Brasagem de aço carbono e aço de baixa liga

1. Material de brasagem

 (1)A brasagem de aço carbono e aço de baixa liga inclui brasagem macia e brasagem dura. A solda amplamente utilizada na soldagem macia é a solda de estanho-chumbo. A molhabilidade dessa solda ao aço aumenta com o aumento do teor de estanho, portanto, a solda com alto teor de estanho deve ser usada para selar juntas. Uma camada de composto intermetálico Fesn2 pode ser formada na interface entre o estanho e o aço na solda de estanho-chumbo. Para evitar a formação de composto nessa camada, a temperatura de brasagem e o tempo de espera devem ser controlados adequadamente. A resistência ao cisalhamento de juntas de aço carbono brasadas com várias soldas típicas de estanho-chumbo é mostrada na Tabela 1. Entre elas, a resistência da junta brasada 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 brasadas com solda de estanho e chumbo

Na brasagem de aço carbono e aço de baixa liga, utilizam-se principalmente metais de adição para brasagem de cobre puro, cobre-zinco e prata-cobre-zinco. O cobre puro possui alto ponto de fusão e oxida facilmente o metal base durante a brasagem. É utilizado principalmente em brasagem com proteção a gás e brasagem a vácuo. No entanto, deve-se observar que a folga entre as juntas brasadas deve ser inferior a 0,05 mm para evitar o problema de não poder ser preenchida devido à boa fluidez do cobre. As juntas de aço carbono e aço de baixa liga brasadas com cobre puro apresentam alta resistência. Geralmente, a resistência ao cisalhamento é de 150 a 215 MPa, enquanto a resistência à tração é distribuída entre 170 e 340 MPa.

Comparado com o cobre puro, o ponto de fusão da solda de cobre e zinco diminui devido à adição de Zn. Para evitar a evaporação de Zn durante a brasagem, por um lado, uma pequena quantidade de Si pode ser adicionada à solda de cobre e zinco; por outro lado, métodos de aquecimento rápido devem ser usados, como brasagem por chama, brasagem por indução e brasagem por imersão. As juntas de aço carbono e aço de baixa liga brasadas com metal de adição de cobre e zinco apresentam boa resistência e plasticidade. Por exemplo, a resistência à tração e ao cisalhamento das juntas de aço carbono brasadas com solda b-cu62zn atingem 420 MPa e 290 MPa. O ponto de fusão da solda de estação de cobre e prata é menor do que o da solda de cobre e zinco, o que é conveniente para soldagem por agulha. Este metal de adição é adequado para brasagem por chama, brasagem por indução e brasagem em forno de aço carbono e aço de baixa liga, mas o teor de Zn deve ser reduzido o máximo possível durante a brasagem em forno e a taxa de aquecimento deve ser aumentada. A brasagem de aço carbono e aço de baixa liga com metal de adição de prata, cobre e zinco permite obter juntas com boa resistência e plasticidade. Os dados específicos estão listados na Tabela 2.

Tabela 2 Resistência de juntas de aço de baixo carbono brasadas com solda de prata, cobre e zinco

(2) Fluxo: fluxo ou gás de proteção deve ser utilizado para brasagem de aço carbono e aço de baixa liga. O fluxo geralmente é determinado pelo metal de adição selecionado e pelo método de brasagem. Quando se utiliza solda de estanho-chumbo, o líquido misturado de cloreto de zinco e cloreto de amônio pode ser usado como fluxo ou outro fluxo especial. O resíduo desse fluxo é geralmente altamente corrosivo, e a junta deve ser rigorosamente limpa após a brasagem.

Na brasagem com metal de adição de cobre e zinco, deve-se selecionar o fluxo fb301 ou fb302, ou seja, bórax ou a mistura de bórax e ácido bórico; Na brasagem por chama, a mistura de borato de metila e ácido fórmico também pode ser usada como fluxo de brasagem, no qual o vapor de B2O3 desempenha o papel de remoção do filme.

Ao utilizar metal de adição para brasagem de prata, cobre e zinco, podem ser selecionados os fluxos de brasagem fb102, fb103 e fb104, ou seja, uma mistura de bórax, ácido bórico e alguns fluoretos. Os resíduos desse fluxo são corrosivos até certo ponto e devem ser removidos após a brasagem.

2. Tecnologia de brasagem

A superfície a ser soldada deve ser limpa por métodos mecânicos ou químicos para garantir a remoção completa da película de óxido e da matéria orgânica. A superfície limpa não deve ser muito áspera e não deve apresentar aderência a lascas de metal ou outras sujeiras.

Aço carbono e aço de baixa liga podem ser brasados ​​por vários métodos comuns de brasagem. Durante a brasagem com chama, deve-se utilizar chama neutra ou levemente redutora. Durante a operação, o aquecimento direto do metal de adição e do fluxo por chama deve ser evitado ao máximo. Métodos de aquecimento rápido, como brasagem por indução e brasagem por imersão, são muito adequados para a brasagem de aço temperado e revenido. Ao mesmo tempo, deve-se optar pela têmpera ou brasagem a uma temperatura inferior à do revenido para evitar o amolecimento do metal base. Ao brasar aço de baixa liga e alta resistência em atmosfera protetora, não apenas é necessária uma alta pureza do gás, mas também deve-se utilizar um fluxo de gás para garantir a umectação e o espalhamento do metal de adição na superfície do metal base.

O fluxo residual pode ser removido por métodos químicos ou mecânicos. Os resíduos de fluxo orgânico de brasagem podem ser limpos com gasolina, álcool, acetona e outros solventes orgânicos; os resíduos de fluxo corrosivo forte, como cloreto de zinco e cloreto de amônio, devem ser neutralizados primeiro em solução aquosa de NaOH e, em seguida, limpos com água quente e fria; os resíduos de ácido bórico e fluxo de ácido bórico são difíceis de remover e só podem ser dissolvidos por métodos mecânicos ou imersão prolongada em água ascendente.