Dans le domaine du travail des métaux, deux techniques se distinguent par leur précision et leur fiabilité : le SOUDAGE et le SOUDAGE FORT.
Ces deux méthodes permettent d'assembler des pièces métalliques sans faire fondre les métaux de base, un métal d'apport étant utilisé pour relier les pièces entre elles. Bien qu'elles présentent des similitudes, leurs propriétés différentes les rendent adaptées à une multitude d'applications dans tous les secteurs.
Le brasage est un procédé qui utilise un métal d'apport (soudure) dont le point de fusion est inférieur à 450 °C. Cette technique est appréciée pour sa capacité à créer des connexions solides et conductrices d'électricité, ce qui en fait une pierre angulaire de l'industrie électronique. Des circuits imprimés aux connexions filaires, le brasage est synonyme de précision et de durabilité.
En revanche, le brasage utilise des métaux d'apport dont le point de fusion est supérieur à 450 °C, mais inférieur à celui des métaux de base. L'effet capillaire du métal d'apport fondu entre les pièces étroitement assemblées permet d'obtenir une liaison solide et étanche. Ce procédé est souvent utilisé dans la fabrication d'outils, de composants automobiles et de diverses structures métalliques. Il offre robustesse et résistance aux températures élevées.
La liaison physico-chimique entre les matériaux peut se faire de métal à métal ou d'isolant à métal. Cette liaison doit être robuste, résistante aux températures élevées et compatible avec le vide.
Lorsqu'un composant électronique est exposé au vide ou à des températures élevées, la présence de flux peut avoir des effets néfastes. Le flux, composé d'acides et de sels, passe à l'état gazeux en raison de sa pression de vapeur élevée. La condensation ultérieure du flux sur les isolateurs peut créer des chemins conducteurs, ce qui entraîne des courants de fuite susceptibles de compromettre l'intégrité du composant coûteux. Malheureusement, les flux les plus actifs (et donc les plus corrosifs) ont tendance à produire les composés les plus stables. Certaines propriétés des matériaux, comme la résistance au vide, ne peuvent être obtenues dans des conditions de fabrication atmosphériques normales. Un autre problème notable dans les atmosphères conventionnelles est l'inévitable incorporation de contaminants gazeux dans la surface de jonction.
La solution à ce problème réside dans l'utilisation de techniques de brasage et de brasage fort sous vide poussé. Dans les deux méthodes, la liaison entre les deux matériaux différents est réalisée par une troisième substance métallique appelée soudure ou brasage fort. La principale différence entre le brasage et le brasage fort réside dans le fait que le brasage est avant tout une adhérence réversible, tandis que le brasage fort entraîne une diffusion irréversible des matériaux, ce qui conduit à une liaison nettement plus forte. L'ensemble du processus est réalisé soit sous vide poussé (VP), soit sous ultravide (UV). Ces environnements éliminent le risque d'oxydation et permettent l'utilisation de brasures sans flux.
A gauche: liaison conventionnelle avec impuretés de gaz incorporées. A droite: liaison réalisée par brasage sous vide poussé et brasage fort, pratiquement exempte d'impuretés.
Afin de répondre aux exigences spécifiques du client en matière de brasage et de brasage fort sous vide, le taux de fuite peut être réduit à moins de 10-3 mbar·l/s et un système de pompe à vide poussé peut être raccordé. Comme le transfert de chaleur dans le vide s'effectue exclusivement par rayonnement thermique, comme le décrit la loi de Planck sur le rayonnement, l'obtention d'une homogénéité optimale de la température dans la zone chaude dépend d'une conception hautement symétrique du four. Cette conception est décisive pour garantir une répartition uniforme de la chaleur et donc pour la qualité du processus de brasage.
10 – 10-2 mbar
10-2 – 10-3 mbar
10-5 – 10-6 mbar
Afin de répondre aux exigences spécifiques du client en matière de brasage et de brasage fort sous vide, le taux de fuite peut être réduit à moins de 10-3 mbar·l/s et un système de pompe à vide poussé peut être raccordé. Comme le transfert de chaleur dans le vide s'effectue exclusivement par rayonnement thermique, comme le décrit la loi de Planck sur le rayonnement, l'obtention d'une homogénéité optimale de la température dans la zone chaude dépend d'une conception hautement symétrique du four. Cette conception est décisive pour garantir une répartition uniforme de la chaleur et donc pour la qualité du processus de brasage.
