Alcuni brasati si presentano sotto forma di trifogli, lamine laminate di un metallo portante rivestito con uno strato di brasatura su ciascun lato. Il metallo centrale è spesso rame; il suo ruolo è quello di fungere da supporto per la lega, di assorbire le sollecitazioni meccaniche dovute ad esempio all’espansione termica differenziale di materiali dissimili (ad esempio una punta in metallo duro e un supporto in acciaio) e di fungere da barriera di diffusione (ad esempio per fermare la diffusione dell’alluminio dal bronzo all’alluminio
Brasare familiesEdit
Le leghe di brasatura formano diversi gruppi distinti; le leghe dello stesso gruppo hanno proprietà e usi simili.
- Metalli puri
Non legati. Spesso metalli nobili-argento, oro, palladio.
- Ag-Cu
Argento-rame. Buone proprietà di fusione. L’argento migliora il flusso. Lega eutettica utilizzata per la brasatura del forno. Leghe ricche di rame soggette a stress cracking da ammoniaca.
- Ag-Zn
Argento-zinco. Simile a Cu-Zn, utilizzato in gioielleria grazie al suo alto contenuto di argento in modo che il prodotto sia conforme alla marcatura. Il colore corrisponde all’argento ed è resistente ai liquidi detergenti contenenti ammoniaca.
- Cu – Zn (ottone)
Rame-zinco. General purpose, utilizzato per unire acciaio e ghisa. Resistenza della corrosione solitamente inadeguata per rame, bronzo del silicio, rame-nichel ed acciaio inossidabile. Ragionevolmente duttile. Alta pressione di vapore dovuta allo zinco volatile, inadatto alla brasatura del forno. Leghe ricche di rame soggette a stress cracking da ammoniaca.
- Ag-Cu-Zn
Argento-rame-zinco. Punto di fusione più basso di Ag-Cu per lo stesso contenuto di Ag. Combina i vantaggi di Ag-Cu e Cu-Zn. Al di sopra del 40% Zn la duttilità e la resistenza diminuiscono, quindi vengono utilizzate solo leghe di zinco inferiore di questo tipo. Al di sopra del 25% di zinco appaiono meno fasi duttili di rame-zinco e argento-zinco. Il contenuto di rame superiore al 60% produce una resistenza ridotta e liquidus superiore a 900 ° C. Il contenuto di argento superiore all ‘ 85% produce una resistenza ridotta, un alto liquidus e un costo elevato. Leghe ricche di rame soggette a stress cracking da ammoniaca. I brasati ricchi di argento (oltre il 67,5% Ag) sono caratteristici e utilizzati in gioielleria; le leghe con un contenuto di argento inferiore sono utilizzate per scopi ingegneristici. Leghe con rapporto rame-zinco di circa 60:40 contengono le stesse fasi dell’ottone e corrispondono al suo colore; sono utilizzati per unire l’ottone. La piccola quantità di nichel migliora la resistenza e la resistenza della corrosione e promuove la bagnatura dei carburi. L’aggiunta di manganese insieme al nichel aumenta la tenacità alla frattura. L’aggiunta di cadmio produce leghe Ag-Cu-Zn-Cd con una migliore fluidità e bagnatura e un punto di fusione più basso; tuttavia il cadmio è tossico. Aggiunta di latta può giocare per lo più lo stesso ruolo.
- Cu-P
Rame-fosforo. Ampiamente usato per rame e leghe di rame. Non richiede flusso per rame. Può essere utilizzato anche con argento, tungsteno e molibdeno. Leghe ricche di rame soggette a stress cracking da ammoniaca.
- Ag-Cu-P
Come Cu-P, con flusso migliorato. Meglio per le lacune più grandi. Più duttile, migliore conducibilità elettrica. Leghe ricche di rame soggette a stress cracking da ammoniaca.
- Au-Ag
Oro-argento. Metalli nobili. Utilizzato in gioielleria.
