No âmbito da metalurgia, duas técnicas se destacam por sua precisão e confiabilidade: SOLDAGEM e BRASAGEM. Ambos os métodos envolvem a união de peças metálicas sem derreter os metais base, utilizando um metal de adição para ligar as peças. Embora compartilhem semelhanças, suas características distintas os tornam adequados para uma variedade de aplicações em diferentes indústrias.
Produtos para Soldagem e Brasagem Volumes Maiores
- Temp. Máx.: 900 - 1100 °C
- Volumes da câmara: 10 to 1300 litres
- Para processos em que uma atmosfera específica precisa ser mantida de forma confiável
- Temp. Máx.: 1600 - 2200 °C
- Material isolante: Molibdênio ou tungstênio
- Volumes: 10 a 60 litros
- Temp. Máx.: 1050 °C
- Volume: 7,5 a 95 litros
- Automatic tube furnace for applications in atmospheres with highest possible purity
Volumes Menores
- Tubo de Quartzo ou Cerâmica
- Até 1450 °C em vácuo
- Até 34 L
- faixa de pressão 10-5 mbar
- Temp. Máx.: 1300 °C
- Comprimentos aquecidos: 200 - 4500 mm
- Furnace Ø: até 200 mm
- Orientação: Horizontal / vertical
Nossas Vantagens para Soldagem e Brasagem
- Controle preciso de temperatura de ± 0,5 K
- Uniformidades de temperatura melhores que ± 5 K
- Melhor vácuo final e menores taxas de vazamento
- Vedação tipo CF em vez de vedações poliméricas nas flanges relevantes
- Extração de duplo sulco da flange da porta/capô para reduzir a taxa de vazamento
- Tratamento especial da superfície interna para reduzir a aspereza superficial e, portanto, a cobertura da superfície principalmente com água. Isso resulta em um tempo de bombeamento reduzido na faixa de alto vácuo.
- Desacoplamento mecânico das vibrações da zona quente
- Sistema de bombeamento turbomolecular com função de desvio automático para evacuação até o intervalo molecular
- Registro completo de dados para controle total do processo
- Hidrogênio ou hidrogênio umidificado disponível opcionalmente
Definições
A soldagem é um processo que envolve o uso de um metal de enchimento (solda) com um ponto de fusão abaixo de 450 °C. Esta técnica é reverenciada pela sua capacidade de criar juntas fortes e condutoras de eletricidade, tornando-a uma pedra angular na indústria eletrônica. Desde placas de circuito até conexões de fios, a soldagem é sinônimo de precisão e durabilidade
Por outro lado, a brasagem utiliza metais de enchimento com um ponto de fusão acima de 450 °C, mas abaixo do ponto de fusão dos metais base. A ação capilar do metal de enchimento fundido entre peças bem ajustadas forma uma ligação forte e à prova de vazamentos. Este método é amplamente utilizado na fabricação de ferramentas, componentes automotivos e várias estruturas metálicas, oferecendo robustez e resistência a altas temperaturas.
Insights
A ligação química e física entre os materiais pode ser de metal com metal ou de isolante com metal. Essa conexão deve ser robusta, resistente a altas temperaturas e compatível com condições de vácuo. Quando submetido a vácuo ou temperaturas elevadas, a presença de fluxo em um componente eletrônico pode levar a efeitos prejudiciais. O fluxo, que é composto por ácidos e sais, transita para um estado gasoso devido à sua alta pressão de vapor. A subsequente condensação do material do fluxo em isoladores pode criar caminhos condutivos, resultando em correntes de fuga que podem comprometer a integridade do componente de alto custo. Lamentavelmente, os fluxos mais ativos (e, portanto, corrosivos) tendem a estabelecer as conexões mais robustas. Certos atributos materiais, como resistência ao vácuo, são inatingíveis sob condições de fabricação atmosférica padrão. Além disso, um problema notável com atmosferas convencionais é a inevitável incorporação de impurezas gasosas na superfície de conexão. A solução para este problema reside no emprego de técnicas de soldagem e brasagem em alto vácuo. Em ambos os métodos, a ligação entre os dois materiais distintos é estabelecida por meio de uma terceira substância metálica, conhecida como material de enchimento de solda ou brasagem. A principal diferença entre soldagem e brasagem é que a soldagem envolve adesão reversível, primariamente, enquanto a brasagem leva à difusão irreversível dos materiais, resultando em uma ligação significativamente mais forte. Todo o procedimento é conduzido em um ambiente de alto vácuo (HV) ou ultra-alto vácuo (UHV). Tais ambientes eliminam o risco de oxidação e permitem o uso de materiais de solda livres de fluxo.
Esquerda: conexão convencional com impurezas de gás embutidas.
Direita: conexão estabelecida por soldagem e brasagem a alto vácuo com quase nenhuma impureza.
