Tuesday, October 4th, 2022

Metodi di brasatura

La brasatura è il principale metodo di saldatura per la fabbricazione degli impianti di condizionamento. Condizionatori, scambiatori di calore, circuiti di raffreddamento contengono centinaia di giunti brasati. Questa serve ad unire tubi, curve, valvole. La brasatura può unire giunti nello stesso materiale o di materiali simili con spessori, larghezze e tipologie di metallo molto differenti tra loro e con differenti intervalli di temperatura du fusione.

La brasatura è utilizzata nell’industria perché è sicuramente più economica di qualunque altro sistema per creare giunti resistenti e a prova di perdita.

Nel la produzione e nel condizionamento delle macchine le perdite (sopratutto le micro fessurazioni) sono un problema molto critico soprattutto quando stiamo parlando di ambienti nei quali circolano gas,  liquidi raffreddamento, acqua o vapore.

Noi definiamo la brasatura quella tecnologia per la quale vengono saldati due metalli con un terzo (metallo di apporto) avente una temperatura di fusione superiore ai 450°, ma comunque di gran lunga inferiore a quella dei metalli da unire.

Il processo di brasatura prevede  il riscaldamento dei due metalli base fino al raggiungimento della temperatura di fusione del metallo di apporto, che applicato nella zona preriscaldata fonderá e penetrerá capillarmente nel giunto da saldare. Una volta raffreddato il giunto costituirá un forte legame metallurgico tra il metallo di apporto e i metalli base.

La principale caratteristica del giunto brasato è la  grande resistenza meccanica ottenuta ad una temperatura relativamente bassa per ciascun processo produttivo. Normalmente un giunto brasato correttamente ha una resistenza meccanica superiore a quella dei metalli base coinvolti.

Un giunto brasato si”fa da solo”, nel senso che la penetrazione capillare, più della abilita tecnica del saldatore, che determina le caratteristiche del giunto saldobrasato. In ogni caso e opportuno rispettare alcune regole fondamentali.

1° step. Buona fit e interferenza funzionale

La miglior interferenza tra le due parti metalliche che costituiscono un giunto e tra 0,05 e 0,2 mm, e comunque non oltre 0,25 mm. Se inferiore a 0,05 mm il metallo fuso di apporto potrebbe non essere in grado di svolgere la sua azione di penetrazione capillare. Se superiore a 0,25 invece potrebbe causare un incompleto riempimento del giunto da parte del metallo di apporto.

Nel settore del condizionamento il problema della interferenza dei giunti da saldare è un problema molto sentito. Questa viene predeterminata in fase di progettazione in maniera tale da evitare ogni tipo di problemi. Molto frequentemente si predilige l’utilizzo di giunti a “tazza”; ovvero il giunto viene progettato in maniera che una delle due estremità del tubo entri nelle estremità (debitamente allargate) dell’altro. In questo modo la maggior parte dei problemi dovrebbero essere risolti. Ad ogni buon conto è opportuno tenere alcune regole pratiche.

  • I tagli dei tubi devono essere eseguiti a 90° evitando deformazioni nel tubo che va tagliato. Normalmente questo succede quando vengono utilizzati utensili di taglio non funzionali (il primo che trovo)
  • Inserire il tubo tagliato nel raccordo per verificare che non ci siano ostacoli o che al contrario abbia del gioco.
  • Le estremità dei tubi devono essere pulite da eventuali trucioli conseguenza del taglio (in commercio si trovano innumerevoli utensili per questo scopo).

Normalmente in questo settore produttivo la maggioranza delle saldature sono rame con rame e quindi il coefficiente di espansione non deve destare particolare preoccupazioni. In caso di giunti da eseguire con metalli differenti in fase di progettazione è indispensabile valutare i differenti coefficienti di espansione dei metalli coinvolti. I metalli non ferrosi infatti hanno una dilatazione maggiore rispetto a quelli ferrosi. L’effetto più problematico della dilatazione dei metalli durante il riscaldamento è la conseguente riduzione della interferenza; sarà necessario, in questi casi, utilizzare una interferenza iniziale superiore. Diversamente qualora l’interferenza subisce un aumento in conseguenza del riscaldo, quest’ultima andrà ridotta, fino a prevedere una difficolta nel montaggio del tubo e del suo raccordo, che preveda un montaggio financo a “forza”.

