Brasagem Mecanica

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Brasagem Mecanica

  1. 1. BRASAGEM 1
  2. 2. 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. 2
  3. 3. 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. 3
  4. 4. BRASAGEM O processo de brasagem é dividido em três tipos: · Soldagem branda; · Brasagem (propriamente dita); · Soldabrasagem 4
  5. 5. 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. 5
  6. 6. SOLDAGEM BRANDA Podendo unir entre si diversos tipos de metais como: cobre e suas ligas, aços ao carbono ferro fundido zinco aços inoxidáveis. 6
  7. 7. 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. 7
  8. 8. SOLDAGEM BRANDA 8
  9. 9. FLUXOS 9
  10. 10. 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
  11. 11. SOLDAGEM BRANDA11
  12. 12. SOLDAGEM BRANDA 12
  13. 13. 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. 13
  14. 14. 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) 14
  15. 15. 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). 15
  16. 16. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO PROCESSO DE BRASAGEM: A união por brasagem é um processo de união intermetálicaobtida através da umectação (molhabilidade), capilaridadee posterior difusão atômicado metal de adição no metal base. Formando camadas intermetálicas características para cada par de materiais envolvidos, onde o grau de umectação, intersolubilidadee difusão atômica entre os materiais variam individualmente. 16
  17. 17. BRASAGEM Para se caracterizar como brasagem, o metal de adição deve sempre ter a temperatura de fusão inferiora do metal base, evitando-se assim a diluição do mesmo na junta. Dois fenômenos ocorrem: umectação capilaridade. 17
  18. 18. 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. 18
  19. 19. UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE 19Umectação em um recipiente de vidro contendo líquido
  20. 20. UMECTAÇÃO OU MOLHABILIDADE 20 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.
  21. 21. 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. 21
  22. 22. 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. 22
  23. 23. CAPILARIDADE 23 Normalmente as folgas das juntas para solda branda e brasagem situam-se entre 0,05 mm e 0,20 mm.
  24. 24. BRASAGEM 24
  25. 25. BRASAGEM A ligação por brasagem acontece em duas etapas: 1ªAncoragem, 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. 25
  26. 26. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM 26 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.
  27. 27. LIGAS DE MATERIAL DE ADIÇÃO OV 12Liga 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 15Ideal para soldagem de cobre com cobre na indústria de refrigeração, adornos, cutelaria, etc. Ponto de fusão: 780º C. OV 20Liga 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 25Esta 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 30Esta liga contém 30% de Ag. É indicada para soldagem de cobre e suas ligas. Ponto de fusão: 690º C. OV 35Contém 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 40Sua 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 45Ideal para peças que, ao serem soldadas, não podem receber calor excessivo. A porcentagem de Agé de 45%. Tem alta resistência mecânica, ex: pastilhas de wídia, armações de óculos, ferramentas, aços dissimilares, instrumentação cirúrgica, etc. Ponto de fusão: 620º C. 27
  28. 28. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM 28
  29. 29. MATERIAL DE ADIÇÃO 29
  30. 30. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE BRASAGEM30
  31. 31. FORNOS PARA AQUECIMENTO BRASAGEM 31
  32. 32. 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 32
  33. 33. 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 33
  34. 34. 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. 34
  35. 35. COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM ELÉTRICA E BRASAGEM 35 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.
  36. 36. 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. 36 COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM ELÉTRICA E BRASAGEM
  37. 37. 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 topoe juntas sobrepostas. 37
  38. 38. 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 38
  39. 39. 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 39
  40. 40. 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. 40
  41. 41. 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 41 ASPECTOS CONSTRUTIVOS
  42. 42. 42 Evitar a utilização de dispositivos posicionadoresdurante 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
  43. 43. 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: 43 ASPECTOS CONSTRUTIVOS
  44. 44. 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. 44 ASPECTOS CONSTRUTIVOS
  45. 45. 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. 45 ASPECTOS CONSTRUTIVOS
  46. 46. FIM 46

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