperatura de brasagem não deve exceder a temperatura de têmpera. Por exemplo, a temperatura de revenimento de QAl9-2 é 400 ℃.

Se a temperatura de brasagem exceder 400 ℃, o material de base amolecerá. Se a brasagem for feita em altas temperaturas, a temperatura de brasagem deve corresponder à temperatura de têmpera (880 ℃), seguida de revenimento, para atingir as propriedades mecânicas desejadas do material de base. Isso deve ser considerado ao selecionar um material de brasagem.

Embora se forme um óxido de BeO relativamente estável na superfície do bronze de berílio, o fluxo convencional ainda satisfaz o requisito de remoção da película de óxido. O bronze de berílio é frequentemente utilizado em situações em que as peças necessitam de elasticidade.

Para evitar a redução desta propriedade, a temperatura de brasagem deve ser inferior à sua temperatura de envelhecimento (300 ℃) ou a temperatura de brasagem deve corresponder à temperatura de têmpera, seguida de tratamento de envelhecimento após a brasagem.

O bronze de silício, principalmente a liga QSi3-1 com cerca de 3% ω (Si), forma um óxido composto principalmente por dióxido de silício na sua superfície. O mesmo fluxo utilizado para a brasagem do bronze de alumínio deve ser utilizado para a brasagem do bronze de silício. O bronze silício sob tensão é extremamente sensível à fissuração térmica e à fissuração por tensão sob a ação do material de brasagem fundido.

Para evitar rachaduras, a liga deve ser aliviada de tensão a uma temperatura entre 300-350 ℃ antes da brasagem. Um material de brasagem de ponto de fusão mais baixo deve ser escolhido e um método de brasagem que aquece uniformemente deve ser usado durante a brasagem.

O bronze de crómio e o bronze de cádmio têm pequenas quantidades de crómio ou cádmio, que não afectam significativamente o processo de brasagem. Na brasagem do bronze-crómio, deve ser considerado o regime de tratamento térmico do material de base.

A brasagem deve ocorrer abaixo da temperatura de envelhecimento (460 ℃) ou a temperatura de brasagem deve corresponder à temperatura de têmpera (950-1000 ℃).

Prata-níquel e prata-manganês. O níquel-prata contém níquel e os materiais de brasagem que contêm fósforo, como o material de brasagem cobre-fósforo e o material de brasagem cobre-fósforo-prata, devem ser evitados aquando da escolha de um material de brasagem, uma vez que os materiais de brasagem que contêm fósforo podem facilmente formar fosforeto de níquel quebradiço na interface após a brasagem, reduzindo a resistência e a tenacidade da junta.

O níquel-prata é extremamente sensível à fissuração a quente e à fissuração por tensão sob a ação do material de brasagem fundido. Por conseguinte, as peças devem ter a sua tensão interna removida antes da brasagem e deve ser escolhido um material de brasagem com um ponto de fusão mais baixo.

As peças devem ser aquecidas uniformemente e a expansão e contração livres das peças durante o aquecimento e o arrefecimento devem ser permitidas para reduzir o stress térmico durante a brasagem.

Brazabilidade do cobre comum e das ligas de cobre

V. Metal de enchimento para brasagem

1. Metal de adição para brasagem à base de prata

A solda à base de prata é amplamente utilizada devido ao seu ponto de fusão moderado, boa processabilidade, qualidades fortes e resistentes, condutividade, condutividade térmica e resistência à corrosão.

O principal elementos de liga Os elementos de liga das soldas à base de prata são o cobre, o zinco, o cádmio e o estanho. O cobre é o elemento de liga mais importante, uma vez que reduz a temperatura de fusão da prata sem formar uma fase frágil.

A adição de zinco reduz ainda mais a temperatura de fusão.

Embora a adição de estanho possa baixar significativamente a temperatura de fusão das ligas de prata-cobre-estanho, esta baixa temperatura de fusão resulta numa fragilidade extrema e na falta de utilização prática.

Para evitar a fragilidade, o teor de estanho na solda prata-cobre-estanho não é normalmente superior a 10%.

