Em sua essência, a brasagem depende de um grupo seleto de metais de adição projetados para derreter a uma temperatura mais baixa do que os componentes que eles unem. As famílias mais comuns dessas ligas são baseadas em alumínio-silício, cobre, prata, níquel e metais preciosos como ouro e paládio, cada um escolhido por propriedades e aplicações específicas.
A seleção de uma liga de brasagem é uma decisão crítica de engenharia, não uma simples escolha de material. É ditada pelos metais base que estão sendo unidos, pela temperatura de serviço e resistência necessárias da junta final e pelo processo de brasagem específico que está sendo usado.
As Principais Famílias de Ligas de Brasagem
Os metais de adição para brasagem são categorizados em famílias com base em sua composição elementar principal. Cada família oferece uma combinação única de ponto de fusão, resistência e compatibilidade com diferentes materiais base.
Ligas de Alumínio-Silício
Estes são o padrão para a brasagem de componentes de alumínio. A maioria das ligas desta família contém entre 7% e 12% de silício, o que reduz significativamente o ponto de fusão.
O sistema Al-Si com 11,7% de silício é uma liga eutética, o que significa que possui um ponto de fusão único e nítido de 577°C. Isso o torna ideal para a brasagem de muitas ligas de alumínio com pontos de fusão mais altos. Esses metais de adição fornecem excelente resistência, resistência à corrosão e uma boa correspondência de cor com o material de base.
Ligas de Cobre e à Base de Cobre
Esta ampla categoria inclui cobre puro, cobre-prata, cobre-zinco (latão), cobre-estanho (bronze) e ligas de cobre-fósforo.
Devido à sua versatilidade e custo-benefício, são amplamente utilizados para unir aços, cobre e ligas de cobre. As ligas de cobre-fósforo são particularmente úteis para unir cobre a cobre sem a necessidade de um fluxo separado.
Ligas à Base de Prata
Comumente conhecidas como "soldas de prata", essas ligas oferecem uma variedade de temperaturas de fusão e excelentes características de escoamento.
Elas são extremamente versáteis e capazes de unir a maioria dos metais ferrosos e não ferrosos, com a notável exceção do alumínio e magnésio. Sua ductilidade as torna adequadas para juntas que sofrerão vibração ou ciclos térmicos.
Ligas de Níquel e à Base de Níquel
Quando são necessárias alta resistência e resistência superior ao calor e à corrosão, as ligas de níquel são a escolha preferida.
Esses metais de adição são essenciais em indústrias exigentes como aeroespacial e energia para aplicações como montagem de pás de turbina. Eles são frequentemente fornecidos como folha amorfa contendo elementos como boro, silício e fósforo para reduzir seu ponto de fusão.
Ligas de Metais Preciosos (Ouro e Paládio)
Ligas baseadas em ouro e paládio são reservadas para as aplicações mais críticas onde o desempenho e a confiabilidade são primordiais.
Embora caras, sua força excepcional, ductilidade e resistência à oxidação as tornam indispensáveis para componentes eletrônicos de alta confiabilidade, implantes médicos e sistemas aeroespaciais.
Fatores Chave que Impulsionam a Seleção da Liga
A escolha do metal de adição correto envolve uma análise cuidadosa de todo o sistema de engenharia. Três fatores principais orientam a decisão.
Compatibilidade com Metais Base
O metal de adição deve ser metalurgicamente compatível com os metais base. Ele precisa umedecer e fluir sobre suas superfícies para criar uma ligação contínua e forte sem erodir ou ligar-se detrimentalmente ao material de base.
Ponto de Fusão e Temperatura de Brasagem
Uma regra fundamental da brasagem é que o ponto de fusão do metal de adição deve ser significativamente mais baixo do que o dos metais base. A temperatura de brasagem é sempre definida acima do ponto de fusão do metal de adição, mas abaixo do ponto de fusão dos metais base.
Propriedades Desejadas da Junta
A aplicação final dita as propriedades necessárias da junta. Isso inclui resistência mecânica, ductilidade (a capacidade de se deformar sem fraturar), resistência à corrosão, condutividade térmica e elétrica, e até mesmo estética.
Entendendo as Compensações
Toda escolha de metal de adição envolve o equilíbrio de fatores concorrentes. Entender esses compromissos é a marca de uma decisão técnica sólida.
Custo vs. Desempenho
A compensação mais significativa é frequentemente entre custo e desempenho. Ligas à base de cobre são econômicas para muitas aplicações de uso geral, enquanto ligas de níquel e metais preciosos fornecem desempenho superior a um custo de material muito mais alto.
Requisitos do Processo
O processo de brasagem em si pode limitar a seleção da liga. Por exemplo, na brasagem a vácuo, ligas contendo elementos voláteis como zinco ou cádmio são geralmente evitadas, pois podem vaporizar e perturbar o processo.
Resistência vs. Fragilidade
Alguns elementos adicionados para diminuir o ponto de fusão de uma liga, como fósforo ou boro, podem formar fases frágeis na junta final. Isso pode aumentar a resistência, mas reduzir a ductilidade, tornando a junta mais suscetível a falhas sob impacto ou vibração.
Fazendo a Escolha Certa para Sua Aplicação
Para selecionar a liga apropriada, comece com seu objetivo principal.
- Se seu foco principal é unir componentes de alumínio: Ligas de alumínio-silício são o padrão da indústria e sua escolha mais confiável.
- Se seu foco principal é a união de uso geral de aços ou cobre: Comece avaliando ligas à base de cobre econômicas ou ligas versáteis à base de prata.
- Se seu foco principal é resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão: Ligas à base de níquel são projetadas especificamente para esses ambientes exigentes.
- Se seu foco principal é confiabilidade absoluta em um sistema crítico: Ligas de metais preciosos à base de ouro ou paládio fornecem o mais alto desempenho, justificando seu custo.
Em última análise, selecionar a liga de brasagem correta é o passo fundamental para criar uma junta forte, confiável e durável.
Tabela Resumo:
| Família de Ligas | Uso Principal/Metais Base | Características Principais |
|---|---|---|
| Alumínio-Silício | Componentes de alumínio | Excelente resistência e resistência à corrosão, derrete em ~577°C |
| À Base de Cobre | Aços, ligas de cobre | Custo-benefício, versátil, algumas são auto-fluxantes em cobre |
| À Base de Prata | A maioria dos metais ferrosos e não ferrosos (exceto Al/Mg) | Excelente escoamento, dúctil, bom para ciclos térmicos |
| À Base de Níquel | Ambientes de alta temperatura e corrosivos | Resistência superior, resistência ao calor e à corrosão |
| Metais Preciosos | Aplicações críticas (aeroespacial, médica) | Confiabilidade, resistência e resistência à oxidação excepcionais |
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