Brasagem de metais ativos

1. Material de brasagem

(1) O titânio e suas ligas de base raramente são brasados ​​com solda macia. Os metais de adição utilizados na brasagem incluem principalmente metais à base de prata, à base de alumínio, à base de titânio ou à base de titânio e zircônio.

A solda à base de prata é usada principalmente para componentes com temperatura de trabalho inferior a 540 ℃. As juntas que utilizam solda de prata pura apresentam baixa resistência, fácil fissuração e baixa resistência à corrosão e à oxidação. A temperatura de brasagem da solda Ag Cu é menor que a da prata, mas a molhabilidade diminui com o aumento do teor de Cu. A solda Ag Cu contendo uma pequena quantidade de Li pode melhorar a molhabilidade e o grau de liga entre a solda e o metal base. A solda AG Li possui as características de baixo ponto de fusão e forte redutibilidade. É adequada para brasagem de titânio e ligas de titânio em atmosfera protetora. No entanto, a brasagem a vácuo poluirá o forno devido à evaporação de Li. O metal de adição Ag-5al-(0,5 ~ 1,0)Mn é o metal de adição preferido para componentes de liga de titânio de parede fina. A junta soldada apresenta boa resistência à oxidação e à corrosão. A resistência ao cisalhamento de juntas de titânio e ligas de titânio soldadas com metal de adição à base de prata é mostrada na Tabela 12.

Tabela 12 Parâmetros do processo de brasagem e resistência da junta de titânio e ligas de titânio

A temperatura de brasagem da solda à base de alumínio é baixa, o que evita a ocorrência de transformação de fase β em ligas de titânio, o que reduz os requisitos para a seleção de materiais e estruturas de dispositivos de brasagem. A interação entre o metal de adição e o metal base é baixa, e a dissolução e a difusão não são óbvias, mas a plasticidade do metal de adição é boa, e é fácil laminar o metal de adição e o metal base juntos, tornando-o muito adequado para brasagem de radiadores de liga de titânio, estruturas alveolares e estruturas laminadas.

Fluxos à base de titânio ou titânio-zircônio geralmente contêm Cu, Ni e outros elementos, que podem se difundir rapidamente na matriz e reagir com o titânio durante a brasagem, resultando em corrosão da matriz e formação de uma camada quebradiça. Portanto, a temperatura de brasagem e o tempo de espera devem ser rigorosamente controlados durante a brasagem, e não devem ser utilizados para brasagem de estruturas de paredes finas, na medida do possível. A solda B-ti48zr48be é uma solda típica de Ti-Zr. Possui boa molhabilidade com o titânio e o metal base não apresenta tendência a crescimento de grãos durante a brasagem.

(2) Metais de adição para brasagem de zircônio e ligas básicas A brasagem de zircônio e ligas básicas inclui principalmente b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, etc., que são amplamente utilizados na brasagem de tubos de liga de zircônio de reatores de energia nuclear.

(3) O fluxo de brasagem e a atmosfera protetora de titânio, zircônio e ligas básicas podem obter resultados satisfatórios em vácuo e atmosfera inerte (hélio e argônio). Argônio de alta pureza deve ser utilizado para brasagem com proteção de argônio, e o ponto de orvalho deve ser de -54 ℃ ou inferior. Fluxos especiais contendo fluoretos e cloretos de Na, K e Li metálicos devem ser utilizados para brasagem a chama.

2. Tecnologia de brasagem

Antes da brasagem, a superfície deve ser completamente limpa, desengordurada e a película de óxido removida. A película espessa de óxido deve ser removida por método mecânico, jato de areia ou banho de sal fundido. A película fina de óxido pode ser eliminada em uma solução contendo 20% a 40% de ácido nítrico e 2% de ácido fluorídrico.

Ti, Zr e suas ligas não podem entrar em contato com o ar na superfície da junta durante o aquecimento por brasagem. A brasagem pode ser realizada sob a proteção de vácuo ou gás inerte. Aquecimento por indução de alta frequência ou aquecimento em proteção podem ser utilizados. O aquecimento por indução é o melhor método para peças pequenas e simétricas, enquanto a brasagem em forno é mais vantajosa para componentes grandes e complexos.

NiCr, W, Mo, Ta e outros materiais devem ser selecionados como elementos de aquecimento para brasagem de Ti, Zr e suas ligas. Equipamentos com grafite exposta como elementos de aquecimento não devem ser utilizados para evitar poluição por carbono. O dispositivo de brasagem deve ser feito de materiais com boa resistência a altas temperaturas, coeficiente de expansão térmica semelhante ao de Ti ou Zr e baixa reatividade com o metal base.