Para reduzir ainda mais a temperatura de fusão da solda à base de prata, pode ser adicionado cádmio à liga de prata-cobre-zinco.

Composição química e principais propriedades do metal de adição para brasagem à base de prata

2. Solda com fósforo de cobre

O metal de adição para brasagem cobre-fósforo é amplamente utilizado na brasagem de cobre e ligas de cobre devido ao seu desempenho tecnológico favorável e à sua relação custo-eficácia.

O fósforo tem duas funções no cobre:

Em primeiro lugar, reduz significativamente o ponto de fusão do cobre.

Em segundo lugar, actua como um fluxo de auto-soldadura durante a brasagem ao ar.

Para reduzir ainda mais a temperatura de fusão da liga Cu-P e melhorar a sua tenacidade, pode também ser adicionada prata.

É importante notar que os metais de adição cobre-fósforo e cobre-rattan-prata só podem ser utilizados para a brasagem de cobre e ligas de cobre e não podem ser utilizados para a brasagem de aço, ligas de níquel ou ligas de cobre-níquel com um teor de níquel superior a 10%.

Este tipo de metal de adição pode resultar em segregação quando aquecido lentamente, pelo que é melhor adotar um método de brasagem de aquecimento rápido.

Composição química e propriedades da solda de cobre e fósforo

3. Solda macia - solda à base de estanho

Na brasagem de cobre com solda à base de Sn, é comum a formação do composto intermetálico Cu6Sn5 na interface entre a solda e o metal de base. Por isso, é importante considerar cuidadosamente a temperatura de brasagem e o tempo de espera.

Quando se utiliza um ferro de soldar, a camada de composto é tipicamente fina e tem um impacto mínimo no desempenho da junta.

As juntas de latão soldadas com metal de adição de estanho-chumbo são mais fortes do que as juntas de cobre soldadas com o mesmo metal de adição. Isto deve-se ao facto de a dissolução do latão no metal de adição líquido ser mais lenta, resultando na formação de menos compostos intermetálicos frágeis.

4. Solda macia - solda à base de cádmio

Composição química e propriedades da solda à base de cádmio

5. Solda macia - solda sem chumbo

Solda sem chumbo para brasagem de tubos de cobre

Resistência de juntas de cobre e latão brasadas com parte de solda mole

VI. Fluxo de brasagem

Os fluxos de brasagem normalmente utilizados consistem numa matriz de bórax, ácido bórico ou uma mistura de ambos, e são complementados com fluoretos ou fluoroboratos de metais alcalinos ou alcalino-terrosos para atingir uma temperatura de ativação adequada e melhorar as capacidades de remoção de óxidos.

Quando aquecido, o ácido bórico (H3BO3) decompõe-se, formando anidrido bórico (B2O3).

A fórmula de reação é a seguinte

2H₃BO₃→B₂O₃+3H₂O

O ponto de fusão do anidrido bórico é de 580°C.

Pode reagir com óxidos de cobre, zinco, níquel e ferro para formar um borato solúvel, que flutua na junta soldada como uma escória. Isto não só remove a película de óxido como também proporciona proteção mecânica.

MeO+B₂O₃→MeO-B₂O₃

Bórax Na₂B₄O₇ funde a 741 ℃:

Na₂B₄O₇→B₂O₃+2NaBO₂

O anidrido bórico e os óxidos metálicos reagem para formar boratos solúveis. O metaborato de sódio e os boratos combinam-se para formar compostos com uma temperatura de fusão mais baixa, tornando-os fáceis de subir à superfície das juntas de soldadura.

MeO+2NaBO₂+B₂O₃>（NaBO₂）₂Me（BO₂）₂

A combinação de bórax e ácido bórico é um fundente comummente utilizado. A adição de ácido bórico pode diminuir a tensão superficial do fundente de bórax e melhorar a sua propagação. O ácido bórico também aumenta a capacidade do resíduo do fundente para se soltar da superfície de forma limpa. No entanto, quando se utiliza fundente de ácido bórico-bórax com metal de enchimento prateado, a sua temperatura de fusão permanece demasiado elevada e a sua viscosidade continua a ser demasiado elevada.