- Au-Cu
Oro-rame. Serie continua di soluzioni solide. Bagnare facilmente molti metalli, compresi quelli refrattari. Gamme di fusione strette, buona fluidità. Frequentemente utilizzato in gioielleria. Le leghe con il 40-90% di oro si induriscono al raffreddamento ma rimangono duttili. Il nichel migliora la duttilità. L’argento abbassa il punto di fusione ma peggiora la resistenza alla corrosione. Per mantenere la resistenza alla corrosione, l’oro deve essere mantenuto al di sopra del 60%. La resistenza ad alta temperatura e la resistenza della corrosione possono essere migliorate ulteriormente legando, per esempio, con cromo, palladio, manganese e molibdeno. Il vanadio aggiunto consente di bagnare la ceramica. Il rame dorato ha una bassa pressione di vapore.
- Au-Ni
Oro-Nichel. Serie continua di soluzioni solide. Gamma di fusione più ampia rispetto alle leghe Au-Cu, ma migliore resistenza alla corrosione e migliore bagnatura. Spesso legato con altri metalli per ridurre la percentuale di oro pur mantenendo le proprietà. Il rame può essere aggiunto per abbassare la proporzione di oro, il cromo per compensare la perdita di resistenza alla corrosione e il boro per migliorare la bagnatura compromessa dal cromo. Generalmente non viene utilizzato più del 35% di Ni, poiché i rapporti Ni/Au più elevati hanno un intervallo di fusione troppo ampio. Bassa pressione di vapore.
- Au-Pd
Oro-Palladio. Migliore resistenza alla corrosione su leghe Au-Cu e Au-Ni. Utilizzato per unire superleghe e metalli refrattari per applicazioni ad alta temperatura, ad esempio motori a reazione. Costoso. Può essere sostituito da brasati a base di cobalto. Bassa pressione di vapore.
- Pd
Palladio. Buona prestazione ad alta temperatura, alta resistenza alla corrosione (meno di oro), ad alta resistenza (più di oro). solitamente legato con nichel, rame o argento. Forma soluzioni solide con la maggior parte dei metalli, non forma fragili intermetallici. Bassa pressione di vapore.
- Ni
Leghe di nichel, ancora più numerose delle leghe d’argento. Ad alta resistenza. Costo inferiore rispetto alle leghe d’argento. Buona prestazione ad alta temperatura, buona resistenza della corrosione negli ambienti moderatamente aggressivi. Spesso utilizzato per acciai inossidabili e leghe resistenti al calore. Infragilita con zolfo e alcuni metalli a basso punto di fusione, ad esempio zinco. Il boro, il fosforo, il silicio e il carbonio abbassano il punto di fusione e si diffondono rapidamente ai metalli di base. Ciò consente la brasatura a diffusione e consente di utilizzare il giunto al di sopra della temperatura di brasatura. Boruri e fosfuri formano fasi fragili. Le preforme amorfe possono essere realizzate mediante rapida solidificazione.
- Co
Leghe di cobalto. Buona resistenza alla corrosione ad alta temperatura, possibile alternativa ai brasati Au-Pd. Bassa lavorabilità a basse temperature, preforme preparate mediante rapida solidificazione.
- Al-Si
Alluminio-silicio. Per brasatura alluminio.
- Leghe attive
Contenenti metalli attivi, ad esempio titanio o vanadio. Utilizzato per la brasatura di materiali non metallici, ad esempio grafite o ceramica.
