Breve descrizione della brasatura sotto vuoto

La brasatura sotto vuoto è una tecnica di giunzione dei materiali che offre vantaggi significativi: giunti di brasatura estremamente puliti, di qualità superiore e privi di flusso, di elevata integrità e resistenza.Il processo può essere costoso perché deve essere eseguito all'interno di un recipiente a camera a vuoto.L'uniformità della temperatura viene mantenuta sul pezzo da lavorare durante il riscaldamento sotto vuoto, riducendo notevolmente le sollecitazioni residue dovute ai cicli lenti di riscaldamento e raffreddamento.Ciò, a sua volta, può migliorare significativamente le proprietà termiche e meccaniche del materiale, fornendo così capacità di trattamento termico uniche.Una di queste funzionalità è il trattamento termico o l'invecchiamento del pezzo durante l'esecuzione di un processo di giunzione dei metalli, il tutto in un unico ciclo termico del forno.

I prodotti più comunemente brasati sotto vuoto includono piastre fredde in alluminio, scambiatori di calore con alette e scambiatori di calore a tubi piatti.

La brasatura sotto vuoto viene spesso condotta in un forno;ciò significa che è possibile realizzare più giunzioni contemporaneamente perché tutto il pezzo raggiunge la temperatura di brasatura.Il calore viene trasferito mediante irraggiamento, poiché molti altri metodi non possono essere utilizzati nel vuoto.

La brasatura sotto vuoto è la brasatura in un forno utilizzando un'atmosfera sotto vuoto.La brasatura è generalmente definita come un gruppo di processi di giunzione che avvengono a temperature superiori a 400 °C (840 °F) e al di sotto del punto di fusione del metallo di base.

Vantaggi della brasatura sotto vuoto

Nessuna ossidazione eliminando la necessità di flusso

Nessun lavaggio post-brasatura;giunti garantiti assolutamente puliti e privi di inclusioni

Stress residuo e distorsione ridotti al minimo

Nessuna zona interessata dal calore che potrebbe potenzialmente causare problemi

Permette di eseguire determinate operazioni di trattamento termico nello stesso ciclo per risparmiare tempo e denaro

COME FUNZIONA LA BRASATURA SOTTO VUOTO

La brasatura è un metodo per unire due o più metalli fondendo un metallo d'apporto o la lega di brasatura.

Quando per il processo in forno a vuoto si utilizzano leghe al posto del metallo puro, queste non contengono disossidanti, non è quindi necessario rimuovere le scorie con metodi meccanici e la saldatura appare pulita.La lega non deve contenere elementi che possano sublimare o evaporare, poiché non si otterrebbero le caratteristiche di giunzione desiderate e il forno potrebbe essere contaminato.

In generale le leghe non fondono insieme ad una temperatura ben definita come fanno i metalli puri, ma entro un intervallo.Quando possibile quindi si dovrebbero ricercare leghe eutettiche.Questi hanno un comportamento simile ai metalli puri, dove gli elementi solidi e liquidi coesistono solo alla temperatura eutettica.

È disponibile un numero significativo di metalli d'apporto per la brasatura sotto vuoto.In alcune leghe, generalmente con usi ad alta temperatura, in molti casi si verifica ancora la situazione in cui sono presenti ad un'unica temperatura una fase 'solidus' e una fase 'liquidus', costituite da più di due forme di metallo.Altre leghe, comunemente usate nei forni a vuoto, mostrano tuttavia un'ampia fase intermedia 'solidus-liquidus' con un aumento di temperatura tra le due fasi importanti.In questo caso il tempo per una fusione completa aumenta poiché questa avviene ad una temperatura più alta, che sarà la temperatura del processo di brasatura.

PERCHÉ LA BRASATURA IN FORNO SOTTO VUOTO

Il forno a vuoto è in grado di garantire il raggiungimento della temperatura di fusione con estrema precisione e senza overshoot.Si noti inoltre che i problemi di resistenza all'ossidazione e alla corrosione della lega stessa diventano trascurabili nel forno a vuoto.

Affinché la brasatura abbia successo, il riempitivo deve sciogliersi (sia sotto forma di pasta che di filo o nastro metallico) alla propria temperatura di fusione specifica e non a una temperatura più elevata.Ciò evita innanzitutto che il liquido si trovi ad una temperatura alla quale la sua tensione superficiale sarebbe inferiore, e quindi bagni una superficie maggiore, con la conseguente giunzione priva del corretto riempimento.Il liquido deve diffondersi precisamente all'interno della cavità articolare tra i metalli, creando uno strato intermedio.

L'azione capillare garantisce la penetrazione della lega negli spazi articolari allo stato liquido.Questi vengono realizzati mediante lavorazione meccanica, esattamente dove è richiesto il giunto.La lavorazione meccanica è necessaria per ottenere le giuste tolleranze negli elementi del giunto e deve determinare l'esatta dimensione del letto di incollaggio.Il gap deve essere creato in modo da evitare tolleranze troppo restrittive, nel qual caso il legame potrebbe essere difficile da riempire e, all'altra estremità dello spettro, un giunto debole risulterebbe da una tolleranza troppo grande, potenzialmente con gap o porosità.La lega, infatti, viene trascinata all'interno delle superfici da unire alla temperatura di bagnabilità, contro la forza di gravità.

È necessaria una lega con temperatura di fusione lontana da quella di fusione dei metalli da unire, ma allo stesso tempo con caratteristiche meccaniche adeguate alla giunzione.Inoltre, per ottenere giunzioni brasate perfette, la superficie del giunto deve essere pulita, senza tracce di oli o grassi di lavorazione, in modo da avere una buona bagnabilità.

La brasatura è semplice e facile in un forno a vuoto.A causa della natura del vuoto, il calore viene distribuito uniformemente e la produzione delle parti è coerente.Ma vediamo più nel dettaglio le caratteristiche specifiche di un forno sottovuoto per brasatura.