Brasagem - Conformação mecânica

Apesar de ser uma técnica de união sabidamente antiga, a brasagem é até hoje amplamente utilizada em inúmeras aplicações devido a capacidade de unir materiais de natureza muito distinta e com pequenas seções transversais, utilizados em autopeças, refrigeradores, trocadores de calor, componentes aeronáuticos e aeroespaciais, componentes eletrônicos, etc. Tem ainda a grande vantagem de permitir a união de materiais diferentes, tais como metais e cerâmicas, de difícil execução por outra técnica de soldagem. Brasagem A norma DIN 8505 define Brasagem como "um processo térmico para preenchimento de juntas e revestimento de materiais, onde ocorre uma fase fluida, obtida pela fusão de um metal de adição (brasagem por fusão) ou por difusão na superfície de união (brasagem por difusão).

A temperatura de início de fusão (Tlsolidus) dos materiais de base não é atingida". Classificação: Brasagem fraca (solda fraca) Devido à baixa temperatura liquidus da brasagem fraca (abaixo de 450 °C) as zonas de difusão entre os materiais de brasagem e o material de base não são tão fortes, como por exemplo, as da brasagem dura. Possibilita a obtenção de juntas lisas e isentas de poros, podendo unir entre si a maioria dos metais ferrosos e não ferrosos, com exceção do magnésio e dos metais com baixa temperatura de fusão, como zinco e etc. A grande vantagem da brasagem é a possibilidade de união de metais dissimilares, como por exemplo: aços diversos com cobre e suas ligas, bronzes, latões, ferros fundidos e compostos de metal duro.

Utilizada nos casos em que as forças agentes na junta são elevadas, e temperaturas de trabalho entre -50°C e 200°C. Existem algumas ligas especiais que suportam temperaturas de trabalho acima de 200°C. Como exemplos de aplicação de brasagem, citam-se: tubulações hidráulicas e de equipamentos de refrigeração; uniões de componentes metálicos em geral resistentes a diversos tipos de esforços mecânicos; quadros tubulares; mecânica de precisão; indústria de eletrodomésticos e materiais elétricos; união de ferramentas de carboneto de tungstênio (metal duro); e onde deve ser minimizado a corrosão sob tensão de componentes de níquel ou ligas à base de níquel e aços inoxidáveis, bem como efeitos do aquecimento como dilatação térmica e modificação das características do material base.

A utilização de fluxo é indispensável. Os metais de adição mais utilizados são latão e alpaca, com temperatura de trabalho em torno de 900°C. Materias e temperaturas de brasagem Os materiais de adição são selecionados em função dos materiais de base a serem unidos e das propriedades esperadas do processo. Materiais base: são os materiais a serem unidos. Por exemplo : tubo de cobre com tubo de cobre; tubo de aço com tubo de cobre; Metal de adição : um metal puro ou liga metálica apropriada para a brasagem. Ter um ponto de fusão inferior ao metal de base 2. Ter uma boa molhagem e ser suficientemente fluida para penetrar na junta por capilaridade 3. Produzir juntas a temperaturas tais que não produzam modificações na estrutura e nas propriedades do metal de base e que tenham uma boa resistência mecânica à corrosão.

Não conter constituintes ou impurezas, as quais formando ligas com o material de base provoquem a fragilização da junta. Utiliza-se de fornos contínuos, principalmente em processos industriais, visando a garantia de alta produtividade e repetibilidade de qualidade. Molhabilidade Denomina-se molhabilidade a capacidade de uma fase líquida espalhar-se sobre um substrato sólido. Na brasagem, a fase líquida é representada pelo metal de adição fundido e o substrato sólido pelo material base. Uma representação esquemática gráfica deste conceito pode ser visto na figura 9, onde temos 3 casos distintos de molhabilidade. No 1o caso, o metal de adição não apresenta qualquer tendência ao espalhamento sobre o material base, mantendo-se na forma de uma gota, que não molha a superfície. Neste caso, não há qualquer contato físico entre a fase líquida e o substrato, logo não haverá qualquer possibilidade de ocorrência de união.