Ruolo di elementsEdit
| elemento | ruolo | volatilità | resistenza alla corrosione | costo | incompatibilità | descrizione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Argento | strutturali, bagnando | volatile | costoso | Aumenta il flusso capillare, migliora la resistenza alla corrosione di leghe nobili, peggiora la resistenza alla corrosione dell’oro e del palladio. Relativamente costoso. Alta pressione di vapore, problematica nella brasatura sotto vuoto. Bagna rame. Non bagna nichel e ferro. Riduce il punto di fusione di molte leghe, tra cui oro-rame. | ||
| Rame | strutturale | ammoniaca | Buone proprietà meccaniche. Spesso usato con l’argento. Dissolve e bagna nichel. Un po ‘ si dissolve e bagna il ferro. Leghe ricche di rame sensibili allo stress cracking in presenza di ammoniaca. | |||
| Zinco | strutturale, fusione, bagnatura | volatile | basso | economico | Ni | Abbassa il punto di fusione. Spesso usato con rame. Suscettibile alla corrosione. Migliora la bagnatura sui metalli ferrosi e sulle leghe di nichel. Compatibile con alluminio. Alta tensione di vapore, produce fumi un po ‘ tossici, richiede ventilazione; altamente volatile sopra 500 °C. Ad alte temperature può bollire e creare vuoti. Incline alla lisciviazione selettiva in alcuni ambienti, che può causare guasti articolari. Tracce di bismuto e berillio insieme a stagno o zinco nella brasatura a base di alluminio destabilizzano il film di ossido sull’alluminio, facilitandone la bagnatura. L’alta affinità ad ossigeno, promuove la bagnatura di rame in aria riducendo del film di superficie dell’ossido rameoso. Meno tale beneficio nella brasatura della fornace con atmosfera controllata. Infragilisce nichel. Alti livelli di zinco possono provocare una lega fragile. Soggetto a corrosione interfacciale a contatto con acciaio inossidabile in ambienti umidi e umidi. Inadatto per la brasatura del forno a causa della volatilità. |
| Alluminio | strutturale, attivo | Fe | Base usuale per la brasatura dell’alluminio e delle sue leghe. Infragilisce leghe ferrose. | |||
| Gold | structural, wetting | excellent | very expensive | Excellent corrosion resistance. Very expensive. Wets most metals. | ||
| Palladium | structural | excellent | very expensive | Excellent corrosion resistance, though less than gold. Higher mechanical strength than gold. Good high-temperature strength. Very expensive, though less than gold. Rende il giunto meno incline a fallire a causa della penetrazione intergranulare durante la brasatura di leghe di nichel, molibdeno o tungsteno. Aumenta la resistenza alle alte temperature delle leghe a base d’oro. Migliora la resistenza alle alte temperature e la resistenza alla corrosione delle leghe oro-rame. Forma soluzioni solide con la maggior parte dei metalli ingegneristici, non forma intermetallici fragili. Elevata resistenza all’ossidazione ad alte temperature, in particolare leghe Pd-Ni. | ||
| Cadmio | strutturale, bagnante, fusione | volatile | tossico | Abbassa il punto di fusione, migliora la fluidità. Tossico. Produce fumi tossici, richiede ventilazione. L’alta affinità ad ossigeno, promuove la bagnatura di rame in aria riducendo del film di superficie dell’ossido rameoso. Meno tale beneficio nella brasatura della fornace con atmosfera controllata. Consente di ridurre il contenuto di argento delle leghe Ag-Cu-Zn. Sostituito da stagno in leghe più moderne. In UE dal dicembre 2011 consentito solo per uso aerospaziale e militare. | ||
| Piombo | strutturale, fusione | Abbassa il punto di fusione. Tossico. Produce fumi tossici, richiede ventilazione. | ||||
| Stagno | strutturale, fusione, bagnatura | Abbassa il punto di fusione, migliora la fluidità. Amplia la gamma di fusione. Può essere usato con il rame, con il quale forma il bronzo. Migliora la bagnatura di molti metalli difficili da bagnare, ad esempio acciai inossidabili e carburo di tungsteno. Tracce di bismuto e berillio insieme a stagno o zinco nella brasatura a base di alluminio destabilizzano il film di ossido sull’alluminio, facilitandone la bagnatura. Bassa solubilità in zinco, che limita il suo contenuto in leghe di zinco-cuscinetto. | ||||
