Le brasage est un processus d'assemblage polyvalent qui consiste à faire fondre un métal d'apport pour lier deux ou plusieurs matériaux de base sans faire fondre les matériaux de base eux-mêmes. Le choix des matériaux à braser dépend des matériaux de base à assembler, des propriétés souhaitées du joint et de la méthode de brasage spécifique utilisée. Les métaux d'apport courants comprennent les alliages aluminium-silicium, le cuivre, le cuivre-argent, le cuivre-zinc (laiton), le cuivre-étain (bronze), les alliages or-argent-nickel et l'argent. De plus, des feuilles de brasage amorphes en nickel, fer, cuivre, silicium, bore et phosphore sont également utilisées. La sélection des matériaux est cruciale pour garantir des joints solides, durables et fiables dans diverses applications.
Points clés expliqués :
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Matériaux de base pour le brasage:
- Les matériaux de base assemblés jouent un rôle important dans la détermination du métal d’apport et de la méthode de brasage appropriés. Les matériaux de base courants comprennent des métaux comme l'acier, l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre et le titane, ainsi que la céramique et certains composites.
- La compatibilité entre le matériau de base et le métal d’apport est essentielle pour garantir un mouillage, une liaison et une résistance des joints appropriés.
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Métaux d'apport:
- Alliages aluminium-silicium: Ceux-ci sont couramment utilisés pour le brasage de l’aluminium et de ses alliages. La teneur en silicium contribue à abaisser le point de fusion du métal d'apport, ce qui le rend approprié pour assembler l'aluminium sans faire fondre le matériau de base.
- Cuivre et alliages de cuivre: Le cuivre est largement utilisé pour le brasage de l’acier et d’autres métaux en raison de son excellente conductivité thermique et électrique. Les alliages cuivre-argent sont particulièrement utiles pour assembler l’acier inoxydable et d’autres alliages haute température.
- Cuivre-Zinc (Laiton) et Cuivre-Étain (Bronze): Ces alliages sont souvent utilisés pour le brasage de l'acier, de la fonte et d'autres métaux ferreux. Ils offrent une bonne solidité et résistance à la corrosion.
- Alliages Or-Argent-Nickel: Ils sont utilisés pour des applications de haute fiabilité, comme dans les industries aérospatiale et électronique, où des joints solides et résistants à la corrosion sont nécessaires.
- Métaux d'apport à base d'argent: L'argent est un choix populaire pour le brasage d'une large gamme de matériaux, notamment l'acier inoxydable, les alliages de cuivre et de nickel. Il offre d’excellentes caractéristiques d’écoulement et une excellente résistance des joints.
- Feuilles de brasage amorphes: Ces feuilles, composées de nickel, de fer, de cuivre, de silicium, de bore et de phosphore, sont utilisées dans des applications spécialisées où un contrôle précis du processus de brasage est requis. Ils sont particulièrement utiles dans le brasage sous vide et d’autres processus d’assemblage de haute précision.
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Méthodes de brasage:
- Brasage au chalumeau: Cette méthode utilise une flamme de gaz pour chauffer le joint et faire fondre le métal d'apport. Il convient aux petits travaux ou aux réparations.
- Brasage au four: Cette méthode consiste à chauffer les pièces dans une atmosphère contrôlée (telle que exothermique, hydrogène, argon ou vide) pour éviter l'oxydation et assurer un joint propre. Il est idéal pour la production de masse et les assemblages complexes.
- Brasage par induction: Cette méthode utilise l'induction électromagnétique pour chauffer le joint et faire fondre le métal d'apport. Il est rapide et efficace, ce qui le rend adapté à la production en grand volume.
- Brasage par trempage: Dans cette méthode, les pièces sont immergées dans un bain de sel fondu ou de métal pour chauffer le joint et faire fondre le métal d'apport. Il est couramment utilisé pour assembler l’aluminium et d’autres métaux non ferreux.
- Brasage par résistance: Cette méthode utilise une résistance électrique pour générer de la chaleur au niveau du joint. Il convient à l’assemblage de petites pièces délicates.
- Brasage infrarouge: Cette méthode utilise le rayonnement infrarouge pour chauffer le joint et faire fondre le métal d'apport. Il convient à l’assemblage de matériaux à faible conductivité thermique.
- Brasage de couverture: Cette méthode utilise une couverture chauffante souple pour chauffer le joint. Il convient aux pièces de grande taille ou de forme irrégulière.
- Brasage par faisceau d'électrons et laser: Ces méthodes avancées utilisent des faisceaux d'électrons focalisés ou des faisceaux laser pour chauffer le joint et faire fondre le métal d'apport. Ils sont utilisés dans des applications de haute précision, comme dans les industries aérospatiale et électronique.
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Prévenir la distorsion lors du brasage:
- Soulager le stress: Les pièces peuvent être soulagées en les chauffant pendant de longues périodes avant le brasage afin de réduire les contraintes internes qui pourraient provoquer une distorsion pendant le processus de brasage.
- Fixations rigides: L'utilisation de fixations rigides pour maintenir les pièces en place pendant le brasage peut aider à prévenir les mouvements et les déformations.
- Pièces plus lourdes et plus grandes: Concevoir des pièces plus lourdes et plus grandes peut augmenter leur résistance à la déformation lors du brasage. Toutefois, des distorsions peuvent encore survenir malgré ces mesures.
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Matériaux de brasage à haute température:
- Graphite, molybdène et tungstène: Ces matériaux sont couramment utilisés dans les procédés de brasage à haute température, tels que le durcissement, le frittage et le brasage des alliages de nickel ou de cuivre. Ils peuvent résister aux températures élevées requises par ces processus sans se dégrader.
En conclusion, les matériaux utilisés en brasage sont divers et dépendent des exigences spécifiques de l’application. Le choix du métal d’apport, du matériau de base et de la méthode de brasage doit être soigneusement étudié pour obtenir des joints solides, durables et fiables.
Tableau récapitulatif :
| Catégorie | Détails |
|---|---|
| Matériaux de base | Acier, inox, aluminium, cuivre, titane, céramique, composites |
| Métaux d'apport | Alliages aluminium-silicium, cuivre, cuivre-argent, laiton, bronze, or-argent-nickel, argent |
| Méthodes de brasage | Torche, four, induction, trempage, résistance, infrarouge, couverture, faisceau d'électrons, brasage laser |
| Haute température | Graphite, molybdène, tungstène |
| Prévenir la distorsion | Soulagement du stress, fixations rigides, pièces plus lourdes/plus grandes |
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