Quais materiais são usados ​​na brasagem de alta temperatura? Componentes essenciais para ligação por calor extremo

A brasagem a alta temperatura é um processo de união especializado utilizado para unir materiais a temperaturas elevadas, normalmente acima de 450°C (842°F).Este processo requer materiais que possam suportar calor extremo, mantendo a integridade estrutural e formando ligações fortes.Os materiais utilizados na brasagem a alta temperatura incluem metais de base, metais de adição e fluxo ou atmosferas de proteção.Os metais de base são os materiais que estão a ser unidos, como o aço inoxidável, as ligas de níquel ou a cerâmica.Os metais de enchimento, que fundem a uma temperatura inferior à dos metais de base, são cruciais para formar a ligação e incluem frequentemente ligas como o níquel, a prata ou composições à base de ouro.O fluxo ou as atmosferas de proteção são utilizados para evitar a oxidação e assegurar uma superfície limpa para a ligação.A escolha dos materiais depende da aplicação específica, dos requisitos de temperatura e das propriedades desejadas da junta.

Pontos-chave explicados:

1. Metais de base na brasagem a alta temperatura:

   • Os metais de base são os principais materiais a serem unidos durante a brasagem a alta temperatura.Os metais de base comuns incluem:
     • Aço inoxidável:Conhecido pela sua resistência à corrosão e força, o aço inoxidável é amplamente utilizado em aplicações de alta temperatura, como a indústria aeroespacial e a produção de energia.
     • Ligas de níquel:Estas ligas são favorecidas pela sua capacidade de resistir a temperaturas extremas e a ambientes corrosivos, o que as torna ideais para turbinas de gás e equipamento de processamento químico.
     • Ligas de titânio:Leves e resistentes, as ligas de titânio são utilizadas em aplicações aeroespaciais e médicas em que a relação resistência/peso é fundamental.
     • Cerâmica:As cerâmicas avançadas são utilizadas em aplicações especializadas devido à sua capacidade de resistir a temperaturas muito elevadas e a ambientes agressivos.

2. Metais de enchimento para brasagem a alta temperatura:

   • Os metais de adição são essenciais para criar a ligação entre os metais de base.Devem ter um ponto de fusão inferior ao dos metais de base, mas suficientemente elevado para garantir a durabilidade em ambientes de alta temperatura.Os metais de adição mais comuns incluem:
     • Ligas à base de níquel:Estes são os metais de adição mais utilizados para a brasagem a alta temperatura devido à sua excelente força e resistência à oxidação a temperaturas elevadas.Os exemplos incluem as ligas de níquel-crómio, níquel-fósforo e níquel-boro.
     • Ligas à base de prata:As cargas à base de prata são utilizadas quando é necessária uma elevada condutividade térmica e eléctrica.São frequentemente utilizados em aplicações electrónicas e eléctricas.
     • Ligas à base de ouro:Os enchimentos à base de ouro são utilizados em aplicações especializadas, tais como dispositivos aeroespaciais e médicos, em que a elevada fiabilidade e a resistência à corrosão são fundamentais.
     • Ligas à base de cobre:São utilizados em aplicações que requerem uma elevada condutividade térmica e uma resistência moderada.

3. Fluxo e atmosferas de proteção:

   • Para garantir uma superfície limpa e sem oxidação para a brasagem, são utilizados fluxos ou atmosferas de proteção:
     • Fluxo:Um composto químico aplicado na área da junta para remover óxidos e evitar a sua formação durante o processo de brasagem.Os fluxos para brasagem a alta temperatura são tipicamente à base de borato ou fluoreto.
     • Atmosferas de proteção:São utilizados gases inertes, como o árgon ou o azoto, ou gases redutores, como o hidrogénio, para criar um ambiente sem oxigénio.A brasagem a vácuo é outro método em que o processo ocorre numa câmara de vácuo para eliminar a oxidação.

4. Aplicações da brasagem a alta temperatura:

   • A brasagem a alta temperatura é utilizada nas indústrias em que os componentes têm de suportar condições extremas:
     • Aeroespacial:União de lâminas de turbinas, permutadores de calor e outros componentes críticos.
     • Geração de energia:Fabrico de turbinas a gás, permutadores de calor e componentes para reactores nucleares.
     • Automóvel:Produção de sistemas de escape e turbocompressores.
     • Dispositivos médicos:Criação de implantes e instrumentos cirúrgicos que exigem elevada precisão e fiabilidade.

5. Factores que influenciam a seleção de materiais:

   • A escolha dos materiais para a brasagem a alta temperatura depende de vários factores:
     • Temperatura de funcionamento:Os materiais devem suportar a temperatura máxima da aplicação.
     • Propriedades mecânicas:A força, a ductilidade e a resistência à fadiga são fundamentais para o desempenho da junta.
     • Resistência à corrosão:Especialmente importante em ambientes agressivos como o processamento químico ou aplicações marítimas.
     • Compatibilidade de expansão térmica:Os metais de base e de adição devem ter coeficientes de expansão térmica semelhantes para evitar tensões e fissuras.

Ao selecionar cuidadosamente os metais de base, os metais de adição e as medidas de proteção, a brasagem a alta temperatura pode produzir juntas fortes e fiáveis, capazes de suportar condições extremas.Este processo é essencial para o fabrico avançado em indústrias onde o desempenho e a durabilidade são fundamentais.

Tabela de resumo:

Tipo de material	Exemplos	Propriedades principais
Metais de base	Aço inoxidável, ligas de níquel, titânio, cerâmica	Resistência à corrosão, força, leveza, tolerância a altas temperaturas
Metais de enchimento	À base de níquel, à base de prata, à base de ouro, cobre	Ponto de fusão inferior ao dos metais de base, força, resistência à oxidação, condutividade
Fluxo/Atmosferas	Fluxo à base de borato, árgon, hidrogénio, vácuo	Evita a oxidação, assegura superfícies de ligação limpas

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