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Orientador: Luiz Gimenes Jr [email protected] INTRODUO Nos ltimos anos, principalmente nas ltimas duas dcadas, aumentou significativamente a aplicao do processo de brasagem nas indstrias brasileiras, devido seus inmeros benefcios em relao aos processos de soldagem por fuso. Entretanto, a disponibilidade de literatura tcnica escassa e difusa. O pouco material que se encontra em lngua portuguesa bastante superficial, no explorando a fundo os princpios bsicos e tcnicas operacionais da brasagem, a qual uma tecnologia muito vasta. Para se ter uma idia da importncia e da aplicao do processo de brasagem, destacamos que o Brasil hoje, um dos maiores produtores de compressores hermticos para refrigerao, com uma produo da ordem de 130.000 unidades/dia. Cada compressor, tem no mnimo seis juntas brasadas, o que totaliza a realizao de 780.000 brasagens/dia, isso apenas na fabricao de compressores hermticos. Este trabalho foi baseado na apostila do Programa de Treinamento Mdulo Brasagem da empresa Brastak Soldas

Especiais Ltda., a qual uma rica fonte de informaes e tecnologias de brasagem no mercado brasileiro. A apostila empregada nos treinamentos realizados pela Brastak, foi escrita por um dos alunos da Fatec que integra o grupo que elaborou este trabalho. Aqui apresentamos uma viso tcnica e operacional do processo de brasagem, buscando comparaes com processos semelhantes, bem como apresentar informaes operacionais prticas. Este trabalho no tem nenhuma pretenso em esgotar o assunto brasagem, mas sim de contribuir para o acesso a informaes tcnicas confiveis e aplicveis, ajudando a comunidade tcnica e cientfica brasileira. Esperamos que leitura desse trabalho seja prazerosa e til aos profissionais e estudantes que, de alguma forma, contribuem para a evoluo tecnolgica de nosso pas.

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NDICE

INTRODUO...................................................................................................................01 NDICE...............................................................................................................................02 1. PROCESSOS DE UNIO..............................................................................................04

1.1. Processos de unio metlica .................................................................................04

1.2. Processos de unio intermetlica...............................................................................04

1.2.1. Soldagem.................................................................................................................04

1.2.2. Brasagem.................................................................................................................05

1.2.3. Colagem...................................................................................................................05

1.3. Comparao entre os processos de unio intermetlica.............................................05 2. FUNDAMENTOS E APLICAO DO PROCESSO DE BRASAGEM............................05

2.1. Soldagem branda........................................................................................................06

2.2. Brasagem....................................................................................................................06

2.3. Soldabrasagem...........................................................................................................07 3. CARACTERSTICAS TCNICAS DO PROCESSO DE BRASAGEM...........................07

3.1. Umectao..................................................................................................................07

3.2. Capilaridade........................................................... .....................................................08

3.3. Soldabilidade...............................................................................................................09 4. JUNTAS PARA BRASAGEM.........................................................................................10

4.1. Tipos e dimensionamento de juntas ......................................................................10

4.2. Aspectos construtivos..................................................................................................11 4.3. Preparao da junta....................................................................................................14 5. MATERIAIS BASE........................................................................................................ 15

5.1. Ferros fundidos......................................................................................................15

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5.2. Aos.......................................................................................................................16

5.3. Nquel e suas ligas................................................................................................16

5.4. Cobre e suas ligas................................................................................................17

5.5. Alumnio................................................................................................................19

5.6. Cromo, molibdnio, tungstnio, tntalo e nibio...................................................19

5.7. Zinco, cdmio, chumbo, estanho, e antimnio......................................................19

5.8. Metais preciosos....................................................................................................19

5.9. Titnio, zircnio e berlio........................................................................................19

5.10. Carboneto de tungstnio (metal duro) e segmentos diamantados......................19

6. METAIS DE ADIO................................................................................................19

6.1. Intervalo de fuso e temperatura de trabalho........................................................20

6.2. Metais de adio para solda branda......................................................................21

6.3. Metais de adio para brasagem...........................................................................22 6.3.1. Solda prata..........................................................................................................24 6.3.2. Foscoper e silfoscoper........................................................................................27 7. FLUXOS....................................................................................................................28

7.1. Instrues para aplicao dos fluxos.....................................................................30

7.2. Fluxo lquido aplicado atravs da chama................................................................31 8. PROCESSOS DE AQUECIMENTO...........................................................................31

8.1. Aquecimento a chama (maarico) ..........................................................................31 9. DEFEITOS, CAUSAS E CORREES......................................................................33 10. PROCEDIMENTO RESUMIDO DE BRASAGEM.....................................................35 11. CONTROLE DA QUALIDADE..................................................................................36 13. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................38

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1. PROCESSOS DE UNIO Existem basicamente dois processos de unio metlica: a unio mecnica e a unio intermetlica. Para um projeto adequado de unio metlica, devem ser considerados diversos requisitos tcnicos, tais como: esforos a que ser submetido o conjunto unido, necessidade de desmontagens, temperatura de trabalho do conjunto, natureza do ambiente de trabalho (corrosivo e etc.), necessidade de intercmbio de uma ou mais partes. 1.1. Processos de unio mecnica So realizados utilizando-se parafusos, rebites, pinos, cunhas, cavilhas e outros elementos de fixao mveis ou permanentes, sempre deixando uma fenda entre as superfcies conectadas. Neste tipo de unio, as solicitaes so concentradas nos elementos de fixao ou superfcies de contato, ocasionando fadigas localizadas. Com essas caractersticas torna-se necessria grande quantidade de material e espao para fixao. Muito utilizados onde existe a necessidade de montagens e desmontagens freqentes. 1.2. Processos de unio intermetlica So realizados atravs de soldagem, colagem e unies por interferncia. A fenda existente entre as partes preenchida. Com isso, a transmisso de esforos uniforme, evitando fadigas localizadas.

A necessidade de material e espao e pequena, e o custo industrial relativamente baixo. A resistncia trao final obtida nas unies intermetlicas varia de 1 a 6 Kp/mm no caso dos processos de soldagem branda e colagem, e de 20 a 70 Kp/mm no caso dos processos de brasagem, soldabrasagem e soldagem. Desta forma, verifica-se que tais junes tm grande campo de aplicao com referncia a resistncia mecnica. 1.2.1. Soldagem A soldagem por fuso, denominada neste trabalho simplesmente como soldagem, consiste na juno de metais atravs de aquecimento, fundindo-se partes das peas a serem unidas, podendo ser adicionado uma liga de solda (metal de adio). Numerosos e variados so os casos em que se podem utilizar as junes por meio de soldagem; no apenas no ao, ao fundido e ferro fundido, mas tambm nas ligas de cobre, de alumnio e de magnsio, ao nquel, ao zinco, ao chumbo e, mais recentemente, em materiais termoplsticos artificiais. O termo soldagem aplicado a todos os processos, independentemente de qual seja a fonte de calor empregada (eltrica por arco voltaico com eletrodo nu ou revestido, por resistncia, por induo, por chama soldagem autgena e etc.). As superfcies a serem soldadas devem ser previamente preparadas, postas em contato uma com a outra e suas temperaturas devem ser elevadas de soldagem, requerendo, geralmente, trabalho adicional de acabamento aps a operao.

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1.2.2. Brasagem a unio de metais atravs do aquecimento abaixo da temperatura de fuso dos mesmos, adicionando-se uma liga de solda (metal de adio) no estado lquido, a qual penetra na folga entre as superfcies a serem unidas. Ao se resfriar, a junta formada torna-se rgida e resistente. 1.2.3. Colagem um processo de unio intermetlica que consiste em unir partes metlicas ou no, atravs da adio de uma cola com grande poder adesivo, a qual deve umectar (ver 3.1) as superfcies previamente limpas, unindo as partes aps a secagem da cola. Mais utilizado para unio de materiais como madeira, plstico, borracha, vidro e porcelana do que para a unio de metais. 1.3. Comparao entre os processos

de unio intermetlica 1.3.1. Comparao entre soldagem

branda (brasagem abaixo de 450C) e colagem.

Vantagens da colagem em relao a soldagem branda: No h emprego de calor, no formando desta maneira tenses de resfriamento;

No necessrio o uso de fluxo, evitando lavagens e problemas de corroso.

Vantagens da soldagem branda em relao a colagem: Menor preparao das partes; Maior resistncia mecnica e trmica, quando utilizados metais de adio especiais;

Maior resistncia a lquidos e vapores agressivos;

Processo mais simples de ser mecanizado e/ou automatizado.

1.3.2. Comparao entre soldagem e

brasagem. Vantagens da soldagem em relao a brasagem: Maior resistncia sob elevadas temperaturas de atuao;

Praticamente sem limitaes sobre a dimenso das peas;

Menor preparao das partes; Na maioria dos casos, no necessria a utilizao de fluxo;

Metal de adio de menor custo. Vantagens da brasagem em relao a soldagem: Menores: tempo de operao,

consumo de energia, modificao da estrutura do metal, tenso de resfriamento e deformao;

Pequena ou nenhuma necessidade de acabamento posterior;

Permite a juno de peas de pequenas dimenses e de difcil acesso e penetrao;

Maior facilidade na disjuno quando necessrio ;

Possibilidade de unio de uma gama diversificada de materiais dissimilares.

2. FUNDAMENTOS E APLICAO

DO PROCESSO DE BRASAGEM Definio: ver 1.2.2. Neste processo as partes a serem unidas no se fundem, apenas so aquecidas uma temperatura prxima do intervalo de fuso (ver 6.1) do metal de adio. A unio ocorre atravs do efeito de umectao (ver 3.1) e capilaridade (ver 3.2). No ocorrendo a fuso das partes a serem unidas e nem o elevado aquecimento da regio

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adjacente junta, o material manter suas propriedades mecnicas originais. Para se caracterizar como brasagem, o metal de adio deve sempre ter a temperatura de fuso inferior a do material base, evitando-se assim a diluio do mesmo na junta. O processo de brasagem dividido em trs tipos: soldagem branda; brasagem (propriamente dita); soldabrasagem. 2.1. Soldagem branda Soldagem branda tambm denominada como soldagem branca ou solda fraca. Muito semelhante ao processo de brasagem, diferencia-se pela menor resistncia mecnica e pela temperatura de trabalho do metal de adio sempre inferior 450C. Possibilita a obteno de juntas e obturaes lisas e isentas de poros, podendo unir entre si diversos tipos de metais como cobre e suas ligas, ferro, ferro fundido, zinco e aos inoxidveis. Utilizada nos casos em que so pequenas as foras agentes nas superfcies unidas e baixas as temperaturas de trabalho. Como exemplos de aplicao de soldagem branda, citam-se: contatos eltricos; radiadores; reservatrios; indstrias pticas, cirrgicas, alimentcias e de utenslios domsticos; reconstruo de reas com defeitos e deformaes nas carrocerias de veculos; latas e recipientes que devem ser estanques mas no estejam sujeitos a elevadas solicitaes mecnicas.

