Nel campo della lavorazione dei metalli, due tecniche si distinguono per la loro precisione e affidabilità: la saldatura e la brasatura.
Entrambi i metodi prevedono l'unione di pezzi metallici senza fondere i metalli di base, utilizzando un metallo d'apporto per unire i pezzi. Pur avendo delle similitudini, le loro caratteristiche distinte li rendono adatti a una varietà di applicazioni in tutti i settori.
Prodotti per la Saldatura & la Brasatura Volumi maggiori
- Temperatura massima: 900 - 1100 °C
- Volumi Camere: da 10 a 1300 litri
- Per processi dove è necessario mantenere un'atmosfera specifica
- Temperatura massima: 1600 - 2200 °C
- Materiale isolante: Molibdeno o Tungsteno
- Volumi: da 10 a 60 litri
- Temperatura massima: 1050 °C
- Volume: Da 7,5 a 95 litri
- Forno tubolare automatico per applicazioni in atmosfere con la massima purezza possibile
Volumi ridotti
- Tubo in quarzo o ceramica
- Fino a 1450 °C in vuoto
- Fino a 34 L
- intervallo di pressione 10-5 mbar
- Temperatura massima: 1300 °C
- Lunghezze riscaldate: 200 - 4500 mm
- Furnace Ø: fino a 200 mm
- Orientamento: orizzontale / verticale
I nostri vantaggi per la saldatura & la Brasatura
- Controllo preciso della temperatura di ± 0.5 K
- Uniformità di temperatura migliore di ± 5 K
- Il miglior vuoto finale e i più bassi tassi di perdita
- Guarnizioni di tipo CF al posto delle guarnizioni polimeriche sulle flange in questione
- Estrazione a doppia scanalatura della flangia della porta/cappa per ridurre il tasso di perdite
- Trattamento speciale della superficie interna per ridurre la rugosità della superficie e quindi la copertura superficiale con acqua. Ciò si traduce in una riduzione dei tempi di inattività della pompa nel campo dell'alto vuoto.
- Disaccoppiamento meccanico delle vibrazioni dalla zona calda
- Sistema di pompaggio turbomolecolare con funzione di bypass automatico per l'evacuazione fino alla gamma molecolare
- Registrazione completa dei dati per un controllo completo del processo
- Idrogeno o idrogeno umidificato disponibile a scelta
Definizioni
La Saldatura è un processo che prevede l'uso di un metallo d'apporto (saldatura) con un punto di fusione inferiore a 450 °C. Questa tecnica è apprezzata per la sua capacità di creare giunzioni forti ed elettricamente conduttive, che la rendono una pietra miliare dell'industria elettronica. Dai circuiti stampati ai collegamenti dei fili, la saldatura è sinonimo di precisione e durata.
La Brasatura, invece, utilizza metalli d'apporto con un punto di fusione superiore a 450 °C ma inferiore al punto di fusione dei metalli di base. L'azione capillare del metallo d'apporto fuso tra parti vicine forma un legame forte e a prova di perdite. Questo metodo è ampiamente utilizzato nella produzione di utensili, componenti automobilistici e varie strutture metalliche, in quanto offre robustezza e resistenza alle alte temperature.
Approfondimenti
Il legame chimico-fisico tra i materiali può essere metallo-metallo o isolante-metallo. Questa connessione deve essere robusta, resistente alle alte temperature e compatibile con le condizioni di vuoto.
Se sottoposta a vuoto o a temperature elevate, la presenza di flusso su un componente elettronico può provocare effetti dannosi. Il flusso, che comprende acidi e sali, passa allo stato gassoso a causa della sua elevata pressione di vapore. La successiva condensazione del materiale di flusso sugli isolanti può creare percorsi conduttivi, dando luogo a correnti di dispersione che possono compromettere l'integrità del costoso componente. Purtroppo, i flussi più attivi (e quindi corrosivi) tendono a creare le connessioni più robuste. Alcuni attributi dei materiali, come la resistenza al vuoto, sono irraggiungibili in condizioni di produzione atmosferica standard. Inoltre, un problema notevole con le atmosfere convenzionali è l'inevitabile incorporazione di impurità gassose nella superficie della connessione.