A segunda maneira é padronizar um teste fundindo-se sempre a mesma quantidade de metal de adição sobre diferentes materiais base. Mede-se então a área ocupada pelo metal de adição. Quando maior a área ocupada, maior o espalhamento, e consequentemente maior a molhabilidade. Condições para a molhabilidade O material de brasagem e o material de base podem formar solução sólida ou compostos intermediários. A temperatura da área de junção para permitir o molhamento (i. Figura 3 – efeito da capilaridade em diferentes folgas e molhabilidade A figura 3 ilustra muito bem o comportamento que ocorre nas juntas brasadas. Só haverá enchimento da folga quando o metal de adição fundido molhar os materiais base, sendo que o enchimento se dará mais facilmente quanto menor a folga. Folga na brasagem Da mesma forma, na brasagem a folga utilizada influi decisivamente no resultado final.

Folgas excessivamente elevadas resultam em baixa pressão capilar, o que leva a formação de falhas de enchimento nas juntas brasadas. A figura 4, demonstra as consequências da variação da folga ao longo de uma junta brasada, onde a queda da pressão capilar leva ao não preenchimento da mesma. Ter um ponto de fusão muito próximo do ponto de fusão da solda 4. Possuir características que permitam que o metal de adição ao penetrar na junta o expulse desta. Não atacar excessivamente o metal base à temperatura debrasagem 6. Possuir no estado líquido uma tensão superficial tão pequena que lhe permita molhar o material de base 7. Melhorar a molhabilidade da solda Gases de proteção Atmosfera de brasagem (H2N2; 95% N2, 5% H2) Uso predominante na brasagem dura Remoção da camada superficial de óxidos por reação química com o gás protetor.

Figura 1 - Brasagem por chama Brasagem em forno: É muito usada quando o metal de adição pode ser colocado previamente na junta. Este processo é aplicável geralmente em produção em série e em grande escala. A proteção é feita por fluxo, por atmosfera controlada ou a vácuo. Brasagem por indução: O calor é obtido por uma corrente induzida nas peças a unir. Estas peças são colocadas no interior de uma bobina, na qual circula uma corrente alternada. A causa para cada tipo de defeito é a mais provável, o que não quer dizer que seja a única, pois todos os requisitos do processo podem influenciar negativamente no resultado se algum desvio ocorrer. A ação corretiva para algum defeito deve incluir a avaliação de todo o processo, incluindo o tipo e dimensão da junta, a limpeza das superfícies, o material base, o metal de adição, o fluxo, o processo de aquecimento, a qualidade dos gases utilizados quando o aquecimento for à chama ou sob atmosfera controlada, o ambiente de trabalho e a técnica do operador.

A ocorrência de defeitos nas juntas brasadas não necessariamente requer um reprojeto de todo o processo. Deve ser verificado o nível de ocorrência em relação ao volume de produção Solda fria (colagem): é a falta de ligação entre o metal de adição e o material base, ou seja não houve a difusão molecular entre o metal de adição fundido e o material base. Causas: • Má qualidade do material base (contaminado). Proteger metal de adição contra oxidação ou contaminação no armazenamento. Evitar contato manual com as superfícies a serem brasadas e com metal de adição, pois a umidade das mãos e o ácido úrico podem oxidar os mesmos. Projetar uma junta que permita a expulsão do fluxo de seu interior.

Porosidades: são inclusões de gás no interior do metal fundido, que podem libertar-se borbulhando durante a execução do processo, originando juntas com aspecto de espuma metálica (porosidades). Causas: • Certos metais no estado líquido, como o cobre por exemplo, dissolvem grandes quantidades de gás que ao libertarem-se durante a solidificação podem ficar aprisionados na junta, dando assim origem aos poros. Correção: Utilizar dispositivos para fixação das partes a serem unidas. Utilizar maçarico com dimensões e potência adequadas. Utilizar juntas que podem ser encaixadas caso não seja possível o uso de dispositivos de fixação. Conclusão A brasagem requer menor calor o que acarreta menor rapidez para realizar a união. Embora apresente pequenas distorções. pdf http://www.

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