Quais materiais são usados na soldagem por brasagem? Um Guia para Metais de Adição, Fluxos e Gases de Proteção

Embora o termo "soldagem por brasagem" não seja padrão, ele aponta para uma área comum de confusão entre dois processos de união de metais distintos, mas relacionados: soldagem e brasagem. A principal diferença reside nos materiais utilizados e como eles interagem com as peças a serem unidas. A brasagem usa um metal de adição que derrete a uma temperatura mais baixa do que os metais base, unindo-os como uma cola de alta resistência, enquanto a soldagem derrete os próprios metais base para fundi-los, muitas vezes com um metal de adição compatível.

A distinção mais crítica é esta: na brasagem, o metal base não derrete, apenas o metal de adição o faz. Na soldagem, o processo é projetado para derreter e fundir as bordas dos metais base, criando uma peça única e contínua. Essa diferença fundamental dita a escolha de todos os materiais envolvidos, desde os metais de adição até os fluxos e gases de proteção.

A Diferença Fundamental: Fusão vs. Molhagem

Compreender os materiais começa com a compreensão do mecanismo central de cada processo. Eles atingem o mesmo objetivo — unir metal — de maneiras fundamentalmente diferentes.

Como a Soldagem Funciona

A soldagem une materiais derretendo as peças de trabalho na junta. Uma poça de fusão é formada a partir dos metais base, que esfria para formar uma ligação forte e fundida.

Frequentemente, um material de adição é adicionado a essa poça de fusão para adicionar resistência ou preencher lacunas. O princípio chave é que o material de adição deve ser metalurgicamente compatível com os metais base, pois todos se misturam em estado líquido.

Como a Brasagem Funciona

A brasagem une metais usando um metal de adição que tem um ponto de fusão abaixo do dos metais base a serem unidos (especificamente, acima de 450°C ou 842°F). Os metais base são aquecidos, mas nunca derretem.

O metal de adição de brasagem fundido flui entre as superfícies bem ajustadas da junta através de um processo chamado ação capilar. Ele funciona como um adesivo metálico, criando uma ligação metalúrgica após o resfriamento sem alterar os metais base.

Materiais Usados na Brasagem

A brasagem depende de dois materiais chave trabalhando em conjunto: um metal de adição e um fluxo.

Metais de Adição para Brasagem

Os metais de adição para brasagem são ligas projetadas com temperaturas de fusão e características de fluxo específicas. As famílias comuns incluem:

• Ligas de Prata: Usadas para unir a maioria dos metais ferrosos e não ferrosos, excluindo alumínio e magnésio. Oferecem alta resistência e ductilidade.
• Ligas de Cobre e Cobre-Fósforo: Usadas principalmente para unir cobre, latão e bronze. O fósforo atua como um agente de fluxo ao unir cobre com cobre, eliminando a necessidade de fluxo separado.
• Ligas de Alumínio-Silício: Usadas especificamente para brasagem de ligas de alumínio. Sua temperatura de fusão é ligeiramente inferior à dos metais base de alumínio.
• Ligas de Níquel: Escolhidas para aplicações de alta temperatura e união de aços inoxidáveis ou ligas resistentes ao calor, oferecendo resistência superior e resistência à corrosão.

O Papel do Fluxo

O Fluxo é um composto químico aplicado à junta antes do aquecimento. Seu propósito é limpar as superfícies, protegê-las da oxidação durante o aquecimento e ajudar o metal de adição fundido a "molhar" e fluir suavemente sobre os metais base. É um material crítico para uma brasagem bem-sucedida.

Materiais Usados na Soldagem

Os materiais de soldagem, muitas vezes chamados de consumíveis, incluem metais de adição e, em muitos processos, gases de proteção.

Materiais de Adição para Soldagem

A regra principal na soldagem é que o material de adição deve ser compatível com o metal base. Você solda aço com uma vareta de adição de aço e alumínio com um arame de adição de alumínio.