| Bismuth | trace additive | Lowers melting point. May disrupt surface oxides. Traces of bismuth and beryllium together with tin or zinc in aluminium-based braze destabilize oxide film on aluminium, facilitating its wetting. | ||||
| Beryllium | trace additive | toxic | Traces of bismuth and beryllium together with tin or zinc in aluminium-based braze destabilize oxide film on aluminium, facilitating its wetting. | |||
| Nichel | strutturale, bagnante | alta | Zn, S | Forte, resistente alla corrosione. Impedisce il flusso del fuso. L’aggiunta alle leghe oro-rame migliora la duttilità e la resistenza al creep alle alte temperature. Oltre a argento permette bagnatura di leghe di argento-tungsteno e migliora la forza di legame. Migliora la bagnatura dei brasati a base di rame. Migliora la duttilità dei brasati oro-rame. Migliora le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione dei brasati argento-rame-zinco. Il contenuto di nichel compensa la fragilità indotta dalla diffusione dell’alluminio durante la brasatura di leghe contenenti alluminio, ad esempio bronzi di alluminio. In alcune leghe aumenta le proprietà meccaniche e la resistenza della corrosione, da una combinazione di rafforzamento solido della soluzione, di perfezionamento del grano e di segregazione sulla superficie del filetto e nei confini del grano, in cui forma uno strato resistente alla corrosione. Ampia intersolubilità con ferro, cromo, manganese e altri; può erodere gravemente tali leghe. Infragilito da zinco, molti altri metalli a basso punto di fusione e zolfo. | ||
| Cromo | strutturale | alto | Resistente alla corrosione. Aumenta la resistenza alla corrosione ad alta temperatura e la resistenza delle leghe a base d’oro. Aggiunto al rame e al nichel per aumentare la resistenza alla corrosione di loro e delle loro leghe. Bagna ossidi, carburi e grafite; spesso un componente importante della lega per la brasatura ad alta temperatura di tali materiali. Compromette la bagnatura da leghe di oro-nichel, che possono essere compensate dall’aggiunta di boro. | |||
| Manganese | strutturale | volatile | buono | economico | Alta pressione di vapore, inadatta alla brasatura sotto vuoto. Nelle leghe a base d’oro aumenta la duttilità. Aumenta la resistenza alla corrosione delle leghe di rame e nichel. Migliora la resistenza alle alte temperature e la resistenza alla corrosione delle leghe oro-rame. Più alto contenuto di manganese può aggravare la tendenza alla liquefazione. Il manganese in alcune leghe può tendere a causare porosità nei filetti. Tende a reagire con stampi e maschere di grafite. Si ossida facilmente, richiede flusso. Riduce il punto di fusione dei brasati ad alto contenuto di rame. Migliora le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione dei brasati argento-rame-zinco. Economico, anche meno costoso dello zinco. Parte del sistema Cu-Zn-Mn è fragile, alcuni rapporti non possono essere utilizzati. In alcune leghe aumenta le proprietà meccaniche e la resistenza della corrosione, da una combinazione di rafforzamento solido della soluzione, di perfezionamento del grano e di segregazione sulla superficie del filetto e nei confini del grano, in cui forma uno strato resistente alla corrosione. Facilita la bagnatura della ghisa grazie alla sua capacità di sciogliere il carbonio. Migliora le condizioni per la brasatura dei carburi. | |
| Molibdeno | strutturale | buono | Aumenta la corrosione ad alta temperatura e la resistenza delle leghe a base di oro. Aumenta la duttilità delle leghe a base d’oro, promuove la loro bagnatura di materiali refrattari, vale a dire carburi e grafite. Quando presente nelle leghe che si uniscono, può destabilizzare lo strato di ossido superficiale (ossidando e quindi volatilizzando) e facilitare la bagnatura. | |||
| Cobalto | strutturale | buona | Buone proprietà ad alta temperatura e resistenza alla corrosione. Nelle applicazioni nucleari può assorbire neutroni e costruire cobalto-60, un potente emettitore di radiazioni gamma. | |||