Para diminuir ainda mais a temperatura de fusão, pode ser adicionado fluoreto de potássio. O papel principal do fluoreto de potássio é reduzir a viscosidade do fundente e aumentar a sua capacidade de remoção de óxidos. Para reduzir ainda mais a temperatura de fusão e aumentar a sua atividade, pode ser adicionado KBF₄ pode ser adicionado.

O ponto de fusão do KBF₄ é 540 ℃, e a decomposição de fusão é:

KBF₄→KF+BF₃

VII. Fluxo de soldadura suave

1. Fluxo corrosivo

2. Fluxo fracamente corrosivo

3. Fluxo não corrosivo

O principal componente do fluxo não corrosivo é a colofónia.

Existem três fluxos de colofónia normalmente utilizados:

• Colofónia inactivada;
• Colofónia fraca activada;
• Colofónia ativa.

VIII. Preparação da superfície

• O desengorduramento com solvente ou solução alcalina é aplicável ao cobre e às ligas de cobre.
• Podem ser utilizados métodos mecânicos, escovas de arame e jato de areia para remover os óxidos.
• Latão silício;
• Bronze de crómio e liga de cobre e níquel;
• Bronze de alumínio e bronze de berílio;
• Cobre, latão, bronze estanhado.

IX. Processo de brasagem

O cobre e as suas ligas apresentam uma excelente capacidade de brasagem devido à sua elevada condutividade térmica e caraterísticas de humidificação favoráveis. Podem ser utilizados vários métodos de brasagem, cada um oferecendo vantagens distintas para aplicações específicas:

1. Brasagem em forno: Proporciona um aquecimento uniforme e é ideal para grandes lotes ou montagens complexas.
2. Brasagem por indução: Oferece aquecimento rápido e localizado, adequado para linhas de produção automatizadas.
3. Brasagem por chama: Versátil e económico para operações de pequena escala ou reparações no terreno.
4. Brasagem por resistência: Eficiente para unir componentes pequenos e condutores de eletricidade.
5. Brasagem por imersão: Garante um revestimento uniforme e é eficaz para a brasagem de várias juntas em simultâneo.
6. Brasagem por infravermelhos: Proporciona um controlo preciso da temperatura e é adequado para componentes sensíveis à temperatura.

Na brasagem do cobre e das suas ligas, são necessárias considerações especiais:

• Seleção do metal de enchimento: Escolher ligas compatíveis com o cobre, tais como ligas de cobre-fósforo ou ligas à base de prata, tendo em conta factores como a resistência da junta e a resistência à corrosão.
• Aplicação de fluxos: Utilizar fluxos adequados para remover óxidos e promover a molhagem, especialmente para os tipos de cobre sem oxigénio.
• Controlo da atmosfera: Considerar atmosferas inertes ou redutoras para evitar a oxidação durante a brasagem a alta temperatura.
• Conceção da junta: Assegurar uma folga adequada (normalmente 0,025-0,125 mm) para a ação capilar do metal de enchimento.

Para a brasagem de cobre a alta frequência, o processo requer uma otimização cuidadosa devido à baixa resistência eléctrica do cobre. As estratégias para superar este desafio incluem:

• Utilização de frequências mais elevadas (normalmente >100 kHz) para concentrar a corrente na superfície.
• Utilização de concentradores de fluxo magnético para concentrar o campo magnético e melhorar a eficiência do aquecimento.
• Implementação de sistemas precisos de controlo da temperatura para evitar o sobreaquecimento e garantir uma qualidade consistente das juntas.

X. Tecnologia de brasagem de cobre e ligas de cobre

1. Cobre

Na brasagem do cobre, a coordenação do metal de adição e do fluxo é a seguinte

Ao soldar superfícies limpas, especialmente com solda de estanho-chumbo e estanho-prata, pode ser utilizado fluxo de colofónia. Para outras superfícies, pode ser utilizado colofónia ativa, fluxo corrosivo fraco ou fluxo corrosivo.

É importante notar que o cobre puro não deve ser soldado numa atmosfera redutora, exceto o cobre isento de oxigénio, a fim de evitar a fragilização por hidrogénio.

