Brasagem de aço carbono e aço de baixa liga: Explicação

  1. Materiais de brasagem

   (1) Metais de enchimento

 A brasagem de aço carbono e aço de baixa liga inclui a brasagem suave e a brasagem dura. O metal de enchimento mais comumente usado na brasagem suave é a solda de estanho-chumbo, que melhora a molhabilidade do aço com o aumento do teor de estanho.

Portanto, a solda com alto teor de estanho deve ser usada para vedar as juntas. O estanho na solda de estanho-chumbo pode formar um FeSn₂ camada de composto intermetálico na interface com o aço. Para evitar a formação dessa camada de composto, o brasagem A temperatura e o tempo de espera devem ser adequadamente controlados.

O resistência ao cisalhamento do aço carbono As juntas soldadas com várias soldas típicas de estanho-chumbo são mostradas na Tabela 1.

Entre eles, a resistência da junta soldada com metal de enchimento com 50% w(Sn) é a mais alta, e a resistência da junta soldada com solda sem antimônio é maior do que com antimônio.

Tabela 1 Resistência ao cisalhamento de juntas de aço carbono soldadas com solda de estanho-chumbo

Quando o aço carbono e o aço de baixa liga de aço são brasados com força, são usados principalmente materiais de brasagem de cobre puro, cobre-zinco e prata-cobre-zinco. O cobre puro tem um alto ponto de fusão e é suscetível à oxidação durante a brasagem. Ele é usado principalmente para brasagem com proteção contra gás e brasagem a vácuo.

Entretanto, deve-se observar que a folga da junta para brasagem deve ser inferior a 0,05 mm para evitar problemas causados pela boa fluidez do cobre, que impede o preenchimento da folga da junta.

As juntas de aço carbono e aço de baixa liga brasadas com cobre puro têm maior resistência, com resistência ao cisalhamento geralmente variando de 150 a 215 MPa e resistência à tração variando de 170 a 340 MPa.

Em comparação com o cobre puro, os materiais de brasagem de cobre-zinco têm um ponto de fusão mais baixo devido à adição de Zn. Para evitar a evaporação do Zn durante a brasagem, uma pequena quantidade de Si pode ser adicionada ao material de brasagem de cobre-zinco.

Além disso, devem ser usados métodos de aquecimento rápido, como brasagem por chama, brasagem por indução e brasagem por imersão. As juntas de aço carbono e de aço de baixa liga brasadas com materiais de brasagem de cobre-zinco têm boa resistência e ductilidade. Por exemplo, as juntas de aço carbono soldadas com material de brasagem B-Cu62Zn têm resistência à tração de 420 MPa e resistência ao cisalhamento de 290 MPa.

Os materiais de brasagem de prata-cobre-zinco têm um ponto de fusão mais baixo em comparação com os materiais de brasagem de cobre-zinco, o que os torna mais fáceis de usar para a brasagem por pontos. Esse tipo de material de brasagem é adequado para brasagem por chama, brasagem por indução e brasagem em forno de aço carbono e aço de baixa liga.

Entretanto, o teor de zinco deve ser minimizado e a velocidade de aquecimento deve ser aumentada ao usar materiais de brasagem prata-cobre-zinco para brasagem em forno.

A brasagem de aço-carbono e aço de baixa liga com materiais de brasagem de prata-cobre-zinco pode gerar juntas com boa resistência e ductilidade. Os dados específicos estão listados na Tabela 2.

Tabela 2: Resistência de juntas de aço de baixo carbono brasadas com materiais de brasagem de prata-cobre-zinco.

(2) Agentes de brasagem

Na brasagem de aço carbono e aço de baixa liga, são necessários agentes de brasagem ou gases de proteção. A escolha dos agentes de brasagem depende dos materiais de brasagem e dos métodos de brasagem selecionados.

Ao usar materiais de brasagem de estanho-chumbo, uma mistura de cloreto de zinco e cloreto de amônio pode ser usada como agente de brasagem, ou outros agentes de brasagem especializados. Os resíduos desse tipo de agente de brasagem geralmente são altamente corrosivos, portanto, as juntas devem ser cuidadosamente limpas após a brasagem.

Ao usar materiais de brasagem de cobre-zinco para brasagem dura, devem ser usados os agentes de brasagem FB301 ou FB302, que são misturas de bórax ou bórax e ácido bórico. Na brasagem por chama, uma mistura de borato de metila e ácido fórmico também pode ser usada como agente de brasagem, com o vapor de B2O3 desempenhando um papel na desoxidação da junta.

Ao usar materiais de brasagem de prata-cobre-zinco, os agentes de brasagem FB102, FB103 e FB104, que são misturas de bórax, ácido bórico e determinados fluoretos, podem ser selecionados. Os resíduos desse tipo de agente de brasagem apresentam certa corrosividade e devem ser completamente removidos após a brasagem.

2. Técnicas de brasagem

Vários métodos comuns de brasagem podem ser usados para brasagem de aço carbono e aço de baixa liga. Na brasagem por chama, é aconselhável usar uma chama neutra ou ligeiramente redutora.

Deve-se evitar o aquecimento direto dos materiais de brasagem e dos agentes de brasagem. Os métodos de aquecimento rápido, como a brasagem por indução e a brasagem por imersão, são muito adequados para a brasagem temperado e revenido aço.

Também é aconselhável escolher a têmpera ou uma temperatura mais baixa do que a de revenimento para a brasagem, a fim de evitar o amolecimento do material de base. Na brasagem de aço de alta resistência de baixa liga em uma atmosfera protetora, é necessário não apenas um gás de alta pureza, mas também o uso de fluxo de gás para garantir a umectação e o espalhamento do material de brasagem na superfície do material de base.

Os resíduos de agentes de brasagem podem ser removidos química ou mecanicamente. Os resíduos de agentes de brasagem orgânicos podem ser enxugados ou limpos com solventes orgânicos, como gasolina, álcool ou acetona. Os resíduos de agentes de brasagem corrosivos, como cloreto de zinco e cloreto de amônio, devem ser neutralizados em uma solução aquosa de NaOH e depois lavados com água quente e fria.

Os resíduos de agentes de brasagem de ácido bórico e bórax são difíceis de remover e só podem ser resolvidos por métodos mecânicos ou por imersão prolongada em água corrente.