La brasatura è un processo di giunzione dei metalli che utilizza un metallo d'apporto con un punto di fusione superiore a 450 °C (840 °F) ma inferiore al punto di fusione dei metalli di base da unire. La scelta del metallo d'apporto dipende dai metalli di base, dall'applicazione e dalle proprietà richieste del giunto. I metalli d'apporto comuni utilizzati nella brasatura includono leghe di alluminio-silicio, rame, leghe di rame-fosforo, leghe a base di argento e leghe a base di nichel. Ciascun metallo d'apporto ha caratteristiche specifiche che lo rendono adatto per applicazioni particolari, come resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione o conduttività elettrica.
Punti chiave spiegati:
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Leghe di alluminio-silicio:
- Composizione: Tipicamente contengono il 7-12% di silicio, con piccole quantità di altri elementi come rame o magnesio.
- Applicazioni: Utilizzato per la brasatura dell'alluminio e delle sue leghe. Questi metalli d'apporto sono ideali per applicazioni che richiedono buona resistenza alla corrosione e robustezza.
- Proprietà: Hanno un punto di fusione relativamente basso, che li rende adatti per unire l'alluminio senza fondere il metallo base.
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Rame e leghe rame-fosforo:
- Composizione: Rame puro o rame con 5-7% di fosforo, talvolta con aggiunta di argento.
- Applicazioni: Comunemente utilizzato per la brasatura di rame e ottone. Le leghe rame-fosforo sono particolarmente utili negli impianti idraulici e di refrigerazione.
- Proprietà: Queste leghe forniscono eccellenti caratteristiche di flusso e bagnabilità e il fosforo agisce come un flusso, riducendo la necessità di flusso aggiuntivo in alcune applicazioni.
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Leghe a base d'argento:
- Composizione: contengono tipicamente il 20-70% di argento, con quantità variabili di rame, zinco e cadmio (sebbene il cadmio venga gradualmente eliminato a causa di problemi di salute).
- Applicazioni: Ampiamente utilizzato nei settori HVAC, elettrico e idraulico. Le leghe a base di argento sono versatili e possono essere utilizzate per unire una varietà di metalli, tra cui acciaio inossidabile, rame e leghe di nichel.
- Proprietà: Offrono buona robustezza, duttilità e resistenza alla corrosione. L'aggiunta di argento migliora le proprietà di fluidità e bagnabilità del metallo d'apporto.
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Leghe a base di nichel:
- Composizione: Contengono nichel come elemento primario, con aggiunte di cromo, boro e silicio.
- Applicazioni: Utilizzato per applicazioni ad alta temperatura, come nei settori aerospaziale, della produzione di energia e di lavorazione chimica. Queste leghe sono adatte per la brasatura dell'acciaio inossidabile, delle leghe di nichel e di altri materiali ad alta temperatura.
- Proprietà: Le leghe a base di nichel forniscono un'eccellente robustezza e resistenza all'ossidazione a temperature elevate. Sono inoltre resistenti alla corrosione e all'usura.
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Leghe a base d'oro:
- Composizione: Tipicamente contengono oro con aggiunte di rame, nichel o palladio.
- Applicazioni: Utilizzato in applicazioni specializzate come elettronica, gioielleria e dispositivi medici. Le leghe a base di oro sono spesso scelte per la loro eccellente resistenza alla corrosione e biocompatibilità.
- Proprietà: Queste leghe garantiscono elevata robustezza ed eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione, rendendole adatte per applicazioni critiche.
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Altri metalli d'apporto:
- Leghe a base di magnesio: Utilizzato per la brasatura del magnesio e sue leghe. Questi metalli d'apporto sono leggeri e forniscono una buona robustezza e resistenza alla corrosione.
- Leghe a base di titanio: Utilizzato per la brasatura del titanio e sue leghe. Questi metalli d'apporto sono adatti per applicazioni leggere e ad alta resistenza, come nel settore aerospaziale.
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Considerazioni sulla scelta dei metalli d'apporto:
- Compatibilità con i metalli di base: Il metallo d'apporto deve essere compatibile con i metalli base da unire. Ciò include la corrispondenza dei coefficienti di dilatazione termica e la garanzia di una buona bagnatura e adesione.
- Condizioni di servizio: Il metallo d'apporto deve resistere alle condizioni ambientali, quali temperatura, corrosione e stress meccanico, a cui sarà esposto il giunto.
- Progettazione congiunta: Il design del giunto, compresa la dimensione dello spazio e il metodo di riscaldamento, influenzeranno la scelta del metallo d'apporto. Alcuni metalli d'apporto scorrono meglio in spazi ristretti, mentre altri sono più adatti per spazi più ampi.
- Considerazioni sulla regolamentazione e sulla sicurezza: Alcuni metalli d'apporto, come quelli contenenti cadmio, possono avere normative sanitarie e ambientali che ne limitano l'uso. È importante scegliere metalli d'apporto conformi alle normative pertinenti.
In sintesi, la scelta del metallo d'apporto per la brasatura dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, inclusi i metalli di base, le condizioni di servizio e le proprietà desiderate del giunto. Selezionando attentamente il metallo d'apporto appropriato, è possibile creare giunti brasati resistenti, durevoli e affidabili.
Tabella riassuntiva:
| Metallo d'apporto | Composizione | Applicazioni | Proprietà chiave |
|---|---|---|---|
| Alluminio-Silicio | 7-12% silicio, piccole quantità di Cu/Mg | Brasatura dell'alluminio e leghe | Basso punto di fusione, resistenza alla corrosione |
| Rame/Rame-Fosforo | Rame puro o fosforo al 5-7%. | Impianti idraulici, sistemi di refrigerazione | Ottima distensione, autoflussante |
| A base di argento | 20-70% argento, Cu, Zn, Cd (in esaurimento) | HVAC, elettrici, idraulici | Buona resistenza, duttilità, resistenza alla corrosione |
| A base di nichel | Nichel, Cr, B, Si | Aerospaziale, produzione di energia | Resistenza alle alte temperature, resistenza all'ossidazione |
| A base d'oro | Oro, Cu, Ni, Pd | Elettronica, gioielleria, dispositivi medici | Resistenza alla corrosione, biocompatibilità |
| A base di magnesio | Leghe di magnesio | Brasatura delle leghe di magnesio | Leggero, resistenza alla corrosione |
| A base di titanio | Leghe di titanio | Applicazioni aerospaziali e ad alta resistenza | Alta resistenza, leggero |
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