• Eletrodos (Varetas): Usados na Soldagem por Arco Elétrico com Eletrodo Revestido (SMAW), são varetas metálicas revestidas de fluxo. O fluxo queima para criar um gás de proteção e forma uma camada de escória sobre a solda acabada para protegê-la enquanto esfria.
• Carretéis de Arame: Usados na soldagem MIG (GMAW) e Flux-Cored (FCAW). Uma máquina alimenta continuamente este arame na poça de fusão. Alguns arames são sólidos e requerem um gás de proteção separado, enquanto outros têm um núcleo de fluxo.
• Varetas de Comprimento Cortado: Usadas na soldagem TIG (GTAW). São varetas de adição nuas que o soldador mergulha manualmente na poça de fusão.

Gases de Proteção

Na soldagem MIG e TIG, o gás de proteção é um material crítico alimentado através da tocha de soldagem. Seu único propósito é proteger a poça de fusão do oxigênio, nitrogênio e vapor de água na atmosfera, que de outra forma contaminariam e enfraqueceriam a solda.

Os gases de proteção comuns incluem Argônio, Hélio, Dióxido de Carbono (CO2), ou várias misturas desses gases, selecionados com base no metal a ser soldado e no desempenho desejado.

Compreendendo as Vantagens e Desvantagens

A escolha entre esses processos é uma questão de vantagens e desvantagens de engenharia diretamente ligadas aos materiais e seu comportamento.

Resistência da Junta e Temperatura

A soldagem funde os metais base, geralmente criando uma junta que é tão forte ou mais forte do que o material original e pode suportar temperaturas muito altas. A resistência e o limite de temperatura de uma junta brasada são determinados pelo metal de adição, que é inerentemente mais fraco e tem um ponto de fusão mais baixo do que o metal base.

Impacto nos Metais Base

O calor intenso e localizado da soldagem cria uma Zona Afetada pelo Calor (ZAC), que pode alterar as propriedades mecânicas, como dureza e ductilidade, do metal base ao redor da solda. A brasagem usa temperaturas muito mais baixas, distribuindo o calor de forma mais ampla e minimizando a distorção térmica ou danos aos metais base.

União de Metais Dissimilares

A brasagem se destaca na união de metais dissimilares (por exemplo, cobre com aço). Como os metais base não derretem, você só precisa encontrar um metal de adição que seja metalurgicamente compatível com ambos. A soldagem de metais dissimilares é extremamente difícil e muitas vezes impossível devido a pontos de fusão, químicas e taxas de expansão incompatíveis.

Complexidade do Processo e Acabamento

As juntas brasadas são frequentemente mais limpas, mais precisas e exigem pouca ou nenhuma retificação ou acabamento pós-processo. A soldagem pode produzir respingos e um cordão mais áspero que frequentemente requer limpeza por razões estéticas ou funcionais.

Como Escolher o Processo Certo

O objetivo do seu projeto determinará qual processo e materiais são a escolha correta.

• Se o seu foco principal é a máxima resistência da junta e desempenho em alta temperatura: Escolha a soldagem, garantindo que o metal de adição seja compatível com o seu metal base.
• Se o seu foco principal é unir metais dissimilares ou minimizar a distorção térmica: Escolha a brasagem, selecionando um metal de adição com a temperatura de fluxo e resistência apropriadas para a sua aplicação.
• Se o seu foco principal é unir componentes finos, delicados ou sensíveis ao calor: A menor entrada de calor da brasagem a torna a escolha mais segura e controlável.
• Se o seu foco principal é uma aparência limpa e acabada com processamento mínimo: A brasagem geralmente proporciona uma junta mais limpa que está pronta para uso logo após o resfriamento.

Compreender a função desses materiais permite que você selecione o processo que garante a integridade, resistência e desempenho do seu componente final.

Tabela Resumo:

Processo	Materiais Chave	Função Primária	Característica Chave
Brasagem	Metal de Adição (ex: Prata, ligas de Cobre), Fluxo	Une metais via ação capilar sem derreter os metais base.	Metais base não derretem; menor temperatura de processo.
Soldagem	Metal de Adição (ex: Eletrodos, Arame), Gás de Proteção (ex: Argônio)	Funde metais base derretendo-os juntos.	Metais base derretem; cria uma Zona Afetada pelo Calor (ZAC).

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