| Magnesio | volatile O2 getter | volatile | L’aggiunta all’alluminio rende la lega adatta alla brasatura sottovuoto. Volatile, anche se meno di zinco. La vaporizzazione favorisce la bagnatura rimuovendo gli ossidi dalla superficie, i vapori fungono da getter per l’ossigeno nell’atmosfera del forno. | |||
| Indio | fusione, bagnatura | costoso | Abbassa il punto di fusione. Migliora la bagnatura delle leghe ferrose mediante leghe di rame-argento. Adatto per unire parti che saranno successivamente rivestite da nitruro di titanio. | |||
| Carbonio | fusione | Abbassa il punto di fusione. Può formare carburi. Può diffondersi al metallo di base, con conseguente maggiore temperatura di rifusione, potenzialmente permettendo passo-brasatura con la stessa lega. Al di sopra dello 0,1% peggiora la resistenza alla corrosione delle leghe di nichel. Le tracce presenti nell’acciaio inossidabile possono facilitare la riduzione dell’ossido di cromo(III) superficiale nel vuoto e consentire la brasatura senza flux. La diffusione lontano dalla brasatura aumenta la sua temperatura di rifusione; sfruttata nella brasatura di diffusione. | ||||
| Silicio | fusione, bagnatura | Ni | Abbassa il punto di fusione. Può formare silicidi. Migliora la bagnatura dei brasati a base di rame. Promuove il flusso. Causa infragilimento intergranulare delle leghe di nichel. Si diffonde rapidamente nei metalli di base. La diffusione lontano dalla brasatura aumenta la sua temperatura di rifusione; sfruttata nella brasatura di diffusione. | |||
| Germanio | strutturale, fusione | costoso | Abbassa il punto di fusione. Costoso. Per applicazioni speciali. Può creare fasi fragili. | |||
| Boro | fusione, bagnatura | Ni | Abbassa il punto di fusione. Può formare boruri duri e fragili. Inadatto per i reattori nucleari, poiché il boro è un potente assorbitore di neutroni e quindi agisce come un veleno di neutroni. Rapida diffusione ai metalli di base. Può diffondersi al metallo di base, con conseguente maggiore temperatura di rifusione, potenzialmente permettendo passo-brasatura con la stessa lega. Può erodere alcuni materiali di base o penetrare tra i confini di grano di molte leghe strutturali resistenti al calore, degradando le loro proprietà meccaniche. Causa infragilimento intergranulare delle leghe di nichel. Migliora la bagnatura di / da alcune leghe, può essere aggiunto alla lega Au-Ni-Cr per compensare la perdita di bagnatura mediante aggiunta di cromo. In basse concentrazioni migliora la bagnatura e abbassa il punto di fusione dei brasati di nichel. Si diffonde rapidamente ai materiali di base, può abbassare il loro punto di fusione; soprattutto una preoccupazione quando si brasano materiali sottili. La diffusione lontano dalla brasatura aumenta la sua temperatura di rifusione; sfruttata nella brasatura di diffusione. | |||
| Mischmetal | trace additive | in quantità di circa lo 0,08%, può essere usato per sostituire il boro dove il boro avrebbe effetti dannosi. | ||||
| Cerio | trace additive | in quantità di tracce, migliora la fluidità dei brasati. Particolarmente utile per leghe di quattro o più componenti, dove gli altri additivi compromettono il flusso e la diffusione. | ||||
| Stronzio | trace additive | in tracce affina la struttura delle venature delle leghe a base di alluminio. | ||||
| Fosforo | disossidante | H2S, SO2, Ni, Fe, Co | Abbassa il punto di fusione. Disossidante, decompone l’ossido di rame; le leghe portanti fosforo possono essere utilizzate su rame senza flusso. Non decompone l’ossido di zinco, quindi il flusso è necessario per l’ottone. Forma fosfuri fragili con alcuni metalli, ad esempio nichel (Ni3P) e ferro, leghe di fosforo inadatte alla brasatura di leghe con ferro, nichel o cobalto in quantità superiore al 3%. I fosfuri si segregano ai confini del grano e causano infragilimento intergranulare. (A volte l’articolazione fragile è effettivamente desiderata, però. Le granate a frammentazione