Par la circulation du gaz à travers la cornue avec échangeur de chaleur intégré. Le réservoir refroidi à l'eau accélère la vitesse de refroidissement dans les fours à paroi froide sous vide.
Le fait de soulever le capot et de souffler de l'air froid sur la cornue en quartz accélère le refroidissement et réduit les temps de processus.
Par refroidissement de la cornue par air extérieur avec compresseur à canal latéral. Cette technique simple divise par quatre les temps de refroidissement.
En ouvrant brièvement le four, la température baisse grâce au refroidissement naturel par l'air. En option, un ventilateur peut être utilisé pour accélérer le refroidissement. Veuillez toutefois noter que l'usure des isolations et des éléments chauffants augmente.
Les pièces fabriquées par brasage et brasage fort peuvent être recuites sous vide ou sous atmosphère gazeuse afin de garantir une liaison stable. Les tensions dans la liaison entre deux matériaux affaiblissent leurs liaisons, réduisent leur qualité et peuvent même entraîner des dysfonctionnements.
QATM contribue par exemple à maintenir la haute qualité des pièces brasées. Avec ses produits de découpe, d'enrobage, de gravure et d'analyse de phase, QATM est le partenaire idéal pour la matérialographie des pièces fabriquées avec des techniques de brasage et de brasage fort.
Le brasage tendre et le brasage fort sont deux procédés d’assemblage des métaux utilisant un métal d’apport pour lier les pièces entre elles.
La principale différence entre le brasage tendre et le brasage fort réside dans la température à laquelle le procédé est réalisé. Le brasage tendre s’effectue à des températures inférieures à 450 °C, tandis que le brasage fort a lieu à des températures supérieures à 450 °C. Un environnement sous vide garantit des joints propres et une oxydation minimale.
Le brasage fort sous vide exploite sa température de fonctionnement plus élevée pour créer des joints solides et étanches entre des composants métal-métal et métal-céramique (métal-isolant). Il est ainsi idéal pour l’assemblage de matériaux dissemblables ayant des points de fusion différents.
Le brasage tendre sous vide, en revanche, fonctionne à des températures plus basses, ce qui le rend idéal pour des assemblages métal-métal délicats ou sensibles à la chaleur. Il s’agit d’un procédé rapide et rentable, particulièrement adapté aux applications de production en série où la précision et la répétabilité sont essentielles.
Les matériaux d’apport couramment utilisés pour le brasage tendre comprennent les alliages étain-plomb (Sn-Pb), tels que le 60:40 étain-plomb, largement utilisé en électronique en raison de sa composition quasi eutectique qui permet une solidification rapide. Les alliages étain-plomb à forte teneur (80:20 à 90:10) sont souvent utilisés pour les soudures structurelles. Les alternatives sans plomb incluent les alliages ternaires étain-argent-cuivre (Sn-Ag-Cu).
Pour les applications de brasage fort, les matériaux d’apport couramment utilisés sont les alliages d’argent (Ag) et les alliages cuivre-zinc (Cu:Zn), également connus sous le nom de laiton. Ils sont utilisés pour assembler les aciers et servent généralement à la fabrication de composants de machines et de pièces structurelles. Selon les applications spécifiques, d’autres matériaux d’apport tels que les alliages aluminium-silicium/zinc (Al-Si/Zn) ou des alliages à base de nickel peuvent également être utilisés en fabrication.
Le brasage tendre et le brasage fort sous vide offrent un environnement contrôlé permettant d’obtenir des joints propres et plus résistants. Les fours Carbolite minimisent l’oxydation, réduisant la contamination et les gaz piégés pendant le processus d’assemblage. L’absence d’oxygène empêche la formation d’une couche d’oxyde, ce qui améliore le mouillage et renforce la résistance du joint.
Le brasage tendre et le brasage fort sont des techniques essentielles utilisées dans de nombreux secteurs industriels. Les fours Carbolite sont employés dans des industries telles que l’électronique, la technologie médicale, l’aérospatiale et la défense, l’ingénierie de précision et bien d’autres encore.
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