La brasatura a induzione nella pratica: brasatura dolce, brasatura forte e brasatura ad alta temperatura in sintesi

I metalli possono essere uniti in modo metallurgico mediante il riscaldamento a induzione. In combinazione con leghe per brasatura forte o dolce si ottengono giunti brasati puliti e ad alta resistenza. Grazie all’adattabilità dell’induzione e dei materiali d’apporto, è possibile unire in modo sicuro materiali ferromagnetici e non ferromagnetici. I nostri impianti sono progettati per processi di brasatura automatizzati e manuali, e rappresentano quindi una soluzione affidabile sia per la produzione singola che in serie.

Panoramica dei processi

Distinguiamo tre processi. La scelta dipende dal materiale, dalla finestra di temperatura, dai requisiti di resistenza e dalla geometria del componente.

Brasatura dolce

La brasatura dolce avviene al di sotto di circa 450 gradi Celsius. Le leghe tipiche sono a base di stagno, ad esempio stagno-rame o stagno-argento. L’apporto di calore è basso, i componenti vengono preservati. La brasatura dolce è adatta a collegamenti elettrici, involucri, componenti a parete sottile e materiali con basse temperature di esercizio. È necessaria una superficie pulita, un traferro adeguato e un flussante idoneo. Con l’induzione il calore viene applicato in modo mirato nella zona di giunzione, i tempi ciclo restano brevi, le deformazioni dei componenti sono minime.

Brasatura forte

La brasatura forte si colloca in un intervallo di circa 450–900 gradi Celsius. Si utilizzano leghe a base di argento, leghe rame-fosforo per materiali in rame o leghe speciali legate con manganese o nichel per materiali difficili da bagnare. La brasatura forte è lo standard per giunti ad alta resistenza, a tenuta e di elevata qualità estetica. Con l’induzione è possibile mantenere strette le tolleranze del traferro e regolare con precisione il processo. L’azione capillare è favorita da un traferro tipicamente di 0,02–0,08 millimetri; il tempo di permanenza sopra il liquidus è breve, spesso 10–60 secondi, a seconda della massa e dell’accoppiamento.

Brasatura ad alta temperatura

La brasatura ad alta temperatura inizia a circa 900 gradi Celsius. Si utilizzano solitamente leghe a base di nichel o leghe di rame o attive per ceramica, materiali duri e metallo duro. Il processo viene preferibilmente eseguito in gas protettivo o vuoto per evitare l’ossidazione e migliorare la bagnabilità. L’induzione consente tempi di riscaldamento brevi e una temperatura di picco precisa, le superfici dei componenti restano pulite, la rilavorazione si riduce.

Brasatura del metallo duro

I metalli duri presentano un’elevata percentuale di carburi metallici, generalmente carburo di tungsteno. Grazie alla loro resistenza all’usura, vengono brasati su un supporto in acciaio per migliorare le proprietà dell’utensile. I carburi mostrano debolezze nella bagnabilità, per cui si utilizzano spesso leghe a base di argento con contenuto di manganese o varianti contenenti nichel. Nella pratica si è dimostrato efficace il seguente approccio:

• Mantenere il traferro stretto, intervallo target tipico 0,02–0,05 millimetri, uniforme su tutta la superficie di giunzione
• Preriscaldamento per ridurre le tensioni, riscaldamento uniforme di metallo duro e supporto, limitando il gradiente termico
• Utilizzare preforme di lega, anelli o pezzi stampati, per definire la quantità di lega e controllarne il flusso
• Utilizzare un flussante adatto alla lega oppure eseguire il processo in gas protettivo o vuoto
• Tempo di permanenza breve sopra il liquidus, seguito da un raffreddamento controllato per minimizzare le tensioni

Con l’induzione l’apporto di calore resta localizzato, la zona di giunzione si riscalda rapidamente e in modo controllato, riducendo deformazioni e rischio di cricche. Su richiesta, l’andamento della temperatura può essere monitorato e documentato tramite pirometro.

Brasatura di PCD e PCBN

Il PCD e il PCBN reagiscono in modo sensibile al surriscaldamento locale. Per questo il controllo preciso della temperatura dell’induzione rappresenta un chiaro vantaggio rispetto alla fiamma. L’obiettivo è un tempo di permanenza breve e riproducibile sopra il liquidus, con il minor carico termico possibile sui materiali da taglio. Le misure collaudate sono:

• Progettare la forma dell’induttore in modo che la potenza termica copra esattamente la zona di giunzione
• Utilizzare gas protettivo o vuoto per proteggere le superfici e garantire la bagnabilità
• Tempo di permanenza breve sopra il liquidus, seguito da un raffreddamento definito per evitare tensioni
• Preforme o foglio di lega per una quantità costante di materiale d’apporto e giunzioni pulite

Il riscaldamento rapido e localizzato dell’induzione evita punti caldi sul PCD o PCBN. Allo stesso tempo, la zona di giunzione resta sufficientemente a lungo nella finestra di processo per ottenere una bagnabilità affidabile e un’elevata resistenza.

Come pianificare un processo di brasatura stabile

• Definire l’abbinamento dei materiali, preparare le superfici, sgrassare e rimuovere gli ossidi
• Scegliere la lega in base a temperatura di esercizio, resistenza, bagnabilità e resistenza ai fluidi
• Definire la geometria del traferro, garantire l’azione capillare, superfici di giunzione piane e ben accoppiate
• Progettare l’induttore in base al componente e all’accessibilità, mantenere costante la distanza di accoppiamento
• Controllare il processo con potenza regolata, misurazione della temperatura e tempo di permanenza documentato
• Garantire la qualità tramite controllo visivo, sezione macrografica, prova di trazione o taglio, o prova di tenuta

FAQ sulla brasatura a induzione

Qual è il traferro ideale?

Per le leghe a base di argento nella brasatura forte sono tipicamente indicati 0,02–0,08 millimetri. Per rame-fosforo su rame si applicano valori simili. Le leghe a base di nichel nella brasatura ad alta temperatura lavorano spesso con 0,02–0,05 millimetri. Decisiva è una geometria del traferro uniforme.

Serve flussante o gas protettivo?

In molte applicazioni è sufficiente un flussante adeguato. Per abbinamenti impegnativi, metallo duro o superfici sensibili si consiglia gas protettivo o vuoto. L’obiettivo è una superficie pulita e una bagnabilità stabile.

Come evito le cricche nel metallo duro?

Limitando i gradienti termici, preriscaldando, mantenendo traferri stretti e uniformi, tempi di permanenza brevi e un raffreddamento a basso stress. Una lega adatta, ad esempio con contenuto di manganese, migliora la bagnabilità.

Come proteggo il PCD e il PCBN dal surriscaldamento?

Concentrando la potenza dell’induttore sulla zona di giunzione, scegliendo un tempo di permanenza breve e monitorando la temperatura. Preforme o foglio garantiscono una quantità costante di lega.

Quando utilizzo la brasatura ad alta temperatura?

Quando lo richiedono le temperature di esercizio, la resistenza ai fluidi o gli abbinamenti dei materiali, ad esempio leghe a base di nichel per giunti fortemente sollecitati o leghe attive per ceramica e materiali duri. Preferibilmente in gas protettivo o vuoto.

State pianificando un processo di brasatura a induzione? Vi supportiamo nella scelta della lega, nella progettazione dell’induttore e nella validazione del processo fino a un funzionamento affidabile.