Brasagem de Metais: Processo, Técnicas e Vantagens

Depois de ler este artigo você aprenderá sobre: - 1. Definição de Brasagem 2. Processo de Brasagem 3. Fluxo 4. Metais de Enchimento 5. Técnicas 6. Projeto de Juntas Soldadas 7. Vantagens 8. Limitações.

Definição de brasagem:

A brasagem é um processo de união de duas peças de metal similares ou dissimilares por meio de calor e um metal de adição especial não ferroso conhecido como fundição. O ponto de fusão do fundidor é geralmente acima de 420 ° C, mas abaixo do ponto de fusão do metal base. O fundidor derretido flui dentro dos pequenos capilares da articulação e se solidifica para produzir a articulação.

Processo de brasagem:

As várias etapas envolvidas na brasagem são:

(i) Limpeza de peças de trabalho.

(ii) Fixação de peças de trabalho.

(iii) Fluxing de peças de trabalho.

(iv) Fundição de junta.

Primeiro de tudo, limpe as duas peças de metal a serem unidas e remova qualquer graxa e óxidos presentes. Em seguida, as duas peças são encaixadas por um grampo adequado ao longo da linha de junção e mantidas nessa posição.

O fluxo é aplicado na junta para remover os óxidos apresentados ou para evitar a formação de óxidos. Depois disso, aqueça as peças acima da posição de fixação, a temperatura acima do ponto de fusão do fundidor. Por último, o fundidor é aplicado à articulação, que flui por toda a articulação por ação capilar. O fundidor na solidificação fornece a junta de força necessária.

Fluxo na brasagem:

Os fluxos utilizados na brasagem incluem a combinação de bórax, ácido bórico, boratos, fluoretos, cloretos juntamente com um agente molhante. O fluxo pode estar na forma de um líquido, lama, pó ou pasta, dependendo do método de brasagem usado (método de aquecimento).

Uma composição popular é 75% de bórax e 25% de ácido bórico. Para brasagem de aço inoxidável, alumínio ou ligas de cobre, os fluoretos alcalinos são usados como um fluxo. Um fluxo especial contendo cianeto de sódio é usado para brasagem de tungstênio para cobre. O método de aplicação do fluxo pode ser pulverização, escovação ou um injetor pressurizado.

Metais de Enchimento na Brasagem:

Metais de adição (spelter) usados para brasagem também são denominados metais de brasagem. Dependendo dos tipos de metais básicos a serem brasados, vários metais de adição estão disponíveis.

Os metais de adição para brasagem são ligas contendo principalmente cobre, prata, alumínio, magnésio ou níquel. Eles estão na forma de anéis, fios, hastes finas e pasta de liga.

É aplicado enquanto aquece as peças de trabalho. No entanto, a pasta de liga pode ser aplicada antes do aquecimento, no ponto de brasagem, juntamente com o fluxo.

Os metais de brasagem são amplamente classificados em três categorias:

(A) cobre e suas ligas:

O cobre e suas ligas são os fundidores mais comumente utilizados para fins de brasagem. O cobre sozinho ou suas ligas com níquel, prata, zinco ou estanho são usados para brasagem. A temperatura de brasagem varia de 700 a 1100 ° C.

b) Prata e suas ligas:

A prata e suas ligas também são usadas para a brasagem. O processo é conhecido como brasagem de prata. É adequado onde o metal de união possui um ponto de fusão comparativamente baixo. A brasagem é feita entre 630 ° C e 850 ° C. Geralmente a temperatura normal de serviço é de 270 ° C. A prata e suas ligas com zinco, cádmio, manganês, níquel, cobre e estanho também são usadas para brasagem.

c) Alumínio e suas ligas:

O alumínio é usado como um resfriador na brasagem de alumínio e suas ligas. A brasagem do alumínio não é tão fácil e requer métodos especiais. A temperatura de brasagem varia de 540 a 620 ° C.

Metais que podem ser brasados:

Metais e ligas como ferro, aço, cobre, alumínio e suas ligas, latão, bronze, prata, etc, são convenientemente brasados por meio de uma fundição adequada (metal de brasagem). A brasagem de alumínio precisa de uma técnica especial e cara. Exceto metais de baixo ponto de fusão, como estanho, chumbo e zinco, a brasagem é realizada em todos os outros metais.

Técnicas de brasagem (métodos de aquecimento):

Aquecimento de metal base necessário para a brasagem adequada. O calor para brasagem pode ser aplicado por vários métodos. A seleção do método de brasagem adequado depende do tamanho e da forma dos componentes unidos, do tipo de metal de base, do metal de adição para soldagem (spelter) a ser usado e da taxa de produção necessária.

Os seguintes métodos de brasagem são comumente usados na indústria:

(i) Brasagem da tocha.

(ii) brasagem do forno.

(iii) brasagem por resistência.

(iv) Brasagem por imersão.

(v) Brasagem em banho de sal.

(vi) brasagem por indução.

(i) brasagem da tocha:

Na brasagem da tocha, uma chama redutora é usada para aquecer a área da junta a uma temperatura adequada de brasagem. Um fluxo é então aplicado, e assim que ele derrete, o metal de enchimento (liga de brasagem) é alimentado à mão na área da junta. Quando o metal de enchimento derrete, ele flui para a cavidade entre os componentes de metal base por ação capicallary.

