L'elemento principale che rende l'acciaio inossidabile difficile da brasare è la presenza di film di ossidi stabili, in particolare quelli formati dal cromo (Cr) e dal titanio (Ti). Questi ossidi, come Cr2O3 e TiO2, sono piuttosto stabili e difficili da rimuovere, influenzando in modo significativo la bagnabilità e la diffusione del metallo d'apporto durante il processo di brasatura.
Spiegazione:
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Formazione di ossidi: Gli acciai inossidabili contengono una notevole quantità di cromo e altri elementi come nichel, titanio, manganese, molibdeno e niobio. Questi elementi possono formare vari ossidi sulla superficie dell'acciaio. Tra questi, gli ossidi di cromo e titanio sono particolarmente problematici a causa della loro stabilità.
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Impatto sulla bagnabilità: La presenza di questi ossidi stabili sulla superficie dell'acciaio inossidabile ostacola la capacità del metallo d'apporto di bagnarsi e diffondersi sul materiale di base. La bagnabilità è fondamentale nella brasatura, in quanto garantisce un'adeguata adesione e resistenza del giunto. Una scarsa bagnabilità può portare a giunti deboli e a cedimenti sotto sforzo.
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Sfide della brasatura: La presenza di questi ossidi richiede un'attenta selezione dei parametri di brasatura e dei materiali d'apporto. Ad esempio, gli acciai inossidabili austenitici che non contengono elementi stabilizzanti come Ti o Nb e hanno un elevato contenuto di carbonio dovrebbero evitare la brasatura nell'intervallo di temperatura di sensibilizzazione (500-850°C) per evitare la precipitazione di carburi di cromo, che possono ridurre la resistenza alla corrosione. Allo stesso modo, la scelta della temperatura per la brasatura degli acciai inossidabili martensitici è fondamentale che corrisponda alla temperatura di tempra o che sia inferiore alla temperatura di rinvenimento per evitare il rammollimento del materiale di base.
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Soluzioni e tecniche: Per superare queste sfide, si ricorre spesso a tecniche di brasatura avanzate, come la brasatura sotto vuoto. La brasatura sotto vuoto aiuta a rimuovere gli strati di ossido fornendo un ambiente in cui questi ossidi possono essere ridotti, migliorando così la bagnabilità del metallo d'apporto. Inoltre, la scelta dei metalli d'apporto è cruciale: si preferiscono metalli d'apporto a base di argento, rame e nichel per la loro capacità di interagire meglio con la superficie dell'acciaio inossidabile.
In sintesi, la difficoltà della brasatura dell'acciaio inossidabile deriva principalmente dalla presenza di pellicole stabili di ossidi, in particolare di ossidi di cromo e titanio, che influenzano il processo critico della bagnabilità. Una brasatura efficace dell'acciaio inossidabile richiede un'attenta considerazione dei materiali, delle temperature e delle tecniche per garantire giunti robusti e affidabili.
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