BRASAGEM
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BRASAGEM
É a união de metais através do aquecimento
abaixo da temperatura de fusão dos mesmos,
com adição de uma liga de solda (metal de
adição) no estado líquido na folga entre as
superfícies a serem unidas.
Ao se resfriar, a junta formada torna-se rígida e
resistente.
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BRASAGEM
Não ocorrendo a fusão das partes a serem
unidas e nem o elevado aquecimento da região
adjacente à junta, o metal base manterá suas
propriedades mecânicas originais.
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BRASAGEM
O processo de brasagem é dividido em três
tipos:
· Soldagem branda;
· Brasagem (propriamente dita);
· Soldabrasagem
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SOLDAGEM BRANDA
Soldagem branda também denominada
soldagem branca ou solda fraca.
É semelhante ao processo de brasagem,
diferenciando-se pela menor resistência
mecânica e pela temperatura de fusão do
metal de adição ser inferior a 450°C.
Possibilita a obtenção de soldagens e
vedações lisas e isentas de poros.
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SOLDAGEM BRANDA
Podendo unir entre si diversos tipos de metais
como:
cobre e suas ligas,
aços ao carbono
ferro fundido
zinco
aços inoxidáveis.
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SOLDAGEM BRANDA
Os metais (ligas) de adição possuem grande
poder de umectação, e geralmente são
produzidos a base de estanho e chumbo.
Sempre se usa um fluxo.
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SOLDAGEM BRANDA
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FLUXOS
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SOLDAGEM BRANDA
Utilizada nos casos em que são pequenas as forças que agem nas superfícies unidas e baixas temperaturas de trabalho.
Exemplos:
contatos elétricos,
montagens de circuitos eletrônicos,
tubulações hidráulicas,
tubulações de gases em circuitos de refrigeração e ar condicionados,
radiadores,
reservatórios metálicos de líquidos,
indústrias ópticas,
equipamentos cirúrgicos,
alimentícias,
utensílios domésticos,
vedação de latas e recipientes, etc.10
SOLDAGEM BRANDA
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SOLDAGEM BRANDA
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BRASAGEM
Também denominada solda forte.
Nos últimos anos, principalmente nas últimas duas décadas, aumentou significativamente a aplicação do processo de brasagem nas indústrias brasileiras, devido suas inúmeras vantagens em relação a outros processos de soldagem.
Utiliza metais de adição com intervalo de fusão compreendido entre temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal base e acima de 450°C.
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, chumbo, estanho, etc.
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BRASAGEM
Outra grande vantagem da brasagem é a
possibilidade de união de metais dissimilares,
como por exemplo:
Aços com cobre e suas ligas (bronzes; latões);
Aços com metal duro (carbonetos de
Tungstênio)
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BRASAGEM
Proporciona muito boa resistência mecânica.
É um processo que possibilita grande penetração, proporcionando uniões estanques, por isso, indicada para vedações de conexões.
Como o metal de adição flui por capilaridade possibilita o uso em locais de difícil acesso.
A necessidade do uso de fluxo é definida de acordo com o metal de adição e o processo de aquecimento empregado.
Os metais de adição mais comumente utilizados são ligas a base de cobre e/ou prata.
Utilizada nos casos em que as forças que agem na junta são elevadas, e temperaturas de trabalho entre -50°C e 200°C. (Algumas ligas especiais suportam temperaturas de trabalho acima de 200°C).
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO PROCESSO DE
BRASAGEM:
A união por brasagem é um processo de união
intermetálica obtida através da umectação
(molhabilidade), capilaridade e posterior difusão
atômica do metal de adição no metal base.
Formando camadas intermetálicas características
para cada par de materiais envolvidos, onde o
grau de umectação, intersolubilidade e difusão
atômica entre os materiais variam
individualmente.
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BRASAGEM
Para se caracterizar como brasagem, o metal
de adição deve sempre ter a temperatura de
fusão inferior a do metal base, evitando-se
assim a diluição do mesmo na junta.
Dois fenômenos ocorrem:
umectação
capilaridade.
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UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE
O metal de adição tem que umectar (molhar) o
metal base.
A umectação ocorre quando o metal de adição
no estado líquido se espalha sobre a superfície
do metal base no estado sólido, “molhando” o
mesmo e conseqüentemente aumentando a
superfície de contacto.
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UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE
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Umectação em um recipiente de vidro contendo líquido
UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE
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A umectação total ocorre quando = 0°.
O ângulo () depende da fase sólida (metal base), da fase líquida
(metal de adição) e da temperatura.