Os metais de adio possuem grande poder de umectao, e geralmente so produzidos a base de estanho. A utilizao de fluxo indispensvel (ver 7). 2.2. Brasagem Tambm denominada como solda forte. Utiliza metais de adio com intervalo de fuso compreendido entre temperaturas abaixo do ponto de fuso do material base e acima de 450C. Possibilita a obteno de juntas lisas e isentas de poros, podendo unir entre si a maioria dos metais ferrosos e no ferrosos, com exceo do magnsio e dos metais com baixa temperatura de fuso, como zinco e etc. A grande vantagem da brasagem a possibilidade de unio de metais dissimilares, como por exemplo: aos diversos com cobre e suas ligas, bronzes, lates, ferros fundidos e compostos de metal duro. Utilizada nos casos em que as foras agentes na junta so elevadas, e temperaturas de trabalho entre -50C e 200C. Existem algumas ligas especiais que suportam temperaturas de trabalho acima de 200C. Como exemplos de aplicao de brasagem, citam-se: tubulaes hidrulicas e de equipamentos de refrigerao; unies de componentes metlicos em geral resistentes a diversos tipos de esforos mecnicos; quadros tubulares; mecnica de preciso; indstria de eletrodomsticos e materiais eltricos; unio de ferramentas de carboneto de tungstnio (metal duro); e onde deve ser minimizado a corroso

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sob tenso de componentes de nquel ou ligas base de nquel e aos inoxidveis, bem como efeitos do aquecimento como dilatao trmica e modificao das caractersticas do material base. Proporciona excelentes resistncias mecnicas, umectao, fluidez e penetrao, possibilitando o uso mesmo em locais de difcil acesso para solda. A necessidade do uso de fluxo definida de acordo com o metal de adio e o processo de aquecimento empregado. Os metais de adio mais comumente utilizados so produzidos a base de cobre e/ou prata. 2.3. Soldabrasagem Semelhante ao processo de brasagem, diferencia-se devido a folga na junta ser maior que 0,50 mm e/ou possuir chanfro. Pode se afirmar com segurana que a soldabrasagem um processo intermedirio entre soldagem e brasagem, pois rene caractersticas de ambos os processos. Da o nome Solda Brasagem. Diferencia-se do processo de soldagem autgena (soldagem oxi-combustvel) devido a temperatura de intervalo de fuso do metal de adio ser inferior a menor temperatura de fuso dos materiais base, sendo a estrutura cristalina dos mesmos menos afetada do que no processo de soldagem autgena. Possibilita a unio de materiais dissimilares, como por exemplo: aos carbono com cobre e suas ligas, bronzes, lates, ferros fundidos e ligas de nquel.

A preparao da junta e o aspecto final do cordo de solda so semelhantes ao processo de soldagem autgena, necessitando assim, acabamento aps operao. Como exemplos de aplicao de soldabrasagem, citam-se: reparos em ferro fundido e aos (mesmo temperados); produo de estruturas leves de ao, especialmente de tubos e outros perfis como mveis de ao, suportes para letreiros, carrinhos de mo e etc. A utilizao de fluxo indispensvel. Os metais de adio mais utilizados so lato e alpaca, com temperatura de trabalho em torno de 900C. 3. CARACTERSTICAS TCNICAS

DO PROCESSO DE BRASAG EM A boa tcnica indispensvel para se obter juntas de qualidade. So diversos os fatores tcnicos que influenciam na qualidade da junta, necessitando desta forma, controle dos parmetros e treinamento para desenvolvimento e aprimoramento das tcnicas. As caractersticas fundamentais do processo de brasagem so descritas a seguir separadamente para facilitar a compreenso do leitor, no entanto indispensvel que o mesmo correlacione todas as caractersticas, pois direta ou indiretamente, todas esto interligadas.

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3.1. Umectao O metal de adio tem que umectar o material base. A umectao ocorre quando uma gota de metal de adio no estado lquido se espalha sobre a superfcie do material base no estado slido, molhando a mesma e consequentemente aumentando a sua superfcie. O exemplo abaixo demonstra a umectao em um recipiente de vidro contendo lquido.

A umectao total ocorre quando a = 0. Como vimos, o ngulo (a ) caracterstico da fase slida (material base), da fase lquida (metal de adio) e do meio presente. Em brasagem, o ngulo a deve ser inferior a 30. Para que a umectao ocorra, a superfcie do material base tem que estar limpa, isenta de xidos, gorduras, leos, graxas e detritos de qualquer natureza. O aquecimento tem que ser suficiente para fundir o metal de adio, porm no pode fundir o material base. Recomenda-se uma diferena de no mnimo 100C entre os pontos de fuso do material base e a temperatura de liquidus (ver 6.1) do metal de adio.

Lquido umectando o slido, contatos cncavos Lquido no umecta o slido, contatos retos Metal de adio lquido umecta o material base

Metal de adio lquido no umecta o material base

a

Incio: fase slida

Meio: incio da fase lquida, temperatura

solidus atingida

Fim: material base umectado, temperatura de

trabalho atingida

a

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Com o aumento da temperatura, aumenta a velocidade de formao de xidos, no existindo mais a condio de umectao necessria para a brasagem, ou seja ngulo a inferior a 30. Para a soluo deste problema, deve-se efetuar a brasagem em um ambiente no oxidante, podendo este ser uma atmosfera protetora ou utilizando-se fluxo. A brasagem um processo de unio intermetlica obtida atravs da umectao, capilaridade e posterior difuso atmica do metal de adio no material base. Formando camadas intermetlicas caractersticas para cada par de materiais envolvidos, onde o grau de umectao, intersolubilidade e difuso atmica entre os materiais variam individualmente. Difuso atmica: processo espontneo de transporte de tomos do sistema cristalino de um material para outro. Acontece em duas fases. A primeira chamada de ancoragem, onde com o aquecimento, os gros do material base se distanciam, o metal de adio no estado lquido penetra entre estes gros. No resfriamento os gros se atraem, contraindo o metal de adio, gerando o aprisionamento do metal de adio entre os gros do material base. A segunda fase a difuso dos tomos, onde com a energia trmica do metal de adio e do material base, e a diferena de energia fsica entre o metal de adio e o material base, na forma lquida e slida, respectivamente, o tomo do metal de adio diludo com o tomo do material base, formando um novo tomo dentro da estrutura cristalina do material base, que no se consegue mais remover, dando origem a uma camada intermetlica, que quando verificada atravs de uma micrografia, apresenta-se como uma fina linha escurecida entre o metal de adio e o material base.

Foto da rea de brasagem ampliada.

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3.1. Capilaridade Capilaridade um conjunto de fenmenos fsicos que promove presso nos lquidos, fazendo com que os mesmos penetrem entre duas superfcies. A figura a seguir mostra uma experincia simples, em que se coloca um tubo de vidro com pequeno dimetro interno em um recipiente com gua. Assim que a face do tubo entra em contato com a gua, esta entra no interior do tubo at uma altura (h), a qual no se altera ao levar o tubo at o fundo do recipiente. Se o tubo for retirado do recipiente, esta coluna de gua, de altura (h), formada dentro do tubo, permanecer a mesma, constatando-se o fenmeno da capilaridade. A penetrao depende da distncia entre as superfcies, densidade e viscosidade do lquido e energia da superfcie da fase lquida (que pode ser verificada atravs do intervalo de fuso da liga).

h

Soldagem por capilaridade (brasagem)

Metal de adio corre para o

0,20

0,15

0,10

0,05

Kp/cm Folga estreita demais para a brasagem em atmosfera comum.

mm 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Folga larga demais.

Folga permitida para brasagem manual.

Folga ideal para brasagem em atmosfera

Pres

so

Cap

ilar

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3.2. Soldabilidade A soldabilidade a combinao de diversas propriedades das partes, que permite a fabricao do conjunto soldado/brasado conforme requisitos especificados. Destacamos as seguintes propriedades: Compatibilidade entre materiais: adequao entre material base e metal de adio. Metal de adio tem que umectar o material base; Confiabilidade construtiva: adequao do processo empregado (mo-de-obra, equipamento e etc.), de forma a garantir uma soldagem segura e resistente; Viabilidade da soldagem/brasagem: viabilidade tcnica e econmica para utilizao do processo (dificuldades, irregularidades, tempo, custo e etc.). 4. JUNTAS PARA BRASAGEM Para a obteno de uma junta adequada, devem ser verificados alguns requisitos tcnicos como o tipo de servio; custo; a temperatura de trabalho; a direo e a intensidade das foras aplicadas sobre o conjunto brasado; o meio de trabalho; a compatibilidade entre material base e metal de adio; o forma e tempo de aquecimento; e o mtodo de brasagem aplicado (solda branda, brasagem ou soldabrasagem). Quando necessrio tratamento trmico, deve-se estudar a temperatura do tratamento trmico e da brasagem a fim de que se defina o processo, podendo-se, inclusive executar simultaneamente as duas operaes. A determinao da folga (distncia entre as superfcies a serem brasadas) depende do tipo de brasagem empregado, da utilizao de fluxo, das condies de usinagem existentes verificando as tolerncias existentes a fim de garantir uma faixa de trabalho e no um valor nominal. Normalmente as folgas das juntas para solda branda e brasagem em geral situam-se entre 0,05 mm e 0,20 mm, e para soldabrasagem igual ou superior a 0,50 mm. As juntas brasadas devem ter sempre que possvel, a mesma resistncia do material base. Junta soldada Junta soldabrasada Junta brasada

Junta brasada

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4.1. Tipos e dimensionamento de juntas O desenho das juntas para brasagem depende de vrios requisitos construtivos e de uso especfico do conjunto. Em geral existem basicamente dois tipos de juntas: juntas de topo e juntas sobrepostas, contudo possvel efetuar diversas combinaes entre esses dois tipos de junta. Nas juntas de topo a rea de brasagem restrita espessura do material base, trazendo limitaes quanto as solicitaes de esforos necessrias. Pode-se aumentar essa rea por meio de um corte oblquo das extremidades, no entanto isto dificulta o posicionamento.