La soluzione a questo problema risiede nell'impiego di tecniche di saldatura e brasatura ad alto vuoto. In entrambi i metodi, il legame tra i due materiali diversi viene stabilito attraverso una terza sostanza metallica, nota come materiale di riempimento della saldatura o della brasatura. La differenza fondamentale tra saldatura e brasatura è che la saldatura comporta principalmente un'adesione reversibile, mentre la brasatura porta alla diffusione irreversibile dei materiali, con il risultato di un legame significativamente più forte. L'intera procedura è condotta in un ambiente ad alto vuoto (HV) o ad altissimo vuoto (UHV). Questi ambienti eliminano il rischio di ossidazione e consentono l'uso di materiali di saldatura privi di flussante.
A sinistra: connessione convenzionale con impurità di gas incorporate.
A destra: connessione realizzata mediante saldatura e brasatura ad alto vuoto con quasi assenza di impurità.
Tipi di vuoto e pompe
Per soddisfare i requisiti specifici di vuoto del cliente per la saldatura e la brasatura, il tasso di perdita può essere ridotto a meno di 10-3 mbar-l/s e viene collegato un sistema di pompaggio ad alto vuoto. Dato che il trasferimento di calore nel vuoto avviene esclusivamente attraverso l'irraggiamento del calore, come descritto dalla legge di Planck sull'irraggiamento, il raggiungimento di un'uniformità ottimale della temperatura all'interno della zona calda dipende da un design altamente simmetrico del forno. Questa considerazione è fondamentale per garantire una distribuzione uniforme del calore e, di conseguenza, la qualità del processo di lega.
Pompa a membrana, Pompa per vuoto rotativa
10 – 10-2 mbar
Pompa per vuoto Roots, Pompa Scroll
10-2 – 10-3 mbar
Turbopompa
10-5 – 10-6 mbar
Modifiche al raffreddamento forzato
Per soddisfare i requisiti specifici di vuoto del cliente per la saldatura e la brasatura, il tasso di perdita può essere ridotto a meno di 10-3 mbar-l/s e viene collegato un sistema di pompaggio ad alto vuoto. Dato che il trasferimento di calore nel vuoto avviene esclusivamente attraverso l'irraggiamento del calore, come descritto dalla legge di Planck sull'irraggiamento, il raggiungimento di un'uniformità ottimale della temperatura all'interno della zona calda dipende da un design altamente simmetrico del forno. Questa considerazione è fondamentale per garantire una distribuzione uniforme del calore e, di conseguenza, la qualità del processo di lega.
HBO
Facendo circolare il gas attraverso la storta che incorpora uno scambiatore di calore, il recipiente raffreddato ad acqua accelera la velocità di raffreddamento nei forni a vuoto a parete fredda.
V-L
Sollevando la cappa e soffiando aria fredda sulla storta di quarzo si accelera il raffreddamento e si riducono i tempi del ciclo.
GLO
Raffreddamento ad aria della storta dall'esterno con una ventola a canale laterale. Questa semplice tecnica riduce i tempi di raffreddamento di un fattore 4.
Forno tubolare
Aprendo il forno per un breve periodo di tempo, la temperatura si abbassa grazie al raffreddamento naturale dell'aria. In alternativa, è possibile utilizzare una ventola per accelerare il raffreddamento. Si tenga però presente che l'usura dell'isolamento e dei riscaldatori aumenta.
Post-trattamento & Analisi
I pezzi prodotti tramite saldatura e brasatura possono essere ricotti in atmosfera di vuoto o di gas per garantire una connessione stabile. Le sollecitazioni all'interno della connessione tra due materiali indeboliscono i legami e ne abbassano la qualità, fino a provocarne l'interruzione.
QATM, ad esempio, contribuisce a garantire il mantenimento di un'elevata qualità dei pezzi saldati e brasati. Con i suoi prodotti per il taglio, l'inglobamento, la lucidatura elettrolitica e l'analisi di fase, QATM è il partner perfetto per la Metallografia dei pezzi prodotti con tecniche di saldatura e brasatura.
Soldering & Brazing - FAQ
Che cosa sono la Saldatura & la Brasatura?
La Saldatura e la Brasatura consistono nell'unire pezzi di metallo senza fondere i metalli di base, utilizzando un metallo d'apporto per unire i pezzi. Pertanto, vengono applicate temperature fino a 1600°C.
Qual è la differenza tra Saldatura e Brasatura?
La saldatura avviene a una temperatura inferiore a 450°C, mentre la brasatura avviene a una temperatura superiore a 450°C.
In quali settori industriali si utilizzano la saldatura e la brasatura?
La saldatura e la brasatura sono utilizzate in vari settori tra cui elettronica, medicina, aerospaziale, difesa e molto altro ancora.