Em brasagem o ângulo deve ser inferior a 30°.
Para que a umectação ocorra, a superfície do metal base tem que
estar limpa, isenta de óxidos, óleos, graxas e detritos de qualquer
natureza.
UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE
O aquecimento tem que elevar a temperatura acima do ponto de fusão do metal de adição, porém não pode fundir o metal base.
Recomenda-se uma diferença de no mínimo 100°C entre os pontos de fusão do metal base e a temperatura fusão do metal de adição.
Com o aumento da temperatura, aumenta a velocidade de formação de óxidos, dificultando a umectação.
Para se evitar a oxidação, efetua-se a brasagem em um ambiente não oxidante, podendo este ser uma atmosfera protetora ou utilizando-se fluxo protetor.
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CAPILARIDADE É o fenômeno físico que promove a elevação do nível dos líquidos
entre duas superfícies próximas.
Um tubo de vidro com pequeno diâmetro interno ou duas lâminas de vidro com uma pequena folga em “V” entre elas, mergulhados em um recipiente, com água, ilustram o fenômeno.
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CAPILARIDADE
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Normalmente as folgas das juntas para solda branda e brasagem situam-se entre
0,05 mm e 0,20 mm.
BRASAGEM
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BRASAGEM
A ligação por brasagem acontece em duas etapas:
1ª Ancoragem, com o aquecimento, os grãos do metal base se distanciam. O metal de adição no estado líquido penetra entre estes grãos. No resfriamento os grãos se aproximam aprisionando o metal de adição entre os grãos do metal base.
2ª Difusão dos átomos, com a energia térmica do metal de adição e do metal base, os átomos do metal de adição se difundem na estrutura cristalina do metal base, formando uma novo grão dentro da estrutura cristalina do metal base, dando origem a uma camada intermetálica, que quando verificada através de uma micrografia, apresenta-se como uma fina linha escurecida entre o metal de adição e o metal base.
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EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM
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1 - tubulações hidráulicas e de equipamentos de refrigeração;
2 - uniões de componentes metálicos em geral;
3 - mecânica de precisão;
4 - componentes das tubulações de veículos automotivos;
5 - indústria de eletrodomésticos e materiais elétricos;
6 - união de ferramentas de carboneto de tungstênio (metal
duro);
7 - onde deve ser minimizada a corrosão sob tensão de
componentes de níquel ou ligas à base de níquel e aços
inoxidáveis,
8 - onde se deve ter minimizado os efeitos do aquecimento
como dilatação térmica e modificação das características do
metal base.
LIGAS DE MATERIAL DE ADIÇÃOOV 12
Liga especialmente desenvolvida para soldagem de pequenas peças em latão, principalmente na indústria de bijuterias
(pinos, argolas, etc.). Fornecemos na forma limalha. Para seu uso é necessário acrescentar até 40% de bórax ou ácido bórico.
Ponto de fusão: 800º C aproximadamente.
OV 15
Ideal para soldagem de cobre com cobre na indústria de refrigeração, adornos, cutelaria, etc. Ponto de fusão: 780º C.
OV 20
Liga com teor de 20% de Ag, muito usada em linha de produção, tais como contatos elétricos, indústria de transformadores,
acessórios para banheiros, etc. Ponto de fusão: 750º C aproximadamente.
OV 25
Esta solda contém 25% de Ag. Boa resistência mecânica, muito econômica devido a sua fluidez e seu ponto de fusão favorece
a soldagem de peças de latão, pois não permite que se deformem. Ideal para soldagem de bijuterias e adornos em geral.
Ponto de fusão: 720º C.
OV 30
Esta liga contém 30% de Ag. É indicada para soldagem de cobre e suas ligas. Ponto de fusão: 690º C.
OV 35
Contém em sua liga 35% de Ag, oferecendo boa resistência à tração, bom alongamento, especialmente indicada para
soldagem de serra de fita, peças para refrigeração, objetos artesanais, cutelaria, etc. Ponto de fusão: 640º C.
OV 40
Sua liga contém 40% de Ag. Baixo ponto de fusão, indicada para peças maciças de latão e bijuterias, soldagem de aços, ligas
de níquel, ligas de cobre, metais dissimilares, alta resistência, excelente resistência mecânica. Ponto de fusão: 610º C.
OV 45
Ideal para peças que, ao serem soldadas, não podem receber calor excessivo. A porcentagem de Ag é de 45%. Tem alta
resistência mecânica, ex: pastilhas de wídia, armações de óculos, ferramentas, aços dissimilares, instrumentação cirúrgica,
etc. Ponto de fusão: 620º C.