possono essere brasate con lega di fosforo per produrre giunti che si frantumano facilmente alla detonazione.) Evitare in ambienti con presenza di anidride solforosa (es. cartiere) e idrogeno solforato (es. fogne, o vicino a vulcani); la fase ricca di fosforo corrode rapidamente in presenza di zolfo e l’articolazione fallisce. Il fosforo può essere presente anche come impurità introdotta dai bagni galvanici. In basse concentrazioni migliora la bagnatura e abbassa il punto di fusione dei brasati di nichel. La diffusione lontano dalla brasatura aumenta la sua temperatura di rifusione; sfruttata nella brasatura di diffusione. | |||
| Litio | disossidante | Disossidante. Elimina la necessità di flusso con alcuni materiali. L’ossido di litio formato dalla reazione con gli ossidi di superficie è facilmente spostato dalla lega di brasatura fusa. | ||||
| Titanio | strutturale, attivo | Metallo attivo più comunemente usato. Poche percentuali aggiunte alle leghe Ag-Cu facilitano la bagnatura della ceramica, ad esempio nitruro di silicio. La maggior parte dei metalli, tranne pochi (cioè argento, rame e oro), forma fasi fragili con titanio. Durante la brasatura della ceramica, come altri metalli attivi, il titanio reagisce con loro e forma uno strato complesso sulla loro superficie, che a sua volta è bagnabile dalla brasatura argento-rame. Bagna ossidi, carburi e grafite; spesso un componente importante della lega per la brasatura ad alta temperatura di tali materiali. | ||||
| Zirconio | strutturale, attivo | Bagna ossidi, carburi e grafite; spesso un componente importante della lega per la brasatura ad alta temperatura di tali materiali. | ||||
| Afnio | attivo | |||||
| Vanadio | strutturali, active | Promuove la bagnante di allumina ceramica con oro-di leghe a base di. | ||||
| Zolfo | impurità | Compromette l’integrità delle leghe di nichel. Può entrare nei giunti da residui di lubrificanti, grasso o vernice. Forma il solfuro fragile del nichel (Ni3S2) che segrega ai confini del grano e causa il guasto intergranulare. |
Alcuni additivi e impurità agiscono a livelli molto bassi. Si possono osservare sia effetti positivi che negativi. Lo stronzio a livelli di 0,01% affina la struttura del grano di alluminio. Berillio e bismuto a livelli simili aiutano a interrompere lo strato di passivazione dell’ossido di alluminio e promuovono la bagnatura. Il carbonio allo 0,1% compromette la resistenza alla corrosione delle leghe di nichel. L’alluminio può embrittle acciaio dolce allo 0,001%, fosforo allo 0,01%.
In alcuni casi, specialmente per la brasatura sottovuoto, vengono utilizzati metalli e leghe ad alta purezza. 99,99% e 99.i livelli di purezza di 999% sono disponibili commercialmente.
Si deve fare attenzione a non introdurre impurità deleterie dovute alla contaminazione delle articolazioni o alla dissoluzione dei metalli di base durante la brasatura.
Comportamento di fusionemodifica
Le leghe con una portata maggiore di temperature solidus / liquidus tendono a fondersi attraverso uno stato “pastoso”, durante il quale la lega è una miscela di materiale solido e liquido. Alcune leghe mostrano tendenza alla liquefazione, separazione del liquido dalla porzione solida; per queste il riscaldamento attraverso l’intervallo di fusione deve essere sufficientemente veloce per evitare questo effetto. Alcune leghe mostrano una gamma di plastica estesa, quando solo una piccola parte della lega è liquida e la maggior parte del materiale si scioglie all’intervallo di temperatura superiore; queste sono adatte per colmare grandi lacune e per formare filetti. Le leghe altamente fluide sono adatte per penetrare in profondità in spazi stretti e per brasare giunti stretti con tolleranze ristrette, ma non sono adatte per riempire spazi più grandi. Le leghe con una gamma di fusione più ampia sono meno sensibili alle distanze non uniformi.
Quando la temperatura di brasatura è adeguatamente elevata, la brasatura e il trattamento termico possono essere eseguiti contemporaneamente in un’unica operazione.