O metal de enchimento deve sempre ser derretido pelo calor obtido pela junta e não pela aplicação direta da chama. O processo é muito popularmente usado para trabalhos de reparo em ferro fundido e geralmente é aplicado manualmente, embora possa ser usado semiautomático. A brasagem da tocha ainda é o método mais comumente usado.

(ii) Brasagem do Forno:

Na brasagem do forno, é utilizado um forno tipo transportador descontínuo ou contínuo para aquecer as peças metálicas até à temperatura de fusão do metal de enchimento, mas muito abaixo da temperatura de fusão do metal de base.

O aquecimento do forno é feito com a ajuda de gás ou eletricidade com temperatura controlada. A atmosfera do forno é controlada para evitar a oxidação e adequar-se aos metais envolvidos no processo.

Essa atmosfera pode ser fornecida por oxigênio, hidrogênio seco, amônia ou por qualquer outro gás inerte. Gabaritos e acessórios são usados para segurar a junta. Um fluxo adequado é frequentemente empregado. O metal de adição deve ser colocado na junta antes que as peças entrem no forno.

O metal de adição pode assumir a forma de um anel, arruela, fio, pó ou pasta. A brasagem do forno é mais adequada para a produção em massa de peças pequenas.

(iii) Brasagem por Resistência:

Na soldagem por resistência, uma corrente de baixa voltagem e alta corrente é usada como fonte de aquecimento, como no caso da soldagem por pontos. A peça de trabalho é mantida entre os dois eletrodos, com o metal de enchimento pré-carregado na área da junta.

A corrente, passando pela junta, aquece e funde o metal de adição que se espalha ao redor da junta e flui dentro da cavidade através da ação capilar. A brasagem por resistência é normalmente usada para brasagem de contatos elétricos e na fabricação de cabos de cobre para transformadores. É melhor adequado para produção em grande quantidade.

(iv) Brasagem por imersão:

Na brasagem por imersão, a junta a ser brasada é mergulhada em um metal de adição fundido. O metal fundido é mantido em um cadinho especial aquecido externamente e coberto com um fluxo de camada para protegê-lo da oxidação. Os metais a serem brasados permanecem na imersão do banho por um período de tempo especificado.

O método de imersão é amplamente utilizado por sua velocidade e precisão com controle de temperatura. O processo de solda por imersão é usado apenas para peças pequenas, porque o metal de enchimento reveste toda a peça de trabalho.

(v) Brasagem por banho de sal:

Na brasagem de banho de sal, um banho de flúor e sal de cloreto fundido agem como uma fonte de aquecimento. O metal de enchimento é colocado na área da junta antes da brasagem. Em seguida, todo o conjunto é pré-aquecido a uma temperatura apropriada e depois mergulhado no banho de sal durante 1 a 5 minutos.

Finalmente, a junta brasada quente obtida é lavada (lavada) completamente em água quente e fria para remover qualquer fluxo ou sal remanescente. A brasagem por banho de sal geralmente é empregada para brasagem de alumínio e suas ligas.

(vi) Brasagem por Indução:

Na brasagem por indução, uma corrente alternada induzida no componente atua como uma fonte de aquecimento. Os componentes a serem brasados são aquecidos, colocando-os em um campo magnético alternado produzido por bobinas indutoras especiais feitas de cobre.

O metal de enchimento é frequentemente colocado na área da junta antes da brasagem, mas também pode ser alimentado manualmente pelo operador. A brasagem por indução, como a solda por metal, tem uma clara vantagem de obter um controle de temperatura muito próximo.

Projeto de juntas soldadas:

Existem três tipos de juntas de brasagem de acordo com as geometrias da área de junção; bunda, colo e lenço. As juntas de colo são as mais fortes, enquanto a junta de topo é a mais fraca.

No entanto, quando projetar juntas de colo; Certifique-se de que a sobreposição da junta seja maior que 3t, onde é a espessura do metal base mais fino. Além disso, lembre-se sempre de que as juntas soldadas são projetadas para suportar tensão de cisalhamento e não tensões de tensão. A Fig. 7.41 ilustra algumas boas e más práticas na concepção de juntas soldadas.

Para o projeto adequado de juntas brasadas, as tensões de tração, compressão, cisalhamento, descascamento e esmagamento são calculadas antes da brasagem da junta.

Existem dois fatores principais, devem ser levados em consideração são:

(a) Mecânica do metal de adição para brasagem flui através da junta por ação capilar, e

(b) Deve ser lembrado que a força do metal de adição é mais pobre que a dos metais de base.

A seguinte consideração de design deve ser levada em conta pelo projetista do produto:

1. Assegurar que o metal de enchimento é colocado em um lado da junta e fornecer um espaço para colocar o metal de enchimento antes ou durante o processo.

2. Assegurar a folga adequada da junta para condições ótimas de brasagem. A folga depende do metal de enchimento usado e geralmente leva um valor menor que 0, 18 mm.

3. Assegurar que a distância a ser percorrida pelo metal de enchimento seja menor que a distância limite.

4. Garantir material de enchimento suficiente.

5. Garantir maior área de articulação, porque o metal de enchimento (spelter) é mais fraco que o metal base.