2. Latão

O metal de adição e o fluxo utilizados para a brasagem do latão são geralmente semelhantes aos utilizados para a brasagem do cobre. No entanto, deve notar-se que, devido à presença de óxido de zinco na superfície do latão, este não pode ser soldado com colofónia inativa. Além disso, na brasagem com cobre-fósforo e solda de prata, deve ser utilizado o fluxo FB102.

3. Latão com manganês

Para a brasagem de estanho-chumbo, deve ser utilizado um fluxo de solução de ácido fosfórico. A brasagem à base de chumbo requer a utilização de um fluxo de brasagem de solução de óxido de zinco. O fluxo de brasagem Q205 é utilizado para a brasagem à base de cádmio. As soldas BAg45CuCdNi e BAg45CuCd devem ser soldadas com o fluxo FB102 ou FB103. Outras soldas à base de prata, bem como soldas de cobre-fósforo e cobre-fósforo prata, devem ser soldadas com o fluxo FB102. Recomenda-se a brasagem com o fluxo FB104 numa atmosfera protetora dentro de um forno.

4. Bronze berílio

Na brasagem do bronze de berílio no seu estado de envelhecimento por têmpera por soldadura suave, é importante selecionar um metal de adição para brasagem com uma temperatura de fusão inferior a 300°C. A combinação preferida para esta aplicação é 63Sn-37Pb em combinação com um fluxo corrosivo fraco ou um fluxo corrosivo.

Além disso, a brasagem e o tratamento com solução devem ser efectuados simultaneamente durante a processo de brasagem.

5. Bronze cromado

A soldadura suave tem um impacto mínimo no índice de desempenho do bronze de berílio, pelo que podem ser utilizadas para a brasagem soldas suaves e fluxos semelhantes aos utilizados para o bronze de berílio.

É importante notar que o bronze ao crómio não deve ser soldado no seu estado de envelhecimento em solução, mas sim no estado de tratamento em solução seguido de envelhecimento.

Quando se utiliza um método de aquecimento rápido para a brasagem, recomenda-se a utilização da solda de prata com a temperatura de fusão mais baixa, como a BAgA0 CuZnCdNi.

6. Bronze de cádmio e bronze de estanho

A brasagem do bronze de estanho é semelhante à brasagem do cobre e do latão, mas com a vantagem adicional de evitar a fragilização por hidrogénio e a volatilização do zinco quando a brasagem é feita numa atmosfera protetora.

No entanto, deve notar-se que o bronze de estanho que contém fósforo tem tendência para fissuras de tensão.

7. Bronze de silício

Para a soldadura suave, recomenda-se a utilização de um fluxo corrosivo forte que contenha ácido clorídrico.

Durante a brasagem, existe uma tendência para a fissuração por tensão e para a penetração intergranular do metal de adição. A temperatura de brasagem deve ser inferior a 760°C.

Podem ser utilizadas soldas de prata com temperaturas de fusão mais baixas, tais como BAg65CuZn, BAg50 CuZnCd, BAg40 CuZnCdNi e BAg56 CuZnSn. Quanto mais baixa for a temperatura de fusão, melhor.

Para obter resultados óptimos, recomenda-se a utilização dos fluxos FB102 e FB103.

8. Bronze de alumínio

Ao efetuar a soldadura suave, é importante utilizar um fluxo corrosivo forte que contenha ácido clorídrico para remover a película de óxido da superfície. A solda normalmente utilizada para este processo é a solda de estanho-chumbo.

Para a brasagem, o metal de enchimento de prata é normalmente utilizado. Para evitar que o alumínio se difunda na solda de prata, o tempo de aquecimento da brasagem deve ser mantido o mais curto possível. O revestimento da superfície do bronze-alumínio com cobre ou níquel também pode impedir a difusão do alumínio na solda.

9. Cobre branco zinco

O processo de soldadura do cobre branco de zinco é semelhante ao do latão. As seguintes soldas de prata são normalmente utilizadas para brasagem: BAg56CuZnSn, BAg50CuZnSnNi, BAg40CuZnNi, e BAg56CuZnCd, entre outras. Os fluxos recomendados para utilização são FB102 e FB103.