 2º step. Pulizia dei metalli base

L’azione capillare della saldobrasatura viene ostacolata dalla mancata pulizia della superficie dei metalli coinvolti. Se i metalli base sono contaminati da olio, grasso, impurità di ogni genere il metallo di apporto non potrà aderire correttamente alle superfici dei metalli base e la saldatura del giunto fallirà sicuramente. Nonostante nella fabbricazione dei condizionatori normalmente si lavora con metalli puliti, questo non esclude la possibilità che nel corso delle altre fasi di lavorazione possano inquinarsi. Si deve quindi porre la massima attenzione alla pulizia delle parti da saldare per essere sicuri di ottenere un giunto a prova di perdita. Olii e grassi possono essere rimossi con diluenti o prodotti sgrassanti; eventuali parti ossidate con strumenti abrasivi di qualunque genere, purchè non troppo aggressivi. Una volta eseguita questa operazione e consigliabile procedere immediatamente alla brasatura del giunto per evitare successive contaminazioni o ossidazioni.

3º step. Disossidanti

Il disossidante e un composto chimico molto importante nel processo brasatura, molto spesso trascurato o ignorato. Fornito liquido, in pasta o in polvere a seconda del processo produttivo utilizzato, deve essere applicato prima di iniziare il processo di brasatura. La sua funzione é quella proteggere la superficie dei metalli base dall’ossidazione che si genera non appena si iniza il loro riscaldamento. Il disossidante si scioglie e diventa attivo durante la brasatura assorbendo gli ossidi e favorendo l’azione capillare del metallo di apporto. La scelta del disossidante più appropriato e fondamentale nella buona riuscita della brasatura del giunto (a tal fine si rimanda all’articolo “I disossidanti: caratteristiche ed utilizzo”)

Nel settore del condizionamento giuoca un ruolo meno importante vista la preminenza delle saldature rame-rame. In questo caso infatti l’uso del disossidante può essere eliminato utilizzando quali metalli di apporto le leghe di rame fosforo oppure di rame fosforo e argento(Silverfos e Fos). In questo caso infatti l’azione del flussante  viene svolta dal fosforo che agisce nella rimozione dell’ossidazione e favorisce la penetrazione del metalli di apporto nel giunto da saldare.

Questo tipo di leghe non devono pero essere utilizzate nelle saldature rame-acciao. In questo caso infatti il fosforo a contatto con l’acciaio causa la creazione di composti intermetallici molto fragili  che determinerebbero la rottura o crepatura del giunto saldato, vanificando il lavoro effettuato.

La saldatura rame ottone sempre più spesso viene eseguita con l’impiego di simili leghe, sopratutto per una questione di contenimento dei costi. Ove succeda, compatibilmente con le caratteristiche che deve avere il giunto saldato, può essere tranquillamente effettuata con una simile tipologia di leghe, ma richiede l’uso di un disossidante specifico (Brasflux o disossidante FCu).

Il disossidante può essere applicato sui componenti da saldare con un pennello o può essere applicato contemporaneamente al metallo di apporto (lega rivestita: Fluxalloy e Saldflow). In questo caso una corretta tecnica di brasatura e fondamentale  per evitare che il disossidante venga disperso prima che inizi la sua fase di esercizio.

4º step. Assemblaggio

Prima di iniziare la fase di riscaldamento e necessario accoppiare i componenti da saldare in maniera corretta. In questo settore, per la natura dei componenti da saldare (tubi, curve e giunto), questo non è un elemento critico come invece lo invece in altri. Ad ogni modo è indispensabile adottare tutte le cautele del caso per un corretto montaggio. Verificando preliminarmente se gli accoppiamenti sono corretti.

Verificare che l’inserimento di un componente nell’altro sia avventa completamente. Buona regola è che la lunghezza (profonditá) dell’inserimento sia pari almeno al diametro interno del tubo innestato.

5º step. Metodo di riscaldando

In questo settore produttivo si utilizza ancora prevalentemente la saldatura manuale. In alcuni casi e possibile che vengano utilizzate delle giostre automatizzate, ma solo quando il grado di standardizzazione del processo e molto elevato.

I gas prevalentemente utilizzati sono ossigeno e acetilene, ma anche talvolta il propano quando associato all’utilizzo del gasflux.

In ogni caso e consigliabile l’utilizzo di una fiamma riducente

Figura 1 – Fiamma carburante

Figura 2 – Fiamma ossidante

Figura 3 – Fiamma riducente

I gas prevalentemente utilizzati sono acetilene, propano, metano miscelati con l’ossigeno danno corpo alla fiamma e possono essere utilizzati anche con il disossidante liquido del tipo BW13 – BW24 prodotti ad alta concentrazione, ATOX13 – ATOX24 prodotto atossico a bassa concentrazione, prodotti da Saldflux (Tel.+390290781812 E-mail info@saldflux.com).