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EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM
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MATERIAL DE ADIÇÃO
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EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM
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FORNOS PARA AQUECIMENTO BRASAGEM
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SOLDABRASAGEM
Processo semelhante ao de brasagem Diferencia-se devido à folga na junta ser maior que 0,50 mm e/ou possuir chanfro.
Possibilita a união de materiais dissimilares, como por exemplo: aços carbono com cobre e suas ligas, (bronzes e latões), ferros fundidos e ligas de níquel.
É necessário preparação da junta e é necessário acabamento após operação
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SOLDABRASAGEM
Exemplos de aplicação:
Reparos em ferro fundido e aços (mesmo temperados);
Produção de estruturas leves de aço, especialmente de tubos e outros perfis como móveis de aço;
Soldas de manutenção;
Soldas na fabricação de estruturas metálicas em geral
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SOLDABRASAGEM
A utilização de fluxo é indispensável.
Os metais de adição mais utilizados são:
Latões (cobre e zinco)
Alpaca (cobre, níquel, zinco), com temperatura
de trabalho em torno de 900°C.
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COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM ELÉTRICA E BRASAGEM
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Vantagens da soldagem elétrica em relação à brasagem:
Maior resistência sob elevadas temperaturas de trabalho;
Praticamente sem limitações sobre as dimensões das peças;
Menor preparação das partes;
Metal de adição de menor custo.
Vantagens da brasagem em relação à soldagem elétrica:
Menores:
tempo de operação;
consumo de energia;
deformações na estrutura do metal;
tensões e deformações no resfriamento.
Pequena ou nenhuma necessidade de acabamento posterior;
Permite a junção de peças de pequenas dimensões
Permite soldagem em locais de difícil acesso;
Maior facilidade na desmontagem, quando necessário ;
Possibilidade de união de uma gama diversificada de materiais dissimilares.
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COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM ELÉTRICA E BRASAGEM
TIPOS E DIMENSIONAMENTO DE JUNTAS
As juntas brasadas devem ter, sempre que
possível, a mesma resistência do metal base.
O desenho das juntas para brasagem depende
de vários requisitos construtivos e do uso
específico do conjunto.
Dois tipos básicos de juntas: juntas de topo e
juntas sobrepostas.
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JUNTAS DE TOPO
A área de brasagem é restrita à espessura do
metal base, limitando, assim, a resistência
mecânica.
Aumenta-se essa área por meio de um corte
oblíquo das extremidades
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JUNTAS SOBREPOSTAS
Em união de chapas e tubos, pode-se calcular
o comprimento, K, de modo a garantir uma
união com a mesma resistência mecânica do
metal base
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS
O metal de adição deve deslocar o fluxo e o ar
da folga para ocupar o seu lugar.
Este movimento deve ser estudado a fim de
facilitar o preenchimento.
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Em juntas tipo “furo cego”, deve-se:
Prever-se uma saída. Caso contrário, o fluxo impede a
penetração do metal de adição
Colocação do metal de adição no fundo do “furo cego” e
uma pressão constante mantida sobre o segmento a ser
brasado desde o início do aquecimento
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS
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Evitar a utilização de dispositivos posicionadores
durante o aquecimento.
Sempre que possível, projetar as partes de forma que
sejam auto localizadoras e fixadoras, evitando-se,
assim, os dispositivos de fixação durante o
aquecimento.
ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Na brasagem de materiais dissimilares deve-se verificar os respectivos coeficientes de dilatação térmica, garantindo a folga adequada na temperatura de fusão do metal de adição e não na temperatura ambiente. Exemplo:
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Para peças com riscos ou ranhuras, as mesmas devem
preferencialmente estar no mesmo sentido de
penetração do metal de adição.
Os pré-formados de metal de adição devem ser
posicionados na parte da junta que deve demorar
mais tempo para ser aquecida evitando-se o risco do
metal de adição fundir antes da junta estar totalmente
aquecida.
Na brasagem de pastilhas ou áreas com dimensões
superiores à 10 x 10 mm, deve -se utilizar pré-
formados de metal de adição laminados.
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS
Uma camada de aproximadamente 0,02 mm de fluxo é
suficiente para remover a camada de óxidos, porém
folgas desta dimensão não permitem que o metal de
adição expulse o fluxo do interior da junta.
Não é recomendável utilizar fluxo no caso de folgas
inferiores a 0,05 mm, pois resíduos 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 eutética.
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ASPECTOS CONSTRUTIVOS
FIM
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