10. Cobre branco manganês

Para soldar cobre branco-zinco, pode ser utilizado um fluxo de solução de ácido fosfórico ou a superfície pode ser pré-revestida com cobre.

Os metais de adição para brasagem que podem ser utilizados incluem BAg60CuZn, BAg45CuZn, BAg40CuZnCdNi e BAg50 CuZnCd, entre outros.

Não se recomenda a utilização de solda de prata cobre-fósforo, uma vez que o fósforo e o níquel formarão uma fase composta frágil.

Resistência da junta de cobre e latão brasados com solda de prata

Propriedades mecânicas de juntas de cobre soldadas com soldas de cobre fosforoso e cobre fosforoso-prata

XI. Tratamento térmico pós-soldadura

Para ligas de cobre endurecíveis pelo envelhecimento, como o bronze de berílio, que foram submetidas a tratamento térmico, o único passo após a brasagem é remover o fluxo residual e limpar a superfície da peça de trabalho.

A principal razão para remover o resíduo é evitar a corrosão na peça de trabalho e, em alguns casos, obter uma boa aparência ou preparar a peça de trabalho para processamento posterior.

XII. Materiais de brasagem

A resistência da junta de cobre e latão com brasagem suave utilizando vários materiais de brasagem suave comummente utilizados é apresentada no Quadro 10.

Tabela 10: Resistência da junta de cobre e latão com brasagem suave

Quando cobre para brasagem com solda de estanho-chumbo, podem ser utilizados fluxos não corrosivos, como a solução de álcool de colofónia ou uma mistura de colofónia activada e solução aquosa de ZnCl2 + NH4Cl. Este último pode também ser utilizado para brasagem latão, bronze e bronze-berílio.

Na brasagem de latão de alumínio, bronze de alumínio e latão de silício, pode ser utilizado um fundente constituído por cloreto de zinco numa solução de ácido clorídrico. Para a brasagem de bronze de manganês, pode ser utilizada uma solução de ácido fosfórico como fundente.

Quando se utiliza solda à base de chumbo, pode ser utilizada como fluxo uma solução aquosa de cloreto de zinco e, para a solda à base de cádmio, pode ser utilizado o fluxo FS205.

Materiais de brasagem dura e fluxos para brasagem dura

Na brasagem de cobre, podem ser utilizadas soldas à base de prata e soldas de cobre-fósforo. A solda à base de prata tem um ponto de fusão moderado, boa processabilidade e excelentes propriedades mecânicas, eléctricas e de condutividade térmica. É o material de brasagem dura mais amplamente utilizado.

Para aplicações que requerem uma elevada condutividade eléctrica, deve ser escolhida uma solda que contenha prata, como a B-Ag70CuZn. Para brasagem a vácuo ou brasagem num forno com atmosfera protetora, devem ser utilizadas soldas à base de prata sem elementos voláteis, como B-Ag50Cu e B-Ag60CuSn.

As soldas com menor teor de prata são mais baratas, mas têm maior temperaturas de brasagem e menor tenacidade da junta, tornando-os adequados para aplicações de brasagem com requisitos mais baixos em cobre e ligas de cobre.

As soldas cobre-fósforo e cobre-fósforo-prata só podem ser utilizadas para brasagem dura de cobre e suas ligas. A solda B-Cu93P tem uma excelente fluidez e é adequada para a brasagem de peças nas indústrias mecânica, eléctrica, de instrumentação e de fabrico que não estejam sujeitas a cargas de impacto.

O tamanho ideal do espaço é de 0,003-0,005 mm. As soldas de cobre-fósforo-prata (como a B-Cu70Pag) têm melhor tenacidade e condutividade eléctrica do que a solda de cobre-fósforo e são utilizadas principalmente para juntas eléctricas de alta condutividade. O desempenho de vários materiais de brasagem dura comummente utilizados para a brasagem dura de juntas de cobre e latão é apresentado no Quadro 11.

Tabela 11: Desempenho de juntas brasadas de cobre e latão