Classification des fers à souder, caractéristiques techniques et recommandations de sélection
Lors du choix de la soudure, vous devez être guidé par les principes suivants :
1) la température de fusion des pièces soudées doit être supérieure à la température de fusion de la soudure,
2) une bonne mouillabilité du matériau de base doit être assurée,
3) les valeurs des coefficients de dilatation thermique du matériau de base et de la soudure doivent également être proches,
4) la plus faible toxicité de la soudure,
5) la soudure ne doit pas violer les propriétés mécaniques du matériau de base et former avec lui une paire galvanique, ce qui entraîne une corrosion intense pendant le fonctionnement,
6) les propriétés de la soudure doivent répondre aux exigences techniques et opérationnelles de l'ensemble de la construction (résistance, conductivité électrique, résistance à la corrosion, résistance au froid, etc.),
7) les soudures avec un intervalle de cristallisation limité nécessitent la qualité de la préparation de surface pour la soudure et assurent un écart capillaire précis, avec de grands écarts, il est préférable d'utiliser des soudures composites,
8) les soudures à arrosage automatique, sans zinc ni autres métaux à haute pression de vapeur, conviennent le mieux au soudage sous vide et au soudage dans un environnement de gaz protecteur,
9) pour souder des pièces non métalliques, on utilise des soudures avec des additifs d'éléments ayant la plus grande affinité chimique (pour la céramique et le verre - avec du zirconium, du hafnium, de l'indium, du titane).
Les soudures sont classées selon plusieurs critères :
1. Par point de fusion :
a) basse température (Tm jusqu'à 450 degrés, à base de gallium, d'indium, d'étain, de bismuth, de zinc, de plomb et de cadmium): en particulier à fusion légère (Tm jusqu'à 145 degrés), à fusion basse (Tm = 145 .. 450 degrés );
b) haute température (Tm supérieure à 450 degrés, à base de cuivre, aluminium, nickel, argent, fer, cobalt, titane): fusion moyenne (Tm = 450 ... 1100 degrés), fusion élevée (Tm = 1100 ... 1850 degrés. ), réfractaire (Tm plus de 1850 degrés.).
2. Par type de fusion : fusion totale et partielle (composite, à partir de charge solide et partie à bas point de fusion).
3. Selon la méthode d'obtention de la soudure - prête et formée dans le processus de soudure (soudure réactive par contact). Dans le brasage réactif par contact, la soudure est produite en faisant fondre le métal de base, les entretoises (feuille), les revêtements ou en déplaçant le métal du flux.
4. Par l'élément chimique principal entrant dans la composition de la soudure (teneur supérieure à 50 %) : indium, gallium, étain, magnésium, zinc, aluminium, cuivre, argent, or, nickel, cobalt, fer, manganèse, palladium, titane, niobium, zirconium, vanadium, soudures mixtes de deux éléments.
5. Par la méthode de formation d'écoulement : fluxant et auto-coulant contenant du lithium, du bore, du potassium, du silicium, du sodium. Le flux est utilisé pour éliminer les oxydes et protéger les bords de l'oxydation.
6.Par technologie de production de soudure : pressée, étirée, estampée, laminée, coulée, frittée, amorphe, râpée.
7. Par type de soudure : bande, fil, tubulaire, bande, feuille, composite, poudre, pâte, tablette, incorporé.
Parmi les soudures à basse température, les plus courantes sont les soudures au plomb pour l'étain (Tm = 183 degrés avec une teneur en étain de 60%).La teneur en étain peut varier entre 30 ... 60%, Tm = 145 ... 400 degrés. Avec une teneur plus élevée en cet élément, la température de fusion diminue et la fluidité des alliages augmente.
Étant donné que l'alliage d'étain et de plomb est sujet à la désintégration et n'interagit pas bien avec les métaux lors de la soudure, des additifs d'alliage de zinc, d'aluminium, d'argent, de cadmium, d'antimoine et de cuivre sont introduits dans la composition de ces soudures.
