La brasatura è un processo di giunzione ampiamente utilizzato che prevede la fusione di un metallo d'apporto nella giunzione tra due o più parti metalliche. La scelta dei metalli e delle leghe per la brasatura dipende dai materiali da unire, dalla resistenza richiesta e dalle condizioni operative dell'assemblaggio finale. I metalli d'apporto per brasatura comunemente usati includono argento-rame, rame-zinco, rame-fosforo, palladio e nichel. Per la brasatura dell'acciaio inossidabile vengono utilizzate anche opzioni aggiuntive come saldature stagno-piombo, metalli d'apporto a base di manganese e metalli preziosi. Ogni metallo d'apporto ha proprietà specifiche, come punto di fusione, caratteristiche di flusso e compatibilità con i metalli di base, che lo rendono adatto per applicazioni particolari. Comprendere questi materiali e le loro proprietà è essenziale per selezionare il metallo d'apporto giusto per una determinata operazione di brasatura.
Punti chiave spiegati:
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Leghe Argento-Rame:
- Le leghe argento-rame sono tra i metalli d'apporto per brasatura più utilizzati grazie alle loro eccellenti proprietà di scorrimento, buone caratteristiche di bagnabilità e temperature di fusione moderate.
- Queste leghe vengono spesso utilizzate per unire rame, ottone e acciaio inossidabile e forniscono giunti robusti e resistenti alla corrosione.
- L'aggiunta di altri elementi, come zinco o cadmio, può migliorare ulteriormente le loro proprietà, sebbene il cadmio venga sempre più evitato a causa delle preoccupazioni ambientali.
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Leghe Rame-Zinco:
- I metalli d'apporto rame-zinco (ottone) sono comunemente usati per la brasatura dell'acciaio e della ghisa grazie alla loro elevata resistenza e al costo relativamente basso.
- Queste leghe hanno punti di fusione più elevati rispetto ai riempitivi a base di argento, rendendole adatte per applicazioni che richiedono una maggiore resistenza alla temperatura.
- Tuttavia, potrebbero non essere ideali per unire metalli non ferrosi come alluminio o magnesio a causa di problemi di compatibilità.
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Leghe Rame-Fosforo:
- Le leghe rame-fosforo sono specificatamente progettate per la brasatura del rame e delle leghe di rame, poiché sono autoflussanti e non necessitano di flusso aggiuntivo.
- Questi metalli d'apporto sono convenienti e forniscono una buona conduttività elettrica, rendendoli ideali per applicazioni elettriche e idrauliche.
- Tuttavia non sono adatti per metalli ferrosi o leghe contenenti nichel a causa della formazione di fosfuri fragili.
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Leghe a base di palladio:
- I metalli d'apporto a base di palladio sono utilizzati in applicazioni ad alte prestazioni, come quelle aerospaziali ed elettroniche, dove l'elevata robustezza e la resistenza alla corrosione sono fondamentali.
- Queste leghe hanno eccellenti proprietà bagnanti e possono unire un'ampia gamma di metalli, tra cui acciaio inossidabile, nichel e titanio.
- Il loro costo elevato ne limita l’utilizzo ad applicazioni specializzate.
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Leghe a base di nichel:
- I metalli d'apporto a base di nichel sono preferiti per applicazioni ad alta temperatura, come turbine a gas e apparecchiature per il trattamento chimico, grazie alla loro eccezionale robustezza e resistenza all'ossidazione e alla corrosione.
- Queste leghe sono adatte per unire superleghe a base di nichel, acciaio inossidabile e altri materiali ad alta temperatura.
- Spesso richiedono tecniche di brasatura specializzate, come la brasatura sotto vuoto o in atmosfera controllata, per ottenere risultati ottimali.
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Metalli d'apporto per acciaio inossidabile:
- La brasatura dell'acciaio inossidabile richiede metalli d'apporto in grado di resistere alle sue proprietà uniche, come l'alto contenuto di cromo e la bassa conduttività termica.
- Le scelte comuni includono metalli d'apporto a base di argento, rame, manganese e nichel, nonché metalli preziosi come oro e platino.
- La saldatura stagno-piombo viene utilizzata anche per applicazioni a bassa temperatura, ma è meno comune a causa delle normative ambientali.
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Considerazioni per prevenire la distorsione:
- Sebbene non sia direttamente correlato alla scelta del metallo d'apporto, prevenire la distorsione durante la brasatura è fondamentale per mantenere l'integrità del giunto.
- Tecniche come la distensione delle parti prima della brasatura, l'utilizzo di dispositivi rigidi e la progettazione di parti per resistere alla deformazione possono ridurre al minimo la distorsione.
- Nonostante queste misure, possono comunque verificarsi delle distorsioni, soprattutto in assemblaggi complessi o componenti a pareti sottili.
Comprendendo le proprietà e le applicazioni di questi metalli d'apporto per brasatura, produttori e ingegneri possono prendere decisioni informate per ottenere giunti forti, affidabili e durevoli su misura per le loro esigenze specifiche.
Tabella riassuntiva:
| Metallo d'apporto | Proprietà chiave | Applicazioni comuni |
|---|---|---|
| Argento-Rame | Ottima distensione, buona bagnabilità, punto di fusione moderato | Rame, ottone, acciaio inossidabile |
| Rame-Zinco | Elevata resistenza, basso costo, alto punto di fusione | Acciaio, ghisa |
| Rame-fosforo | Autoflussante, economico, buona conduttività elettrica | Rame e leghe di rame (elettrico, idraulico) |
| A base di palladio | Elevata robustezza, resistenza alla corrosione, eccellente bagnabilità | Aerospaziale, elettronica (acciaio inossidabile, nichel, titanio) |
| A base di nichel | Resistenza alle alte temperature, resistenza all'ossidazione e alla corrosione | Turbine a gas, lavorazioni chimiche (superleghe di nichel, acciaio inossidabile) |
| Acciaio inossidabile | Compatibile con alto contenuto di cromo, bassa conduttività termica | Riempitivi di argento, rame, manganese, nichel e metalli preziosi (oro, platino) |
| Saldatura stagno-piombo | Applicazioni a bassa temperatura (meno comuni a causa di preoccupazioni ambientali) | Brasatura dell'acciaio inossidabile a bassa temperatura |
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