Para juntas sobrepostas de chapas e tubos, deve -se calcular o comprimento da sobreposio, de modo a garantir na regio da unio a mesma resistncia mecnica do material base. Na prtica multiplica-se a espessura do componente mais fino () por um fator, o qual varia de 3 a 7 de acordo com o tipo de material base e o tipo de metal de adio conforme tabela abaixo, obtendo-se o comprimento de sobreposio (K) ideal.

Fatores

Junta a ser evitada

Junta para soldabrasage

Juntas para brasagem

Junta de topo Junta de topo oblqua

Junta sobreposta

K

K

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Fatores Material Base Solda Prata Foscoper e Silfoscoper

Cobre 3 5 Ligas de cobre 4 7 Ao 5 Materiais de difcil umectao, exemplo: carboneto de tungstnio (metal duro).

6

Para se evitarem juntas de topo no caso de tubos, deve-se produzir um alojamento, para permitir a introduo de uma extremidade na outra, realizando desta forma uma junta sobreposta. importante que as superfcies estejam, ao mximo possvel, paralelas entre si e a folga seja uniforme. Alojamento para brasagem de tubos utilizando-se junta de topo 4.2. Aspectos construtivos a) O metal de adio quando fundido expulsa o fluxo da fenda para ocupar o seu lugar. Este

movimento deve ser estudado a fim de facilitar o total preenchimento. Em juntas tipo furo cego, deve ser prevista uma sada para o fluxo. Caso contrrio, o fluxo impede a total penetrao do metal de adio, causando porosidade devido a excessiva formao de gases e incluses do mesmo na rea brasada, com posterior corroso ou baixa resistncia mecnica por falta de preenchimento da junta pelo metal de adio.

Fluxo inclus

Abertura de sada para fluxo

Correto

Incorreto

Incorrect

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A colocao do metal de adio no fundo do furo cego, uma opo quando no h possibilidade de executar uma sada para o fluxo. A presso (P) sobre o segmento a ser brasado deve ser constante desde o incio do aquecimento. Movimentos bruscos podem expulsar o metal de adio do interior da junta.

Uma camada de aproximadamente 0,02 mm de fluxo suficiente para remover a camada de xidos que permanece ou se forma imediatamente aps a limpeza inicial, porm folgas desta dimenso no permitem que o metal de adio expulse o fluxo do interior da junta. No recomendvel utilizar fluxo no caso de folgas inferiores 0,05 mm, pois resduos de fluxo podem ficar aprisionados no interior da junta. Nestes casos, utilizam-se processos apropriados. Geralmente brasagem em fornos com atmosfera redutora, sem fluxo e com liga euttica. (ver 6.1). b) Evitar a utilizao de dispositivos posicionadores durante o aquecimento. Sempre que possvel,

projetar as partes a serem brasadas de forma que sejam auto localizadoras e fixadoras, substituindo desta forma os dispositivos de fixao durante o aquecimento.

c) Para brasagem de materiais dissimilares verificar os respectivos coeficientes de dilatao

trmica, garantindo a folga adequada na temperatura de trabalho do metal de adio e no na temperatura ambiente.

P P

Folga 0,05 Fluxo Folga de 0,05 mm 0,20 Fluxo

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d) Para peas com riscos ou ranhuras, as mesmas devem preferencialmente estar no mesmo sentido

de penetrao do metal de adio, melhorando a umectao e capilaridade da brasagem. S sentido do metal de adio R sentido das ranhuras e) Em peas sujeitas a movimentao e/ou vibrao, deve ser evitada mudana brusca de

espessura. f) Os pr-formados de metal de adio devem ser posicionados na parte mais fria da junta,

evitando o risco do metal de adio fundir antes da junta atingir a temperatura de trabalho. Se isto ocorrer, no haver boa penetrao gerando uma junta de baixa resistncia mecnica (solda fria).

g) No uso de pr-formados, a junta deve ser projetada de forma a facilitar a penetrao.

Cobre

Ao Carbono 20C

0,2 mm

Cobre

Ao 620

C

0,32 mm

Metal Coeficiente de

Dilatao Linear 1C

Cobre 0,0000162

Ao Carbono 0,0000111

Obs.: Sem escala e sem clculo. Somente para efeito

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Metal de adio no formato de

anel

No recomendado

Recomendado

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h) Na brasagem de pastilhas de qualquer tipo de material brasvel com dimenso superior 10 x 10 mm, como exemplo contatos eltricos e metal duro, deve -se utilizar pr-formados de metal de adio laminados. Se for brasado com varetas, corre-se o risco da permanncia de fluxo.

4.3. Preparao da junta As juntas, depois de projetadas observando-se os requisitos mencionados anteriormente, podem ser preparadas atravs de processos de transformao mecnica (torno, fresa, plaina, retifica, brocha, alargador, broca e etc.), de modo que as superfcies a serem brasadas fiquem lisas e sem rebarbas, riscos ou ranhuras. As marcas de corte deixadas pela ferramenta utilizada na preparao da junta devem ser as menores possveis, ou seja, quanto mais lisa a superfcie, melhor a penetrao, a uniformidade da presso capilar e as propriedades da junta brasada. Todos os cantos vivos devem ser quebrados. A limpeza das superfcies a serem brasadas um pr-requisito fundamental para a boa qualidade da junta. As camadas mais espessas de xidos e materiais estranhos tais como: carepas de qualquer material, gordura, graxa, leo, poeira, tinta e etc., devem ser removidas das superfcies a serem umectadas na brasagem. Estas sujidades dificultam a umectao do material base pelo metal de adio, causando danos junta como porosidade, falta de penetrao e incluso de impurezas, alm de dificultar a difuso molecular e a formao de camada intermetlica. (ver 3.2). A limpeza pode ser efetuada atravs de processo qumico ou mecnico. Processo qumico: realizado atravs do va por ou imerso das superfcies a serem brasadas em produtos qumicos apropriados. A eliminao de gorduras, pode ser efetuada com o vapor ou a imerso em solvente orgnico, como tricloroetileno, percloroetileno ou produto equivalente. Quando as superfcies forem usinadas muito antes da brasagem e no protegidas, sofrero oxidao pelo oxignio do ar e eventual contaminao. Se isso ocorrer necessrio proceder a decapagem das superfcies por meio de uma soluo de cido clordrico muritico, seguido de lavagem em gua e neutralizao em soluo alcalina.

Vareta de metal de

Flux

Flux

A rea brasada deve ser no mnimo 80% da

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Processo mecnico: processo manual realizado com o uso de limas, rasquetes e lixas. A operao deve ser efetuada com leveza, visando retirar somente uma fina camada superficial, sendo sempre necessrio a limpeza dos resduos finais com um pano limpo umedecido em lcool ou produto similar. O processo automtico realizado em equipamentos como vibradores, tamboreadores e centrfugas, juntamente com produtos qumicos especiais (detergentes) para limpeza. Fluxos no eliminam graxa e leo. No caso de graxa, leo ou peas frgeis facilmente danificveis, utilizar o processo qumico para limpeza. Os fluxos dissolvem apenas os xidos metlicos formados durante o aquecimento (ver 7). Aps a limpeza, evitar contato manual com as superfcies a serem brasadas.

5. MATERIAIS BASE O tipo e a qualidade do material base um determinante fundamental da qualidade da junta efetuada pelos processos de brasagem (solda branda, brasagem e soldabrasagem). Os tratamentos superficiais tais como jato de areia, carbonitretao, sulfatizao e etc., dificultam ou impossibilitam a unio por brasagem, sendo sua total extenso desconhecida. Desta forma recomendvel que sejam efetuados testes preliminares. Neste item classificaremos os diversos tipos de materiais base em grupos para facilitar a compreenso do leitor, no entanto devemos deixar claro que as caractersticas intrnsecas de cada material no esto descritas, pois se trata de assuntos de metalurgia de grande extenso e que vo alm do objetivo proposto por este trabalho.

5.1. Ferros fundidos Definio: so ligas de ferro (Fe) e carbono (C), contendo entre 1,7% e 6,7% (C). Praticamente, os ferros fundidos contm de 2,5% a 4,5% C, 0,3% a 2,0% de silcio (Si) e quantidades muito variveis de mangans (Mn), fsforo (P) e enxofre (S). Intervalo de fuso entre 1150C e 1300C. Utilizam-se os processos de soldagem branda, brasagem com ligas de solda prata e soldabrasagem com ligas de lates, bronzes e alpacas nos seguintes tipos de ferro fundido: Ferro fundido branco; Ferro fundido cinzento; Ferro fundido malevel; Ferro fundido com grafite esferoidal; Ferro fundido especial ou ligado.

A escolha do metal de adio deve ser feita segundo as condies construtivas de cada conjunto, ou com base em consideraes econmicas.

Na preparao da junta, deve-se eliminar a grafite da superfcie a ser brasada, podendo utilizar escova de ao inoxidvel, lixa, lima e limpeza qumica. (ver 4.3).

apoio:


As principais dificuldades encontradas na unio de ferros fundidos entre si ou com outros metais provm de trs particularidades deste metal: fragilidade, baixa condutibilidade trmica e mudana de estrutura. Fragilidade: os ferros fundidos mais comuns so os cinzentos. Eles so frgeis. A dilatao e a contrao provocam tenses internas, que variam de acordo com a variao de temperatura. Estas tenses podem causar trincas e at mesmo ruptura da pea. Baixa condutibilidade trmica: o calor se propaga lentamente nos ferros fundidos, podendo ainda freqentemente apresentar diferenas de seo bastante significantes, desta forma a dilatao ocorre de forma irregular causando grandes dificuldades nos processos de soldagem. Mudana de estrutura: a grande diferena de temperatura entre a junta e a regio adjacente provoca um rpido resfriamento, dando origem s zonas duras, as quais possuem cementite que um constituinte de elevada dureza e no maquinvel. Estas dificuldades so bastante reduzidas nos processos de brasagem, desde que seja

aplicado um aquecimento entre 300C e 400C em todo o conjunto a ser unido e efetuada a brasagem antes do resfriamento. Este aquecimento conhecido como pr-aquecimento e possibilita uma dilatao mais uniforme do conjunto evitando grandes diferenas de seo e consequentemente trincas.