Le leghe eutettiche si fondono a temperatura singola, senza regione pastosa. Le leghe eutettiche hanno una diffusione superiore; i non eutettici nella regione pastosa hanno un’elevata viscosità e allo stesso tempo attaccano il metallo base, con una forza di diffusione corrispondentemente inferiore. La granulometria fine conferisce all’eutettica sia una maggiore resistenza che una maggiore duttilità. La temperatura di fusione altamente accurata consente di eseguire il processo di unione solo leggermente al di sopra del punto di fusione della lega. Sulla solidificazione, non c’è stato pastoso in cui la lega appare solida ma non è ancora; la possibilità di disturbare il giunto mediante manipolazione in tale stato è ridotta (supponendo che la lega non abbia modificato significativamente le sue proprietà sciogliendo il metallo di base). Il comportamento eutettico è particolarmente utile per le saldature.
I metalli con struttura a grana fine prima della fusione forniscono una bagnatura superiore ai metalli con grani grandi. Stronzio all’alluminio) possono essere aggiunti per affinare la struttura del grano e le preforme o le lamine possono essere preparate mediante tempra rapida. Tempra molto rapida può fornire struttura metallica amorfa, che possiedono ulteriori vantaggi.
Interazione con metalli di baseedit
Per una corretta bagnatura, il metallo di base deve essere almeno parzialmente solubile in almeno un componente della lega di brasatura. La lega fusa tende quindi ad attaccare il metallo base e dissolverlo, cambiando leggermente la sua composizione nel processo. Il cambiamento di composizione si riflette nel cambiamento del punto di fusione della lega e nel corrispondente cambiamento di fluidità. Ad esempio, alcune leghe dissolvono sia l’argento che il rame; l’argento disciolto abbassa il loro punto di fusione e aumenta la fluidità, il rame ha l’effetto opposto.
Il cambiamento del punto di fusione può essere sfruttato. Poiché la temperatura di rifusione può essere aumentata arricchendo la lega con metallo base disciolto, è possibile eseguire la brasatura a gradini utilizzando la stessa brasatura.
Le leghe che non attaccano significativamente i metalli di base sono più adatte per la brasatura di sezioni sottili.
La microstruttura non omogenea della brasatura può causare una fusione non uniforme e erosioni localizzate del metallo base.
La bagnatura dei metalli di base può essere migliorata aggiungendo un metallo adatto alla lega. Lo stagno facilita la bagnatura di ferro, nichel e molte altre leghe. Il rame bagna i metalli ferrosi che l’argento non attacca, le leghe di rame-argento possono quindi brasare gli acciai l’argento da solo non si bagna. Lo zinco migliora la bagnatura dei metalli ferrosi, indio pure. L’alluminio migliora la bagnatura delle leghe di alluminio. Per la bagnatura di ceramica, metalli reattivi in grado di formare composti chimici con la ceramica (ad esempio titanio, vanadio, zirconio…) può essere aggiunto alla brasatura.
La dissoluzione dei metalli di base può causare cambiamenti dannosi nella lega di brasatura. Ad esempio, l’alluminio disciolto dai bronzi di alluminio può embrittle la brasatura; l’aggiunta di nichel alla brasatura può compensare questo.
L’effetto funziona in entrambi i modi; ci possono essere interazioni dannose tra la lega di brasatura e il metallo base. La presenza di fosforo nella lega di brasatura porta alla formazione di fosfuri fragili di ferro e nichel, le leghe contenenti fosforo sono quindi inadatte alla brasatura di nichel e leghe ferrose. Il boro tende a diffondersi nei metalli di base, specialmente lungo i confini del grano, e può formare boruri fragili. Il carbonio può influenzare negativamente alcuni acciai.
Occorre prestare attenzione per evitare la corrosione galvanica tra la brasatura e il metallo di base, e in particolare tra metalli di base dissimili che vengono brasati insieme. La formazione di composti intermetallici fragili sull’interfaccia della lega può causare guasti articolari. Questo è discusso in modo più approfondito con le saldature.
