A brasagem é um processo de união de metais que utiliza um metal de enchimento com um ponto de fusão superior a 450°C (842°F) mas inferior ao ponto de fusão dos metais de base que estão a ser unidos. O processo requer uma atmosfera controlada para evitar a oxidação e garantir uma junta forte e limpa. Os gases utilizados na brasagem dependem dos materiais que estão a ser unidos e do resultado pretendido. Os gases normalmente utilizados incluem o hidrogénio, o azoto, o árgon, o hélio e misturas destes gases. O hidrogénio é particularmente eficaz na redução dos óxidos metálicos, enquanto os gases inertes, como o árgon e o hélio, proporcionam um ambiente protetor. A escolha do gás é fundamental para obter uma junta soldada de alta qualidade.
Pontos-chave explicados:
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Finalidade dos gases na brasagem
- Os gases são utilizados na brasagem para criar uma atmosfera controlada que evita a oxidação, a incrustação e a acumulação de carbono (fuligem).
- A oxidação pode enfraquecer a junta e reduzir a qualidade do produto acabado.
- A utilização do gás ou da mistura de gases adequada permite obter um produto acabado limpo e brilhante.
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Gases de uso comum
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Hidrogénio (H2):
- Actua como um agente ativo para a redução de óxidos metálicos.
- Normalmente utilizado em processos de brasagem para produzir uma superfície limpa e sem óxido.
- Frequentemente utilizado em combinação com outros gases inertes.
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Nitrogénio (N2):
- Elimina o ar/oxigénio da atmosfera do forno, evitando a oxidação.
- Particularmente eficaz para a brasagem de cobre.
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Árgon (Ar) e Hélio (He):
- Gases inertes que proporcionam uma atmosfera protetora, evitando reacções com os metais de base.
- Utilizado na brasagem de metais e cerâmicas em que é essencial um ambiente não reativo.
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Misturas de gases:
- São frequentemente utilizadas misturas de hidrogénio e azoto ou outros gases inertes para adaptar a atmosfera a requisitos específicos de brasagem.
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Hidrogénio (H2):
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Atmosferas especializadas
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Amoníaco dissociado:
- Mistura de hidrogénio e azoto produzida pela dissociação do amoníaco.
- Proporciona uma atmosfera redutora, ideal para evitar a oxidação.
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Gases exotérmicos e endotérmicos:
- Estes são gerados pela queima de gás natural ou propano com ar.
- Utilizado em aplicações de brasagem específicas em que é necessária uma atmosfera reactiva controlada.
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Vácuo:
- Nalguns casos, é utilizado o vácuo em vez de uma atmosfera gasosa para eliminar totalmente a oxidação.
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Amoníaco dissociado:
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Factores que influenciam a seleção do gás
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Compatibilidade de materiais:
- O tipo de metal de base e de metal de adição utilizado determina o gás adequado. Por exemplo, o hidrogénio é adequado para a redução de óxidos no aço, enquanto o azoto é melhor para o cobre.
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Acabamento de superfície pretendido:
- Um acabamento brilhante e limpo requer um gás que reduza eficazmente os óxidos, como o hidrogénio ou o amoníaco dissociado.
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Requisitos do processo:
- A temperatura de brasagem, a conceção do forno e a configuração da junta influenciam a escolha do gás.
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Compatibilidade de materiais:
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Componentes indesejáveis em atmosferas de brasagem
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Oxigénio (O2):
- Provoca oxidação, o que enfraquece a junta e degrada o acabamento da superfície.
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Vapor de água (H2O):
- Inibe o fluxo da brasagem e pode levar a uma má qualidade da junta, exceto em aplicações específicas de brasagem de cobre, em que pode ser benéfico.
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Oxigénio (O2):
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Aplicações de gases específicos
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Hidrogénio:
- Utilizado na brasagem de aço inoxidável, ligas de níquel e outros metais propensos à oxidação.
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Azoto:
- Ideal para a brasagem de cobre e ligas de cobre.
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Árgon e hélio:
- Utilizado na brasagem a alta temperatura de metais reactivos como o titânio e na brasagem de cerâmica a metal.
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Hidrogénio:
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Considerações de segurança
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Hidrogénio:
- Altamente inflamável e requer um manuseamento cuidadoso e equipamento concebido para a utilização de hidrogénio.
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Gases inertes:
- Embora não sejam reactivos, podem deslocar o oxigénio em espaços confinados, representando um risco de asfixia.
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Hidrogénio:
Em resumo, os gases utilizados na brasagem são selecionados com base na sua capacidade de criar uma atmosfera controlada que evita a oxidação e assegura uma junta forte e limpa. O hidrogénio, o nitrogénio, o árgon, o hélio e as suas misturas são os gases mais utilizados, cada um oferecendo benefícios únicos, dependendo dos materiais e dos requisitos do processo. A escolha do gás é fundamental para alcançar o resultado de brasagem desejado e as considerações de segurança devem ser sempre tidas em conta ao manusear estes gases.
Quadro de resumo:
| Tipo de gás | Propriedades principais | Aplicações comuns |
|---|---|---|
| Hidrogénio (H2) | Reduz os óxidos metálicos, assegura uma superfície limpa | Aço inoxidável, ligas de níquel |
| Azoto (N2) | Desloca o oxigénio, evita a oxidação | Cobre e ligas de cobre |
| Árgon (Ar) | Inerte, proporciona uma atmosfera protetora | Metais reactivos (por exemplo, titânio), brasagem cerâmica-metal |
| Hélio (He) | Inerte, elevada condutividade térmica | Brasagem a alta temperatura de metais reactivos |
| Misturas | Misturas personalizáveis (por exemplo, H2 + N2) | Adaptado a requisitos específicos de brasagem |
| Amoníaco desassociado | Mistura de hidrogénio + azoto, reduz a oxidação | Prevenção da oxidação em vários metais |
| Vácuo | Elimina totalmente a oxidação | Aplicações de brasagem de alta precisão |
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