5.2. Aos

Definio: ligas de ferro carbono contendo at 1,7% (C). O termo ao igualmente empregado para designar as variedades com baixssimos teores de (C), chamados de aos extra-macios ou doces que se aproximam muito do ferro industrial. Utilizam-se os processos de soldagem branda com ligas de estanho, brasagem com ligas de solda prata e soldabrasagem com ligas de lates e alpacas nos seguintes tipos de aos:

Ao extramacio ou doce; Ao carbono para construo; Ao austentico; Ao ferrtico; Ao inoxidvel; Ao ferramenta; Ao especial ligado.

No requer cuidados especficos alm da escolha adequada de metal de adio, como por exemplo no caso de aos inoxidveis, onde recomendvel a utilizao de ligas de prata (Ag) com adio de nquel (Ni). Pode ser unido com qualquer outro material brasvel.

Para brasagem efetuada simultaneamente tmpera, a liga de solda prata 12% Ag (DIN 8513-2/79 L-Ag12Cd) tem sido utilizada com xito. Os aos ferramenta podem freqentemente ser brasados na condio de temperado e revenido sem nenhuma perda de dureza, caso seja utilizado a liga de solda prata 40% Ag (DIN 8513-3/86 L-Ag40Cd) de intervalo de fuso extremamente baixo.

apoio:


Os aos-cromo e aos nquel-cromo, podem geralmente ser brasados sem dificuldades embora no se possa esperar das juntas brasadas as mesmas propriedades qumicas e mecnicas do material base. Os aos-mangans com teor de mangans (Mn) entre 12% e 14% se aquecidos cerca de 350C produzem uma zona muito frgil, a qual evitada aquecendo o mnimo possvel o material base e utilizando metal de adio com presena de nquel ou efetuando-se soldagem branda. Os aos austenticos apresentam coeficiente de dilatao aproximadamente 50% maior que os aos comuns e condutibilidade trmica cerca de quatro vezes menor, favorecendo a deformao. Com as baixas temperaturas dos processos de brasagem, a deformao reduzida.

5.3. Nquel e suas ligas Definio: metal branco, ligeiramente acizentado, magntico como o ferro, porm perde esta propriedade 340C, possui grande resistncia qumica oxidao e ponto de fuso de 1452C. Com exceo das ligas de nquel (Ni) com alto teor de cromo (Cr), os metais de adio comuns para brasagem podem ser utilizados. A seleo do metal de adio no entanto, depende tanto de fatores econmicos como das solicitaes na operao dos componentes acabados.

As ligas com alto teor de cromo so brasadas em atmosfera normal com metais de adio especiais a base de mangans ou sob atmosfera controlada com metais de adio a base de nquel (Ni) ou a base de metais preciosos para alta temperatura.

O enxofre(S) a impureza mais nociva. Ele forma com o nquel um sulfato de nquel que ao aquecer rodeia os gros do metal e suprime a unio entre eles, resultando em reduo das propriedades mecnicas. Devido a este fator, conveniente, quando o aquecimento for oxiacetilnico, utilizar acetileno purificado.

Para combater a influncia do enxofre, pode-se utilizar metal de adio com pequenas quantidades de mangans (Mn) ou magnsio (Mg). A brasagem do nquel, com aquecimento oxiacetilnico, no apresenta dificuldades quando se trata de um nquel malevel, onde o enxofre fixado por uma adio suficiente de magnsio. 5.4. Cobre e suas ligas Definio: metal vermelho-rosado muito malevel e de alta condutibilidade trmica e eltrica, e ponto de fuso de 1083C. Utilizam-se os processos de soldagem branda com ligas de estanho; brasagem com ligas de solda prata, foscoper e silfoscoper; e soldabrasagem com ligas de lates a alpaca. Nas unies de Cobre x Cobre (Cu), e Cobre x Ligas de Cobre, onde no so requeridos trabalhos em ambientes sulfurosos (agentes derivados de enxofre) e/ou deformao da junta aps brasagem, pode ser utilizado como metal de adio ligas fosforosas, denominadas foscoper e silfoscoper. A impureza mais crtica o oxignio (O2) que origina o xido de cobre. Este xido solvel no metal lquido e insolvel no

apoio:


metal slido. Causa grande fragilidade na junta. Como o enxofre no caso do nquel, o xido no caso do cobre dissolve-se pelo aquecimento do metal e durante o resfriamento envolve os gros dos metais e dificulta a unio entre eles (difuso molecular), tornando a junta frgil, podendo causar ruptura durante a contrao no resfriamento. Portanto, necessrio utilizar, como metal base, cobre desoxidado ou com baixo teor de oxignio. Para preveno do xido formado pela exposio do cobre ao ar, recomenda-se efetuar decapagem mergulhando as partes a serem brasadas em soluo aquosa de cido sulfrico (H2SO4) com 5% a 10% de concentrao, lavar em gua corrente e em seguida mergulhar em gua quente. necessrio secar as superfcies antes da brasagem. Soldabrasagem praticamente o nico mtodo que permite a unio de cobre que contm xido, mantendo boas caractersticas mecnicas. O cobre perfeitamente brasvel se o teor de oxignio inferior 0,04% (400 ppm). Lates: ligas de cobre e zinco (Zn) de cor amarelada. Para solda branda e brasagem no h maiores dificuldades que o cobre, porm na soldabrasagem devem ser tomados alguns cuidados com o aquecimento para evitar a volatilizao do zinco. Em ligas de lato com chumbo (Pb), o chumbo encontra-se no estado puro, ele funde a 327C, acima desta temperatura forma xidos que provocam poros na zona de aquecimento. Lates com teores de Pb acima de 2% torna-se impraticvel a brasagem e soldabrasagem.

Bronzes: ligas de cobre com adio de alumnio (Al), e/ou nquel (Ni), e/ou estanho (Sn) e outros elementos como fsforo (P). Para a solda branda no h problemas devido ao pouco aquecimento, no entanto para brasagem e soldabrasagem deve-se levar em conta a boa condutibilidade trmica e a forte dilatao. A chama, no caso de aquecimento gs, deve ser fraca para que no cause a separao dos constituintes. Se o estanho vier a superfcie, causar porosidades. Quanto a unio de bronzes-alumnio, deve -se tomar cuidado para evitar a formao de uma camada de xido. Recomenda-se a utilizao de fluxo especial. Ligas de cobre-berlio homogeneizado podem ser endurecidas aps a brasagem com solda prata 40% de Ag (DIN 8513-3/86 L-Ag40Cd), se a temperatura de brasagem limitada ao mximo de 650C e o tempo de brasagem cerca de 30 segundos.

As ligas de cobre-nquel-ferro que so particularmente resistentes corros o por gua do mar, devem ser brasadas com solda prata de baixo ponto de fuso a fim de manter a estrutura de gros finos que vantajosa contra a corroso sob tenso e contendo pequenos teores de nquel que aumentam a resistncia corroso martima.

5.5. Alumnio Definio: material branco; ligeiramente azulado; muito leve; facilmente oxidvel; possui condutibilidade trmica, eltrica e

apoio:


coeficiente de dilatao muito altos; boa resistncia corroso; e apresenta melhoria das propriedades mecnicas a baixas temperaturas. Temperatura de fuso de 660C. Pode ser unido atravs do processo de brasagem com ligas especiais de alumnio-silcio (AWS A5.10/92 ER4043 e ER4047) e fluxo especfico. A brasagem torna-se impraticvel quando o contedo de magnsio (Mg) ou silcio (Si) superior a 2%, pois as temperaturas das ligas de brasagem chegam muito prximas destas ligas, alm de tornar a umectao mais difcil. Nesses casos podem-se utilizar ligas de alumnio-zinco. 5.6. Cromo, molibdnio, tungstnio,

tntalo e nibio praticamente impossvel brasar estes materiais sem recobrimento superficial antes da operao (banho de cobre, banho de nquel). A operao de brasagem realizada com ligas para brasagem alta temperatura em fornos com atmosfera redutora ou vcuo. 5.7. Zinco, cdmio, chumbo, estanho e

antimnio Somente soldagem branda pode ser considerada para estes metais devido aos seus relativamente baixos pontos de fuso. 5.8. Metais preciosos

Os metais preciosos podem ser considerados, do ponto de vista tcnico como de fcil brasagem. Eles so facilmente umectados por metais de adio comuns. A seleo do tipo de metal de adio depende basicamente das exigncias de operao das partes unidas. 5.9. Titnio, zircnio e berlio Estes materiais no podem ser brasados sem serem previamente recobertos. Eles se tornam quebradios quando aquecidos ao ar para as temperaturas de brasagem, e por isto, so brasados em fornos vcuo usando metais de adio base de prata. 5.10. Carboneto de tungstnio (metal

duro) e segmentos diamantados Para brasagem desses materiais, geralmente utilizam-se ligas especficas, desenvolvidas justamente para este tipo de material como por exemplo a solda sanduche que composta por duas lminas de solda prata e uma intermediria de cobre. Segmentos diamantados podem ser brasados quando preparados para tal operao, ou seja, deve possuir uma base metlica ou possuir constituintes metlicos que permitam a brasagem. 6. METAIS DE ADIO

Metais de adio so ligas ou metais puros que atuam nas superfcies a serem unidas, penetrando na junta pelo efeito da umectao e capilaridade, unindo estas partes pela difuso molecular, formando camadas

intermetlicas entre os materiais base e o metal de adio.

apoio:


Os metais de adio para solda branda tm como constituinte bsico o estanho, que forma ligas com o cobre e a prata. Os metais de adio para brasagem tm como constituintes bsicos o cobre e a prata, dividindo-se em trs grupos (solda prata, foscoper/silfoscoper e ligas especiais). Os metais de adio para soldabrasagem tm como constituintes bsicos o cobre e o zinco. Estes metais de adio apresentam excelente capacidade de umectao e capilaridade, sendo a fluidez caracterstica de cada liga, tendo em vista o intervalo de fuso, ou seja, quanto maior o intervalo de fuso menor a fluidez. Os metais de adio encontram-se em diversos formatos e dimenses, como por exemplo: varetas, fios, lminas, anis, vergas, varetas revestidas com fluxo e etc. Para que apresentem desempenho satisfatrio, os metais de adio devem ser mantidos protegidos contra a umidade, poeira e avarias em geral, pois qualquer resduo (mesmo cola de fitas adesivas) ou contaminao no metal de adio pode comprometer a qualidade da junta brasada. Os metais de adio no se deterioram quando mantidos sob condies adequadas de armazenamento. No entanto, recomendvel que sejam utilizados os lotes mais antigos, prevenindo assim contaminaes e oxidaes provenientes do armazenamento. Deve ser evitado a exposio ao ar por um perodo de tempo prolongado. 6.1. Intervalo de fuso e temperatura de trabalho A maioria dos metais de adio utilizados em brasagem so ligas no eutticas, ou seja, no tem ponto de fuso definido como os metais puros, mas sim um intervalo de fuso compreendido entre as temperaturas de solidus e de liquidus. Para facilitar a visualizao do intervalo de fuso, apresentamos o diagrama de fases abaixo, onde temos vrias composies das ligas formadas por dois constituintes (liga binria).

apoio:


D i a g r a m a d e F a s e s A g / C u

0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

1 2 0 0

100%

Ag

0% C

u

72%

Ag

28%

Cu

0% A

g

100%

CuC o m p o s i o %

Tem

per

atu

ra

C

S l i d o( A g + C u )

S o l i d u s 7 7 9 C ( C u )( A g )

S o l i d u s eL i q u i d u s

S o l i d u s eL i q u i d u s

L i q u i d u s

A

B

C

D E

I n t e r v a l o d e f u s o

Temperatura de slido (solidus), a mais alta temperatura na qual a liga est completamente slida, ou em outras palavras, a temperatura na qual se verifica o incio da fuso. Temperatura de lquido (liquidus), a mais baixa temperatura na qual a liga est completamente lquida, ou em outras palavras, a temperatura na qual se verifica o incio da solidificao. Acima da linha ABC qualquer composio da liga Ag/Cu est totalmente lquida. Na regio compreendida pelos pontos ADBEC as respectivas ligas esto no intervalo de fuso, onde, gradualmente, ocorre a passagem do estado slido para o lquido e vice-versa. No ponto B a liga euttica quando tem a seguinte composio qumica: 72% de Ag e 28% de Cu. Em resumo, o intervalo de fuso a diferena, medida em graus Celsius (C),

entre a temperatura solidus e liquidus para uma determinada composio. A temperatura de trabalho teoricamente deveria ser a temperatura liquidus, porm na prtica podemos trabalhar um pouco acima ou abaixo desta temperatura para obtermos certos resultados. Podemos citar como exemplo a solda prata 40% Ag (DIN 8513-3/86 L-Ag40Cd) que tem o intervalo de fuso entre 595 e 630C, mas a temperatura de trabalho recomendada de 610C. A temperatura de trabalho indica a temperatura na qual a superfcie a ser brasada do material base deve ser elevada. Atingindo-se esta temperatura, o metal de adio ir umectar a superfcie aquecida e protegida com fluxo, penetrando na folga. Quando trabalhamos com folgas adequadas para brasagem, podemos utilizar ligas eutticas ou com pequeno

apoio:


intervalo de fuso, obtendo um rpido e total preenchimento assim que a temperatura atinge o ponto liquidus. Quando as folgas so largas (acima de 0,13 mm) ou irregulares, ou seja, menos adequadas para a brasagem, devemos utilizar ligas com intervalo de fuso maior, trabalhando no meio do mesmo, com a liga ainda pastosa, facilitando o controle da fluidez e consequentemente o preenchimento da folga. Quando o metal de adio utilizado possuir um intervalo de fuso relativamente grande (acima de 80C), deve-se tomar cuidado para que os constituintes no se separem pelo aquecimento devido a volatilizao. Este efeito chamado de liquao. Os fluxos para brasagem dissolvem as camadas de xido ajudando a diminuir o efeito da liquao. O uso de processo de aquecimento rpido, como por exemplo induo, tambm contribui para a reduo deste efeito. A liquao pode ocorrer tambm no material base, portanto para a escolha do metal de adio deve ser comparada a temperatura de trabalho do metal de adio com a temperatura de fuso do material base. Exemplo: o processo de soldabrasagem no qual os metais de adio possuem temperatura mdia de trabalho em torno de 900C muito utilizado na unio de ligas de lato, as qua is possuem grande quantidade de zinco que se volatiliza a 907C. Neste caso o aquecimento deve ser o mais rpido possvel e o uso de um bom fluxo torna-se indispensvel.

6.2. Metais de adio para solda

branda Como mencionado no item 6, o constituinte bsico o Estanho que forma ligas com a Prata e o Cobre. O Chumbo j foi muito utilizado na composio dos metais de adio para solda branda, porm vem sendo substitudo progressivamente pelo Cobre e pela Prata, devido ao fato do Chumbo ser um metal txico, n o podendo ser utilizado em componentes de indstrias alimentcias e de gua potvel. Sendo sua utilizao industrial cada vez mais restrita, uma vez que existem alternativas tcnicas equivalentes e com menor risco sade. O uso de fluxos apropriados imprescindvel. A tabela a seguir contm diversos metais de adio para solda branda produzidos pela Brastak e suas respectivas, composies qumicas, intervalos de fuso, temperaturas de trabalho, pesos especficos, durezas, condutividades eltrica, resistncias trao, normas e aplicaes bsicas.

apoio:


ESPECIFICAES DE METAL DE ADIO PARA SOLDAGEM BRANDA

COMPOSIO QUMICA

Sn

Temp. trab. C

Intervalo de fuso C

Resist. trao Kp/mm

Dureza Kp/mm

Condut. eltrica m/W .mm

Peso esp. g/cm Norma

Rest. 230 221 - 225 4,6 15 7,8 7,30 DIN EN 29453/94 S-Sn97Ag3

Rest. 221 221 4,7 15 7,8 7,30 DIN EN 29453/94 S-Sn97Ag4

Rest. 240 230 - 250 5,4 15 7,5 7,30 DIN EN 29453/94 S-Sn97Cu3

A tabela acima descreve apenas algumas ligas da famlia de solda branda, a qual composta por ligas de Sn/Pb, Pb/Sn, Sn/Pb/Sb, Pb/Sn/Sb, Sn/Sb, Sn/Pb/Bi, Bi/Sn, Sn/Pb/Cd, Sn/Cu, Sn/Pb/Cu, Sn/In, Sn/Ag, Sn/Pb/Ag, Pb/Ag, Pb/Sn/Ag. Para maiores informaes sobre essas ligas, consultar a Norma DIN Em 29453 de 1994, a qual substituiu a DIN 1707. O metal de adio Sn/Cu (DIN EN 29453/94 S-Sn97Cu3) tambm muito utilizado em montadoras automobilsticas para reconstruir deformaes e reas com defeito nas carrocerias de veculos. Os metais de adio de Sn/Ag destacam-se no uso em equipamentos eletrnicos e componentes automotivos devido a resistncia temperaturas relativamente altas para estes campos de aplicao. Estes metais de adio podem ser utilizados para a unio de materiais similares e dissimilares como cobre e suas ligas, aos diversos e ferros fundidos, bem como para vedao de juntas entre estes materiais.

6.3. Metais de adio para brasagem No desenvolvimento dos processos de brasagem, sempre houve o objetivo de diminuir a temperatura de trabalho dos metais de adio (cobre e zinco) utilizados inicialmente, possibilitando diminuir o tempo de operao, o consumo de energia para aquecimento e consequentemente o custo do processo. As adies de zinco e cdmio so limitadas tanto pela temperatura alcanada como pela fragilidade que estes metais introduzem na junta. A mxima adio de Cdmio possvel nas ligas de Cobre e Zinco de 5%, acima disso a junta fica quebradia. O Zinco pode ser adicionado at 45%, no entanto a temperatura de trabalho ainda muita alta, aproximadamente 850C. Ao adicionarmos 10% de Prata no Cobre, obtemos a mesma temperatura de fuso que a adio de 45% de Zinco. Outra vantagem obtida com a adio de pr ata a possibilidade de substituirmos parte do teor de zinco por cdmio, sem acarretar em perda das propriedades mecnicas. A adio de prata aumenta o preo do metal de adio, no entanto diminui o tempo de brasagem, o efeito da liquao e consequentemente o custo do processo. O grfico abaixo demonstra o percentual de reduo do tempo de aquecimento com metais de adio de Cu/Ag em relao a brasagem com metais de adio de Cu/Zn.

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0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

10 20 30 40 50 60 70 80% de Ag (Prata)

% d

e R

edu

o

do

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Em resumo, quanto mais elevado for o custo do tempo de processo, mais vantajoso torna -se a reduo da temperatura de trabalho do metal de adio utilizado. Os metais de adio para brasagem tambm so muito conhecidos como solda forte devido as boas propriedades mecnicas obtidas nas juntas. Como mencionado no item 6, os metais de adio para brasagem se dividem em trs grupos (solda prata, foscoper/silfoscoper e ligas especiais), os quais detalhamos a seguir. 6.3.1. Solda prata Basicamente existem dois tipos comumente utilizados, com Cdmio e sem Cdmio. O Cdmio um metal txico e solvel, e seu uso indiscriminado na fabricao de objetos que possam entrar em contato direto ou indireto com o organismo humano, pode causar srios problemas sade. Assim sendo, torna-se perigoso o uso de metal de adio com Cdmio na produo de mquinas, equipamentos e utenslios destinados produo, armazenamento, embalagem, engarrafamento, distribuio e uso de alimentos, bebidas, medicamentos, alm de instrumentos para uso mdico-cirrgico, odontolgico e farmacutico. Os metais de adio sem Cdmio possuem temperatura de trabalho ligeiramente acima dos metais de adio com Cdmio, podendo, portanto, ser utilizado em aplicaes onde a temperatura em que o conjunto brasado trabalha maior.