Le fasi potenzialmente dannose possono essere distribuite uniformemente attraverso il volume della lega, o essere concentrate sull’interfaccia brasatura-base. Uno spesso strato di intermetallici interfacciali è solitamente considerato dannoso a causa della sua tenacità alla frattura comunemente bassa e di altre proprietà meccaniche sub-par. In alcune situazioni, ad esempio die allegando, tuttavia non importa molto come chip di silicio non sono tipicamente sottoposti ad abuso meccanico.
In caso di bagnatura, i brasati possono liberare elementi dal metallo di base. Ad esempio, la brasatura alluminio-silicio bagna il nitruro di silicio, dissocia la superficie in modo che possa reagire con il silicio e libera l’azoto, che può creare vuoti lungo l’interfaccia del giunto e abbassarne la resistenza. Titanio-contenente nichel-oro brasare bagna nitruro di silicio e reagisce con la sua superficie, formando nitruro di titanio e liberando silicio; silicio poi forma siliciuri nichel fragili e fase eutettica oro-silicio; il giunto risultante è debole e si scioglie a temperatura molto più bassa di quanto ci si possa aspettare.
I metalli possono diffondersi da una lega di base all’altra, causando infragilimento o corrosione. Un esempio è la diffusione dell’alluminio dal bronzo di alluminio a una lega ferrosa quando si unisce a questi. È possibile utilizzare una barriera di diffusione, ad esempio uno strato di rame (ad esempio in una striscia trimet).
Uno strato sacrificale di un metallo nobile può essere utilizzato sul metallo base come barriera all’ossigeno, prevenendo la formazione di ossidi e facilitando la brasatura senza flux. Durante la brasatura, lo strato di metallo nobile si dissolve nel metallo di apporto. La placcatura in rame o nichel degli acciai inossidabili svolge la stessa funzione.
Nella brasatura del rame, un’atmosfera riducente (o anche una fiamma riducente) può reagire con i residui di ossigeno nel metallo, che sono presenti come inclusioni di ossido rameoso, e causare infragilimento da idrogeno. L’idrogeno presente nella fiamma o nell’atmosfera ad alta temperatura reagisce con l’ossido, producendo rame metallico e vapore acqueo, vapore. Le bolle di vapore esercitano un’alta pressione nella struttura metallica, causando crepe e porosità articolare. Il rame privo di ossigeno non è sensibile a questo effetto, tuttavia i gradi più facilmente disponibili, ad es. rame elettrolitico o rame ad alta conducibilità, sono. L’articolazione infragilita può quindi fallire catastroficamente senza alcun precedente segno di deformazione o deterioramento.
PreformEdit
Una preforma di brasatura è un metallo di alta qualità e precisione utilizzato per una varietà di applicazioni di giunzione nella produzione di dispositivi e sistemi elettronici. Gli usi tipici della preforma di brasatura includono il collegamento di circuiti elettronici, l’imballaggio di dispositivi elettronici, la buona conduttività termica ed elettrica e la fornitura di un’interfaccia per i collegamenti elettronici. Le preforme di brasatura quadrate, rettangolari e a forma di disco sono comunemente utilizzate per collegare componenti elettronici contenenti stampi di silicio a un substrato come un circuito stampato.
Le preforme a forma di telaio rettangolare sono spesso richieste per la costruzione di pacchetti elettronici mentre le preforme di brasatura a forma di rondella sono tipicamente utilizzate per collegare fili di piombo e passanti ermetici a circuiti elettronici e pacchetti. Alcune preforme sono utilizzati anche in diodi, raddrizzatori, dispositivi optoelettronici e componenti di imballaggio.
•Differenza tra saldatura e brasatura
La saldatura comporta l’unione di materiali con un metallo di apporto che si scioglie al di sotto di ~450 °C. Generalmente richiede una finitura superficiale relativamente fine e uniforme tra le superfici di faying. I giunti di saldatura tendono ad essere più deboli a causa della minore resistenza dei materiali di saldatura.
La brasatura utilizza materiali di riempimento con una temperatura di fusione superiore a ~450 ° C. La finitura superficiale tende ad essere meno critica e i giunti di brasatura tendono ad essere più forti.