Les composés de cadmium améliorent les propriétés des soudures, mais ils ont une toxicité accrue. Les soudures à haute teneur en zinc sont utilisées pour le soudage des métaux non ferreux - alliages de cuivre, d'aluminium, de laiton et de zinc. Les soudures à l'étain résistent à la chaleur jusqu'à une température d'environ 100 degrés, le plomb jusqu'à 200 degrés. Le plomb se corrode également rapidement dans les climats tropicaux.
Les soudures à plus basse température sont des formulations contenant du gallium (Tm = 29°). La soudure étain-gallium a Tm = 20 degrés.
Les soudures au bismuth ont Tm = 46 … 167 degrés. De telles soudures augmentent de volume lors de la solidification.
Le point de fusion de l'indium est de 155 degrés. Soudures à l'indium Ils sont utilisés pour souder des matériaux avec différents coefficients de dilatation thermique (par exemple, de l'acier résistant à la corrosion avec du verre de quartz), car il a la propriété d'une grande plasticité.L'indium a une résistance à l'oxydation, une résistance à la corrosion alcaline, une bonne conductivité électrique et thermique et une mouillabilité.
Parmi les soudures haute température, les plus fusibles sont les composés à base de cuivre... Les soudures au cuivre sont utilisées pour le brasage de l'acier et de la fonte, du nickel et de ses alliages, ainsi que pour le brasage sous vide. Les soudures cuivre-phosphore (teneur en phosphore jusqu'à 7%) sont utilisées pour souder le cuivre comme alternative aux soudures à l'argent.
Ils ont des soudures de cuivre à plasticité plus élevée avec des additifs d'argent et de manganèse... Afin d'améliorer les propriétés mécaniques, des additifs de nickel, zinc, cobalt, fer, métaux alcalins, bore et silicium sont introduits.
Cuivre-zinc soudures plus réfractaires (Tm plus de 900 degrés. Avec la quantité de zinc jusqu'à 39%), utilisé pour le brasage des aciers au carbone et divers matériaux. La perte de zinc sous forme d'évaporation modifie les propriétés de la soudure et est nocive pour la santé, ainsi que les vapeurs de cadmium. Pour réduire cet effet, du silicium est introduit dans la soudure.
Brasures cuivre-nickel adaptées au brasage de pièces en aciers résistants à la corrosion. Le composant nickel augmente la Tm. Pour le réduire, du silicium, du bore et du manganèse sont introduits dans la soudure.
Les soudures à l'argent sont réalisées sous la forme d'un système « cuivre-argent » (Tm = 600 ... 860 degrés). Les soudures à l'argent contiennent des additifs qui réduisent la Tm (étain, cadmium, zinc) et augmentent la résistance des joints (manganèse et nickel). Les soudures à l'argent sont universelles et sont utilisées pour souder des métaux et des non-métaux.
Lors du soudage d'aciers résistants à la chaleur, utilisez des soudures pour le nickel du système "nickel-manganèse"... En plus du manganèse, ces soudures contiennent d'autres additifs qui augmentent la résistance à la chaleur: zirconium, niobium, hafnium, tungstène, cobalt, vanadium, silicium et le bore.
Le brasage de l'aluminium est effectué par des soudures d'aluminium avec l'ajout de cuivre, de zinc, d'argent et de réduction de silicium de Tm. Le dernier élément forme le système le plus résistant à la corrosion avec l'aluminium.
La soudure des métaux réfractaires (molybdène, niobium, tantale, vanadium) est réalisée avec des soudures haute température pures ou composites à base de zirconium, titane et vanadium. Brasage au tungstène produit à partir de soudures complexes des systèmes "titane-vanadium-niobium", "titane-zirconium-niobium", etc.
Les propriétés des soudures et leur composition chimique sont présentées dans les tableaux 1-6.
Tableau 1. Brasures à point de fusion ultra-faible
Tableau 2. Propriétés de certains alliages à basse température
Tableau 3. Propriétés des soudures à l'étain avec ajout d'argent / cuivre
Tableau 4 (partie 1) Propriétés des soudures pour l'étain et le plomb
Tableau 5. Propriétés des soudures à base d'indium, de plomb ou d'étain avec des additifs d'argent
Technologies de soudure sans plomb : soudures SAC et adhésifs conducteurs