apoio:


crescente a substituio dos metais de adio com Cdmio por metais de adio sem Cdmio , devido aos problemas inerentes ao Cdmio. No entanto, est substituio muitas vezes requer um pequeno aumento no teor de prata na liga. O uso de fluxo dispensvel somente quando a brasagem for efetuada sob atmosfera controlada. Estes metais de adio so utilizados para a brasagem da maioria dos metais ferrosos e no ferrosos, com exceo do alumnio, do magnsio e de metais com ponto de fuso inferior 800C. Destacam-se pelo vasto campo de aplicao na mecnica de preciso, na indstria de materiais eltricos e eletrodomsticos e na fabricao em srie das indstrias que trabalham com lato. Pequenas adies de silcio contribuem para melhorar a fluidez. As ligas de Prata com Cdmio resistem ao trabalho em temperaturas de at 200C, alm de apresentarem excelentes resultados no trabalho baixas temperaturas. J as ligas de Prata sem Cdmio resistem at 250C. Entre os metais de adio deste grupo, destacam-se:

Solda prata 35% de Ag com Cd (AWS A5.8/92 BAg-2) muito utilizada na indstria de fios e cabos de cobre, na forma de p, para emenda durante o processo de trefilao;

Solda prata 40% de Ag com Cd (DIN 8513-3/86 L-Ag40Cd) tem sucesso e confiabilidade na aplicao em Hlio lquido, o qual tem temperatura extremamente baixa. Tambm muito utilizada para brasagem de carboneto de tungstnio (metal duro) e segmentos diamantados;

Solda prata 55% de Ag sem Cd (DIN 8513-3/86 L-Ag55Sn) que resiste ao trabalho em temperaturas de at 300C, possui excelente capacidade de minimizar a corroso sob tenso em componentes de nquel, ligas base de nquel e aos inoxidveis, e onde a cor branca possa melhorar a concordncia com a cor do material base. Esta a liga mais indicada para brasagem de aos inoxidveis.

apoio:


ESPECIFICAES DE SOLDA PRATA PARA BRASAGEM LIGAS COM CDMIO

COMPOSIO QUMICA (% em peso)

Ag Cu Zn Cd Sn Si Ni

Temp. trab. C

Intervalo de fuso C

Resist. trao Kp/mm

Along. %

Dureza Kp/mm

Condut. eltrica m/W.mm

Peso esp. g/cm

Norma

19,0 39,0 13,0 21,0 41,0

Rest. 17,0

750 605 - 765 35 25 105 12,0 8,80 DIN EN 1044/99 AG 309 24,0 29,0 15,5 26,0 31,0

Rest. 19,5

710 605 - 720 38 25 107 12,5 8,80 DIN EN 1044/99 AG 307 24,0 34,0 24,5 14,5 26,0 36,0 28,5 12,5

745 605 - 745 38 25 107 12,5 8,80 AWS A5.8 BAg-27 29,0 27,0 19,0 31,0 29,0

Rest. 23,0

680 600 - 690 38 25 110 13,0 9,20 DIN EN 1044/99 AG 306 34,0 25,0 19,0 17,0 36,0 27,5 23,0 19,0

702 607 - 702 40 25 110 13,5 9,10 AWS A5.8 BAg-2

39,0 18,0 18,0 41,0 20,0

Rest. 22,0

610 595 - 630 40 25 110 14,0 9,30 DIN EN 1044/99 AG 304 44,0 14,0 14,0 23,0 46,0 16,0 18,0 25,0

618 607 - 618 35 25 110 14,0 9,40 AWS A5.8 BAg-1 49,0 14,5 14,5 17,0 51,0 16,5 18,5 19,0

635 627 - 635 39 29 129 10,9 9,49 AWS A5.8 BAg-1a

LIGAS SEM CDMIO

COMPOSIO QUMICA (% em peso)

Ag Cu Zn Cd Sn Si Ni

Temp. trab. C

Intervalo de fuso C

Resist. trao Kp/mm

Along. %

Dureza Kp/mm

Condut. eltrica m/W.mm

Peso esp. g/cm

Norma

11,0 47,0 13,0 49,0 Rest. 830 800 - 830 38 30 130 13,5 8,50

DIN EN 1044/99 AG 207

19,0 43,0 21,0 45,0

Rest. 0,2

810 690 - 810 ND ND ND ND 8,70 DIN EN 1044/99 AG 206

24,0 40,0 26,0 42,0

Rest. 780 700 - 800 38 25 135 12,5 8,80 DIN EN 1044/99 AG 205 24,0 39,0 1,5 26,0 41,0

Rest. 2,5

750 680 - 760 ND ND ND ND 8,70 DIN EN 1044/99 AG 108 29,0 37,0 31,0 39,0

Rest. 750 680 - 765 ND ND ND ND 8,90 DIN EN 1044/99 AG 204

29,0 35,0 1,5 31,0 37,0 Rest. 2,5 740 650 - 750 ND ND ND ND 8,80

DIN EN 1044/99 AG 107

33,0 35,0 2,5 35,0 37,0 Rest. 3,5 710 630 - 730 ND ND ND ND 9,00

DIN EN 1044/99 AG 106

37,0 31,0 26,0 1,5 39,0 33,0 30,0

2,5

721 649 - 721 ND ND ND ND 9,00 AWS A5.8/92 BAg-34

COMPOSIO QUMICA (% em peso) Norma

apoio:


Ag Cu Zn Cd Sn Si Ni Temp. trab. C

39,0 29,0 26,0 1,5 41,0 31,0 30,0

2,5

779 671 - 779 ND ND ND ND 9,10 AWS A5.8/92 BAg-4 39,0 29,0 26,0 1,5 41,0 31,0 30,0

2,5

690 640 - 700 ND ND ND ND 9,10 DIN EN 1044/99 AG 105 43,0 29,0 45,0 31,0

Rest. 730 675 - 735 40 25 120 11,5 9,10 DIN EN 1044/99 AG 203 44,0 26,0 2,5 46,0 28,0

Rest. 3,5

670 640 - 680 35 ND ND ND 9,20 DIN EN 1044/99 AG 104 49,0 33,0 14,0 51,0 35,0 18,0

774 688 - 774 ND ND ND ND 9,30 AWS A5.8/92 BAg-6 54,0 20,0 2,0 57,0 23,0

Rest. 5,0

650 620 - 660 36 28 120 11,2 9,40 DIN EN 1044/99 AG 102 59,0 9,5 61,0

Rest. 10,5

718 602 - 718 ND ND ND ND 9,80 AWS A5.8/92 BAg-18 71,0 73,0

Rest. 780 779 38 17 140 46,1 10,00 DIN EN 1044/99 AG 401

As tabelas acima no contemplam todas as ligas de solda prata para brasagem descritas nas normas AWS A5.8 do ano de 1992 e DIN Em 1044 do ano 1999. Para informaes sobre outras ligas, consultar essas normas. OBS.: Os valores de resistncia trao referem-se a aplicao em ao SAE 1010, sendo que modifica em funo das caractersticas do material base. 6.3.2. Foscoper e silfoscoper So metais de adio constitudos de Cobre e Fsforo (P) no caso de Foscoper e Cobre, Fsforo e Prata no caso de Silfoscoper. Proporcionam uma soluo eficaz e de custo relativamente baixo nas brasagens de Cobre e suas ligas. Utilizadas em grande escala nas indstrias de refrigerao e ar condicionado, pois suporta ao trabalho em temperaturas entre aproximadamente 50 e 200C. Tambm muito utilizadas nas indstrias eltricas e na unio de tubos em instalaes hidrulicas. No indicada para a brasagem de ferro, nquel e ao, pois h formao de frgeis camadas intermedirias no proporcionando uma resistncia mecnica satisfatria. Tem uso limitado na brasagem de tungstnio e molibdnio. No devem ser utilizados em unies expostas a agentes qumicos derivados de enxofre (ambientes sulfurosos), pois

haver reao com o fsforo e rpida degradao da junta brasada.

apoio:


Na brasagem de Cobre com Cobre, Prata ou bronze fosforoso em atmosfera normal, no necessrio o uso de fluxos, pois o fsforo contido no metal de adio reage com o auxlio do ar dando origem a uma substncia chamada pentxido de fsforo. O xido de cobre formado pelo aquecimento das superfcies tambm reage com esta substncia transformando-se em metafosfato de cobre, que funciona como fluxo. Para brasagem de lates e bronzes no fosforosos necessria a utilizao de fluxo. Possibilitam a execuo da brasagem em locais de difcil acesso, devido a grande fluidez e capacidade de penetrao no interior da junta sob efeito do calor.

As ligas de silfoscoper diferenciam-se das ligas foscoper por apresentarem melhor desempenho na brasagem de componentes sujeitos vibrao. Deve-se evitar o uso dessas ligas em juntas que sofrem deformao aps brasagem, pois no apresentam boa propriedade de alongamento, o que pode causar ruptura da junta. O metal de adio (DIN 8513-2/79 L-Ag15P) especialmente indicado para a brasagem de barramentos eltricos, pois possui condutividade eltrica relativamente boa, alm das propriedades mecnicas das ligas de silfoscoper. Quanto maior o teor de fsforo dessas ligas, menor as propriedades de condutividade eltrica e ductilidade.

ESPECIFICAES DE FOSCOPER E SILFOSCOPER PARA BRASAGEM

apoio:


COMPOSIO QUMICA (% em peso) Cu P Ag Sn

Temp. trab. C

Intervalo de fuso C

Resist. trao Kp/mm

Along. %

Dureza Kp/mm

Condut. eltrica m/W .mm

Peso esp. g/cm

Norma

5,9 Rest.

6,5 730 710 - 880 25 ND ND ND 8,10

DIN EN 1044/99 CP 203

6,6 Rest. 7,4

720 710 - 820 25 5 180 4,0 8,10 DIN EN 1044/99 CP 202

7,5

FF OO SS CC OO PP EE RR Rest.

8,1 710 710 - 750 25 5 180 4,0 8,00

DIN EN 1044/99 CP 201

4,7 14,5 Rest. 5,3 15,5

710 645 - 800 25 10 180 7,0 8,40 DIN EN 1044/99 CP 102

5,9 1,5 Rest.

6,7 2,5 710 645 - 825 25 5 180 4,0 8,10

DIN EN 1044/99 CP 105

5,7 4,5 Rest. 6,3 5,5

710 645 - 815 25 5 180 5,0 8,20 DIN EN 1044/99 CP 104

6,8 1,8 Rest.

7,2 2,2 732 643 - 788 25 ND ND ND 8,00

AWS A5.8M/04 BCuP-6

7,0 5,8

SS II LL FF OO SS CC OO PP EE RR

Rest. 7,5 6,2

691 643 - 718 25 ND ND ND 8,05 AWS A5.8M/04 BCuP-4

Para folgas mais estreitas (at 0,10 mm) indica-se as ligas com menor intervalo de fuso. Ao contrrio, indica-se as ligas com maior intervalo de fuso. Melhores resultados so obtidos com folgas entre 0,03 mm e 0,13 mm.