Tipos de vácuo e bombas
Para atender aos requisitos específicos de vácuo do cliente para soldagem e brasagem, a taxa de vazamento pode ser minimizada para menos de 10-3 mbar·l/s e um sistema de bombeamento de alto vácuo é acoplado. Dado que a transferência de calor em um vácuo ocorre exclusivamente por meio de radiação térmica, conforme descrito pela lei da radiação de Planck, alcançar a uniformidade de temperatura ótima dentro da zona quente depende de um design altamente simétrico do forno. Esta consideração de design é crítica para garantir uma distribuição uniforme de calor e, consequentemente, a qualidade do processo de ligação.
Bomba de membrana, Bomba de palhetas rotativas
10 – 10-2 mbar
Bomba de lóbulos (Roots), Bomba de scroll
10-2 – 10-3 mbar
Bomba Turbo
10-5 – 10-6 mbar
Modificações para resfriamento forçado
Para atender aos requisitos específicos de vácuo do cliente para soldagem e brasagem, a taxa de vazamento pode ser minimizada para menos de 10-3 mbar·l/s e um sistema de bombeamento de alto vácuo é acoplado. Dado que a transferência de calor em um vácuo ocorre exclusivamente por meio de radiação térmica, conforme descrito pela lei da radiação de Planck, alcançar a uniformidade de temperatura ótima dentro da zona quente depende de um design altamente simétrico do forno. Esta consideração de design é crítica para garantir uma distribuição uniforme de calor e, consequentemente, a qualidade do processo de ligação.
HBO
Circulando o gás através da retorta com a incorporação de um trocador de calor. O vaso resfriado a água acelera as taxas de resfriamento em fornos a vácuo de parede fria.
V-L
Levantar a capa e soprar ar frio sobre a retorta de quartzo acelera o resfriamento e reduz os tempos de ciclo.
GLO
O resfriamento da retorta pelo lado de fora com um soprador de canal lateral. Esta técnica simples reduz os tempos de resfriamento por um fator de 4
Forno de Tubo
Abrir o forno por um curto período de tempo reduz a temperatura por meio do resfriamento natural do ar. Opcionalmente, um ventilador pode ser usado para acelerar o resfriamento. Mas esteja ciente de que o desgaste da isolação e dos aquecedores aumenta.
Pós-Tratamento & Análise
Peças fabricadas por meio de Soldagem e Brasagem podem ser recozidas em vácuo ou atmosfera gasosa para garantir sua conexão estável. O estresse na conexão entre 2 materiais enfraquecerá suas ligações e reduzirá sua qualidade e pode até levar à interrupção. A QATM, por exemplo, ajuda a garantir que uma alta qualidade das peças soldadas e brasadas seja mantida. Com seus produtos de corte, embutimento, ataque químico e análise de fases, a QATM é o parceiro perfeito para a Materialografia de peças fabricadas com técnicas de soldagem e brasagem.
Soldering & Brazing - FAQ
O que é soldagem & brasagem?
Soldagem branda e brasagem são ambos processos de união de metais que utilizam um metal de adição para unir as peças.
Qual é a diferença entre soldagem e brasagem?
A principal diferença entre soldagem branda e brasagem é a temperatura na qual o processo é realizado. A soldagem branda ocorre em temperaturas abaixo de 450 °C, enquanto a brasagem ocorre em temperaturas acima de 450 °C. Um ambiente a vácuo garante juntas limpas e oxidação mínima.
A brasagem a vácuo utiliza sua temperatura de operação mais elevada para criar juntas fortes e herméticas entre componentes metal-metal e metal-cerâmica (metal-isolante), tornando-a ideal para unir materiais diferentes com distintos pontos de fusão.
Já a soldagem branda a vácuo opera em temperaturas mais baixas, sendo ideal para juntas metal-metal delicadas ou sensíveis ao calor. Trata-se de um processo rápido e econômico, bem adequado para aplicações de produção em massa onde precisão e repetibilidade são essenciais.
Em quais indústrias a soldagem e brasagem são utilizadas?
Materiais de adição comuns para soldagem branda incluem ligas de estanho-chumbo (Sn-Pb), como a liga 60:40 de estanho-chumbo, amplamente utilizada em eletrônica devido à sua composição próxima ao eutético, que leva à solidificação rápida. Ligas com alto teor de estanho-chumbo (80:20 a 90:10) são frequentemente usadas para soldas estruturais. Alternativas livres de chumbo para materiais de solda incluem ligas ternárias de estanho-prata-cobre (Sn-Ag-Cu).
Para aplicações de brasagem, os materiais de adição mais comuns são ligas de prata (Ag) e ligas de cobre-zinco (Cu:Zn), também conhecidas como latão. Esses materiais são utilizados para unir aços e são geralmente empregados na fabricação de componentes de máquinas e peças estruturais. Dependendo da aplicação específica, outros materiais de adição, como ligas de alumínio-silício/zinco (Al:Si/Zn) ou ligas à base de níquel, também podem ser utilizados na fabricação.