La brasatura è un processo di giunzione dei metalli che utilizza un metallo d'apporto con un punto di fusione superiore a 450°C (842°F) ma inferiore al punto di fusione dei metalli base da unire.Il processo richiede un'atmosfera controllata per prevenire l'ossidazione e garantire un giunto forte e pulito.I gas utilizzati nella brasatura dipendono dai materiali da unire e dal risultato desiderato.I gas comunemente utilizzati sono idrogeno, azoto, argon, elio e miscele di questi gas.L'idrogeno è particolarmente efficace nel ridurre gli ossidi metallici, mentre i gas inerti come l'argon e l'elio forniscono un ambiente protettivo.La scelta del gas è fondamentale per ottenere un giunto brasato di alta qualità.
Punti chiave spiegati:
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Scopo dei gas nella brasatura
- I gas vengono utilizzati nella brasatura per creare un'atmosfera controllata che previene l'ossidazione, le incrostazioni e l'accumulo di carbonio (fuliggine).
- L'ossidazione può indebolire il giunto e ridurre la qualità del prodotto finito.
- Un prodotto finito pulito e brillante si ottiene utilizzando il gas o la miscela di gas appropriati.
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Gas comunemente utilizzati
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Idrogeno (H2):
- Agisce come agente attivo per la riduzione degli ossidi metallici.
- Viene comunemente utilizzato nei processi di brasatura per produrre una superficie pulita e priva di ossidi.
- Spesso viene utilizzato in combinazione con altri gas inerti.
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Azoto (N2):
- Sostituisce l'aria/ossigeno nell'atmosfera del forno, impedendo l'ossidazione.
- Particolarmente efficace per la brasatura del rame.
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Argon (Ar) ed Elio (He):
- Gas inerti che forniscono un'atmosfera protettiva, impedendo le reazioni con i metalli di base.
- Utilizzati nella brasatura di metalli e ceramiche, dove è essenziale un ambiente non reattivo.
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Miscele di gas:
- Spesso si utilizzano miscele di idrogeno e azoto o altri gas inerti per adattare l'atmosfera a requisiti specifici di brasatura.
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Idrogeno (H2):
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Atmosfere specializzate
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Ammoniaca dissociata:
- Una miscela di idrogeno e azoto prodotta dalla dissociazione dell'ammoniaca.
- Fornisce un'atmosfera riducente, ideale per prevenire l'ossidazione.
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Gas esotermici ed endotermici:
- Sono generati dalla combustione di gas naturale o propano con aria.
- Si utilizza in applicazioni specifiche di brasatura in cui è necessaria un'atmosfera reattiva controllata.
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Vuoto:
- In alcuni casi, al posto dell'atmosfera gassosa si utilizza il vuoto per eliminare completamente l'ossidazione.
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Ammoniaca dissociata:
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Fattori che influenzano la scelta del gas
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Compatibilità dei materiali:
- Il tipo di metallo di base e di metallo d'apporto utilizzato determina il gas appropriato.Ad esempio, l'idrogeno è adatto per ridurre gli ossidi sull'acciaio, mentre l'azoto è più indicato per il rame.
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Finitura superficiale desiderata:
- Per ottenere una finitura brillante e pulita è necessario un gas che riduca efficacemente gli ossidi, come l'idrogeno o l'ammoniaca dissociata.
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Requisiti del processo:
- La temperatura di brasatura, il design del forno e la configurazione del giunto influenzano la scelta del gas.
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Compatibilità dei materiali:
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Componenti indesiderati nelle atmosfere di brasatura
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Ossigeno (O2):
- Provoca l'ossidazione, che indebolisce il giunto e degrada la finitura superficiale.
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Vapore acqueo (H2O):
- Inibisce il flusso della brasatura e può portare a una cattiva qualità del giunto, tranne che in applicazioni specifiche di brasatura del rame in cui può essere utile.
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Ossigeno (O2):
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Applicazioni di gas specifici
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Idrogeno:
- Utilizzato per la brasatura di acciaio inossidabile, leghe di nichel e altri metalli soggetti a ossidazione.
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Azoto:
- Ideale per la brasatura di rame e leghe di rame.
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Argon ed elio:
- Utilizzati nella brasatura ad alta temperatura di metalli reattivi come il titanio e nella brasatura ceramica-metallo.
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Idrogeno:
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Considerazioni sulla sicurezza
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Idrogeno:
- Altamente infiammabile, richiede una manipolazione accurata e attrezzature progettate per l'uso dell'idrogeno.
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Gas inerti:
- Pur non essendo reattivi, possono sostituire l'ossigeno in spazi ristretti, con il rischio di soffocamento.
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Idrogeno:
In sintesi, i gas utilizzati nella brasatura sono selezionati in base alla loro capacità di creare un'atmosfera controllata che previene l'ossidazione e garantisce un giunto forte e pulito.L'idrogeno, l'azoto, l'argon, l'elio e le loro miscele sono i gas più comunemente utilizzati, ognuno dei quali offre vantaggi unici a seconda dei materiali e dei requisiti del processo.La scelta del gas è fondamentale per ottenere il risultato di brasatura desiderato e le considerazioni sulla sicurezza devono sempre essere prese in considerazione quando si maneggiano questi gas.
Tabella riassuntiva:
Tipo di gas | Proprietà principali | Applicazioni comuni |
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Idrogeno (H2) | Riduce gli ossidi metallici e garantisce una superficie pulita | Acciaio inox, leghe di nichel |
Azoto (N2) | Sostituisce l'ossigeno, impedisce l'ossidazione | Rame e leghe di rame |
Argon (Ar) | Inerte, fornisce un'atmosfera protettiva | Metalli reattivi (es. titanio), brasatura ceramica-metallo |
Elio (He) | Inerte, ad alta conducibilità termica | Brasatura ad alta temperatura di metalli reattivi |
Miscele | Miscele personalizzabili (ad esempio, H2 + N2) | Su misura per esigenze specifiche di brasatura |
Ammoniaca dissociata | Miscela di idrogeno e azoto, riduce l'ossidazione | Prevenzione dell'ossidazione in vari metalli |
Il vuoto | Elimina completamente l'ossidazione | Applicazioni di brasatura ad alta precisione |
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