7. FLUXOS Os fluxos so aplicados, praticamente, em todos os processos de solda branda, brasagem e soldabrasagem, excluindo-se apenas os que so realizados sob atmosfera controlada em fornos especiais, ou na brasagem de cobre e bronzes fosforosos com foscoper ou silfoscoper. Existem fluxos especficos para cada aplicao, considerando a combinao material base X metal de adio, temperatura de trabalho, composio do metal base, tipo de aquecimento e processos de acabamento do conjunto aps unio. Os fluxos em geral tm como constituintes bsicos compostos de boro e flor, na forma de cido brico, brax, boratos e fluoretos, com exceo somente dos fluxos para soldagem branda que tem como constituinte bsico o cloreto de zinco. O principal solvente gua. Os fluxos no devem ser utilizados para a limpeza primria das superfcies a serem brasadas, e para que seja obtido um resultado satisfatrio necessrio que tais superfcies estejam previamente limpas, antes de aplicar o fluxo. Sob efeito de calor e quando a temperatura atinge a faixa de atuao do fluxo, o mesmo impede o contato do oxignio do ar com as superfcies a serem unidas, impedindo a formao de novos xidos. As camadas de xidos metlicos que se formam nas superfcies a serem unidas durante o aquecimento, so dissolvidas pelo fluxo, o qual retm estes

apoio:


resduos em sua massa fundida, permitindo, por um efeito originado da diferena de tenses superficiais que o metal de adio umecte as superfcies onde o fluxo est atuando, protegendo o banho at a sua solidificao. importante lembrar que os fluxos dissolvem somente xidos metlicos e no tem ao alguma sobre resduos orgnicos. Os fluxos tm grande influncia no resultado final, tanto em relao qualidade da junta, como em relao a facilidade de execuo da mesma, portanto deve receber a mesma ateno e critrios de seleo que o metal de adio. Para obter os melhores resultados no uso dos fluxos, devem ser observados os seguintes requisitos: a) A faixa de atuao do fluxo deve compreender o intervalo de fuso do metal de adio a

ser utilizado, devendo iniciar sua atuao a pelo menos 50C abaixo da temperatura de trabalho do metal de adio;

b) Aps a utilizao, deve ser efetuada a remoo dos resduos, pois os mesmos promovem

uma corroso superficial a medida em que so dissolvidos pela umidade do ar. Essa remoo deve ser efetuada lavando-se as peas com gua fria ou levemente aquecida. Havendo dificuldades nesse processo, causadas por grande quantidade de resduos ou camadas vitrificadas, deve-se aplicar um choque trmico, mediante lavagem com gua quente e fria alternadamente. Esse procedimento no recomendado na brasagem de metal duro;

c) O fluxo deve ser aplicado em quantidade suficiente para proteo da poa, pois o

excesso causa dificuldade no processo de remoo dos resduos. d) Quanto mais xidos metlicos forem dissolvidos pelo fluxo, mais vitrificado ser o

resduo, o que torna a remoo mais difcil;

Partculas de xidos em suspenso

M a t e r i a l B a s e

Proteo contra nova oxidao

Metal de adio (banho)

apoio:


e) No aplicar a chama diretamente sobre o fluxo, pois mesmo carboniza perdendo sua

funo. f) Os fluxos tm prazo de validade indeterminado se mantidos sob condies adequadas de

armazenamento, porm alguns fabricantes, por precauo, estabelecem validade de 18 meses.

g) Os fluxos em pasta tendem a secar durante o perodo de armazenamento. Nestes casos

deve-se dissolve-lo em gua destilada at obter a consistncia e viscosidade adequada, tomando cuidado para no baixar demasiadamente o potencial de proteo e limpeza do mesmo.

h) Os fluxos em p so higroscpicos, ou seja, tem grande capacidade de absorver

umidade, por isso devem ser armazenados em locais que previnam a umidade e sempre que possvel mantidos nas embalagens originais e fechadas. Caso o fluxo apresente algumas pedrinhas ou empelotamento basta agitar a embalagem para que o fluxo volte a ser um p fino, se isso no ocorrer porque o fluxo est excessivamente mido, o que no afeta a caracterstica do fluxo, mas dificulta a aplicao.

Para fluxos lquidos, recomenda-se agitar a embalagem antes do uso, pois os mesmos tendem a decantar quando armazenados. Os fluxos possuem basicamente trs formas, pasta, p ou lquidos. A escolha da forma mais adequada depende do processo empregado. A tabela a seguir identifica os fluxos utilizados para solda branda, brasagem e soldabrasagem, suas respectivas normas, faixa de atuao e aplicaes bsicas.

Norma Faixa de Atuao

(C) Formas Aplicaes Bsicas

DIN EN 29454-1 3.1.1 150 a 400

Pasta e lquido Solda branda com ligas base de estanho

DIN EN 1045 FH 10 550 a 950 Pasta e p

Brasagem em geral com ligas de solda prata, foscoper e silfoscoper. O fluxo em ps indicado para sistemas de refrigerao, pois minimiza os resduos internos

DIN EN 1045 FH 20 600 a 1050 Pasta

Brasagem com ligas de solda prata em peas de grande porte (aquecimento lento), e soldabrasagem com ligas de lato em peas pequenas (aquecimento rpido)

DIN EN 1045 FH 20 800 a 1100 Pasta e p Soldabrasagem com ligas de lato e alpaca DIN EN 1045 FL 10 480 a 660 P Brasagem em alumnio

apoio:


DIN EN 1045 FH 12 600 a 950 Pasta Brasagem de metal duro e contatos eltricos

7.1. Instrues para aplicao dos fluxos

O processo de aplicao dos fluxos efetuado de acordo com a forma do mesmo, conforme instrues a seguir:

a) Fluxos em p Geralmente o operador aquece a vareta de metal de adio e introduz no recipiente de fluxo. Com isto o fluxo adere vareta. Podem ser aplicados polvilhados sobre a superfcie. Este mtodo no recomendado para aquecimento por chama, pois a presso da chama sopra o p da superfcie. Somente pode ser utilizado se a chama for indireta. Quando o processo de aquecimento por banho de fluxo quente (dip brazing), os fluxos em p so utilizados para a formao do banho devido a ausncia de gua. Podem ser misturados em proporo adequada com o metal de adio tambm em p para aplicaes especficas. Os fluxos em p por serem aplicados sobre a vareta no penetram excessivamente na junta, deixando menos resduos aps a brasagem. No entanto, a penetrao do metal de adio menor em relao ao uso do fluxo em pasta. Os fluxos em p esto substituindo o fluxo em pasta em grande escala nas industrias de refrigerao, pois h menor risco de contaminao do circuito, o que favorvel quando se utiliza gs R 134a. como refrigerante.

b) Fluxo em pasta So os mais utilizados devido a facilidade de aplicao e o excelente desempenho. Podem ser aplicados com auxlio de esptula, pincel ou objeto similar.

Uma fina camada de fluxo (0,1 a 0,2 mm) suficiente para a proteo do banho, o excesso de fluxo dificulta a remoo dos resduos e aumenta o tempo de aquecimento. c) Fluxo lquido

Utilizado na soldagem branda em juntas de difcil acesso, podendo ser aplicado com o auxlio de seringa ou bisnaga.

apoio:


H tambm o fluxo lquido que aplicado por arraste do gs combustvel no processo de aquecimento oxi-gs (maarico). (ver 7.2).

7.2. Fluxo lquido aplicado atravs da

chama So utilizados somente em processos de aquecimento por chama, onde o gs combustvel, acetileno ou GLP, passa por um aparelho depurador contendo o fluxo dissolvido em lcool. Na chama, temos a queima do lcool e o bombardeamento da superfcie de brasagem pelas partculas de fluxo em p, que estavam na soluo. Este tipo de fluxo muito utilizado na soldabrasagem, onde no requerida a penetrao do metal de adio em aberturas pequenas. Para penetrao em pequenas folgas, pode-se utilizar o fluxo comum junto com o fluxo de chama. 8. PROCESSOS DE AQUECIMENTO Existem diversos tipos de processos de aquecimento, como chama, induo, forno de atmosfera controlada, atmosfera comum, vcuo, banho de metal fundido, spray de metal fundido (dip brazing) e etc. Entretanto, neste trabalho descreveremos apenas o aquecimento a chama, o qual o mais empregado nas industrias brasileiras. 8.1. Aquecimento a chama (maarico) o mais conhecido e utilizado de todos. Consiste em misturar um gs combustvel (acetileno, GLP, propano, gs natural ou hidrognio) com o oxignio ou ar comprimido em um maarico apropriado. A mistura oxignio e acetileno a mais utilizada pelos seguintes motivos: Oxignio um gs comburente que mantm a combusto. O ar tambm um gs

comburente, mas como 80% constitudo por azoto, que no participa na combusto, este absorve grande parte do calor liberado e abaixa a temperatura mxima. Uma chama aerogs tem uma temperatura de aproximadamente 1000C inferior s chamas oxi-combustvel. Chamas aerogs so utilizadas para solda branda.

apoio:


Acetileno um gs combustvel composto por carbono e hidrognio (C2H2). Ao

queimar, libera no s calor de oxidao de cada componente mas tambm uma quantidade de energia considervel proveniente de sua composio. Assim com uma mistura em partes iguais (1 volume de oxignio para 1 volume de acetileno) alimentando o maarico, obtm-se uma chama oxiacetilnica com uma temperatura mxima de 3100C, que a mais alta de todas as chamas usuais.

Gs Combustvel Temperatura da Chama com O2 Consumo em m Oxignio/ m de gs Acetileno 3100C 1,0 GLP 2800C 3,0 Gs Natural 2700C 1,6

A chama oxiacetilnica que se forma na sada do maarico apresenta sempre a mesma caracterstica. constituda por um dardo e um penacho. O dardo a zona na qual se produz a combusto da mistura gasosa introduzida no maarico. A temperatura mxima da chama situa -se a cerca de 5 mm da extremidade do dardo. O penacho (zona exterior) ocupado pelos gases queimados que se misturam no ar ambiente. O ar abaixa progressivamente a temperatura dos gases queimados medida que estes se afastam do dardo.

De acordo com a proporo da mistura dos gases podem-se formar trs tipos de chama oxiacetilnica: Chama carburante: o resultado da mistura de oxignio com uma quantidade proporcionalmente maior de acetileno. A caracterstica desta chama a formao de uma zona luminosa de colorao amarelo

3000

2400

1800

1200

Aspecto de uma chama oxiacetilnica

Dardo da

Chama Neutra

Zona Redutora Penacho

3100

apoio:


claro na frente do dardo (zona carburante). Esta chama tem temperatura inferior a temperatura da chama neutra. O dardo brilhante desta chama resulta da presena de carbono livre que temperaturas muito elevadas torna-se luminoso. Isto explica o emprego desta chama em certos casos, por exemplo, quando queremos assegurar uma reduo energtica de xidos, ou ainda quando desejamos manter um elevado teor de carbono num metal durante uma operao de brasagem ou soldabrasagem. No adequada para brasagem de aos, especialmente o ao inoxidvel e ao de baixa liga, e nem para brasagem de cobres. A chama carburante fraca serve para a brasagem de ferro fundido, alumnio, chumbo e ligas de zinco. A chama carburante forte utilizada para a soldagem de revestimento duro com ligas de cromo-cobalto Stellite. Chama neutra: a regulagem da chama neutra obtida atravs da chama carburante, pois fica mais fcil ver o desaparecimento da zona carburante no dardo da chama. exatamente nesse ponto que se obtm a chama neutra. A partir da chama carburante, diminui-se a quantidade de acetileno, aumentando-se alternadamente a quantidade de oxignio, at o desaparecimento da zona carburante. composta unicamente por xido de carbono e hidrognio, que so os produtos da combusto e so gases extremamente redutores. Por este fato, eles podero reduzir, isto , destruir os xidos metlicos que podem se formar durante o aquecimento, protegendo os materiais da oxidao. A chama neutra serve para brasar todos os tipos de ao, bem como o cobre.

Chama oxidante: a partir da chama neutra, diminui-se a quantidade de acetileno, aumentando-se alternadamente a quantidade de oxignio, at o desaparecimento da zona redutora. Esta chama pode oxidar ou queimar os materiais. A sua temperatura mais elevada que a chama carburante. Um excesso de oxignio entre 10 e 25% na chama vantajoso para elevar a temperatura do banho de fuso, esta porcentagem ainda no oxida o material mas facilita a fuso, o que consequentemente permite aumentar a velocidade de aquecimento. A chama oxidante usada para brasar lates em estruturas leves de ao. O aquecimento oxiacetilnico um mtodo adequado para, por exemplo, brasar tubos e chapas de ao em estruturas finas e para ferro fundido.

apoio:


O aquecimento oxiacetilnico pode ser feito tanto esquerda como direita, no entanto recomenda -se o uso direita. 9. DEFEITOS, CAUSAS E CORREES So diversos os defeitos que podem ocorrer em juntas brasadas. Citaremos apenas os principais, os quais so tambm os mais freqentes. A causa citada para cada tipo de defeito a mais provvel, o que no quer dizer que seja a nica, pois todos os requisitos do processo podem influenciar negativamente no resultado se algum desvio ocorrer. A ao corretiva para algum defeito deve incluir a avaliao de todo o processo, incluindo o tipo e dimenso da junta, a limpeza das superfcies, o material base, o metal de adio, o fluxo, o processo de aquecimento, a qualidade dos gases utilizados quando o aquecimento for chama ou sob atmosfera controlada, o ambiente de trabalho e a tcnica do operador. A ocorrncia de defeitos nas juntas brasadas no necessariamente requer um reprojeto de todo o processo. Deve ser verificado o nvel de ocorrncia em relao ao volume de produo. A tabela a seguir cita os defeitos e suas mais provveis causas.

Defeitos Causas Correes

apoio:


Solda fria (colagem): a falta

de ligao entre o metal de

adio e o material base, ou

seja no houve a difuso

molecular.

Formao de uma camada muito fina de xido

entre o metal de adio fundido e o material

base.

M qualidade do material base (contaminado).

Metal de adio inadequado para o material

base utilizado.

Falta de temperatura.

Melhorar a limpeza das superfcies a serem brasadas.

Melhorar a desoxidao da zona de metal fundido, modificando o

fluxo utilizado ou os gases quando sob atmosfera redutora.

Modificar material base ou utilizar metal de adio adequado.

Evitar contato manual com as superfcies a serem brasadas e com o

metal de adio, pois a umidade e o cido rico das mos podem

oxidar os mesmos.

Incluses de xidos: so

camadas de xidos que

permanecem no interior da

junta, podendo causar

corroso.

Uso incorreto do maarico (chama oxidante)

Sujeira no material base ou no metal de

adio

Incluso de fluxo no interior da junta.

Utilizar chama neutra ou levemente carburante.

Melhorar limpeza das superfcies a serem brasadas.

Proteger metal de adio contra oxidao ou contaminao no

armazenamento.

Evitar contato manual com as superfcies a serem brasadas e com

metal de adio, pois a umidade das mos e o cido rico podem

oxidar os mesmos.

Projetar uma junta que permita a expulso do fluxo de seu interior.

Porosidades: so incluses de

gs no interior do metal

fundido, que podem libertar-se

borbulhando durante a

execuo do processo,

originando juntas com aspecto

de espuma metlica

(porosidades).

Certos metais no estado lquido, como o cobre

por exemplo, dissolvem grandes quantidades

de gs que ao libertarem-se durante a

solidificao podem ficar aprisionados na

junta, dando assim origem aos poros.

Este fenmeno geralmente favorecido pela

m regulagem da chama (oxidante) ou por

ambientes que favoream a ao indesejvel

do oxignio.

Junta inadequada.

Utilizar materiais base com baixo teor de oxignio (abaixo de

0,04%).

Utilizar chama adequada para a combinao material base x metal

de adio.

Remover xidos e demais resduos/sujeiras do material base e do

metal de adio.

Utilizar junta com folga uniforme e metal de adio com intervalo

de fuso adequado para a respectiva folga.

Perfil incorreto: depresso de

um ou mais lados da junta.

Mau posicionamento da junta.

Falta de fixao da junta.

Excesso de potncia do maarico.

Utilizar dispositivos para fixao das partes a serem unidas.

Utilizar maarico com dimenses e potncia adequadas.

Utilizar juntas que podem ser encaixadas caso no seja possvel o

uso de dispositivos de fixao.

Trincas: podem aparecer a

quente ou a frio na junta, no

material base ou na zona de

ligao. Sob o efeito de

tenses, estas trincas podem

tornar -se fendas maiores ou at

fraturas.

Tenses de dilatao e contrao, ou seja

durante o aquecimento h dilatao dos

materiais base modificando a folga da junta, e

no resfriamento h contrao, a folga da junta

j preenchida pelo metal de adio tende a

voltar para a dimenso inicial, causando

tenses.

Se o sistema de fixao das peas a serem

brasadas no for adequado, pode contribuir

para o surgimento de fendas.

Resfriar lentamente o conjunto brasado.

Utilizar processo de aquecimento que permite o aquecimento rpido

e localizado (induo).

Utilizar dispositivos de fixao que permitam a expanso das peas

pelo efeito de dilatao.

Se as fendas forem no material base, um pr-aquecimento pode

corrigir este defeito.

Defeitos Causas Correes

apoio:


Oxidao da regio adjacente a

junta (zona termicamente

afetada).

Diversos metais, como o cobre por exemplo,

formam camadas de xidos aps

aquecimento.

Efetuar decapagem do conjunto aps brasagem com tricloroetileno,

solues de cido sulfrico (H2SO4) ou equivalente.

Utilizar fluxo na chama para desoxidao.

Falta de penetrao: metal de

adio no preenche toda a

junta.

Presso capilar insuficiente.

Falta de uniformidade na folga da junta.

Junta com folga inadequada.

Uso de metal de adio com intervalo de

fuso inadequado para a junta.

Manter uniformidade na folga da junta.

Utilizar metal de adio com pequeno intervalo de fuso para juntas

entre 0,05 mm e 0,10 mm.

Escorrimento do metal de

adio para fora da junta ou

dificuldade no preenchimento

da mesma.

Uso de metal de adio com intervalo de

fuso muito pequeno para a junta.

Junta com folga muito larga.

Manter a folga da junta entre 0,05 mm e 0,20 mm.

Utilizar metal de adio com pequeno intervalo de fuso para folgas

de at 0,10 mm, e metal de adio com grande intervalo de fuso

para folgas acima de 0,10 mm, pois permitem melhor controle da

penetrao e do enchimento.

Resduos de fluxo na regio da

junta: causam corroso.

Processo inadequado de remoo dos

resduos.

Aplicao de fluxo em excesso.

Melhorar o processo de remoo de resduos.

Evitar aplicar excesso de fluxo.

Utilizar fluxo na forma de p, pois a quantidade de resduo menor.

10. PROCEDIMENTO RESUMIDO DE BRASAGEM Aps o projeto adequado da junta e a seleo correta do metal de adio, do fluxo e do processo de aquecimento, em resumo a operao de brasagem realizada da seguinte forma: Limpar as superfcies a serem brasadas: todas as camadas de xido e materiais estranhos tais como ferrugem, carepas, poeira, tinta e etc., devem ser removidas das superfcies a serem umectadas (molhadas) pelo metal de adio. Esta remoo pode ser qumica ou mecnica. Os fluxos no eliminam graxa. No caso de graxa, leo ou peas frgeis facilmente danificveis usar o mtodo qumico com tricloroetileno ou percloroetileno. O fluxo dissolve qualquer xido metlico aps a limpeza preliminar. Evitar contato direto das mos com a rea a ser brasada, utilizando luvas limpas. Fixar as peas com dispositivos: conservar as peas fixas at a solidificao do metal de adio, o dispositivo de fixao deve prever os efeitos da dilatao e contrao. Aplicar o fluxo: com o auxlio de pincel, esptula e etc. Os fluxos em sua grande maioria so levemente corrosivos, portanto, deve -se evitar o contato com a pele. Aquecer toda a rea de unio por igual: afim de que o metal de adio possa fluir e preencher toda a fenda, a rea de unio deve ser aquecida por igual em toda a sua extenso. A temperatura de

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Brasagem.pdf