Brasagem por indução na prática: solda suave, brasagem forte e brasagem a alta temperatura numa visão geral

Os metais podem ser unidos metalurgicamente através do aquecimento por indução. Em combinação com metais de adição de brasagem forte ou solda suave, obtêm-se uniões soldadas limpas e de elevada resistência. Graças à adaptabilidade da indução e dos materiais de adição, é possível unir com segurança materiais ferromagnéticos e não ferromagnéticos. Os nossos equipamentos estão preparados para processos de soldadura automatizados e manuais, constituindo assim uma solução fiável tanto para produção unitária como em série.

Visão geral dos processos

Distinguimos três processos. A escolha depende do material, da janela de temperatura, dos requisitos de resistência e da geometria da peça.

Solda suave

A solda suave realiza-se abaixo de aproximadamente 450 graus Celsius. As soldas típicas são à base de estanho, por exemplo estanho-cobre ou estanho-prata. O aporte térmico é reduzido, preservando as peças. A solda suave é adequada para ligações elétricas, invólucros, componentes de parede fina e materiais com temperaturas de serviço baixas. É necessária uma superfície limpa, uma folga de junta adequada e um fundente apropriado. Com a indução, o calor é aplicado com precisão na zona de soldadura, o tempo de ciclo mantém-se curto e a deformação das peças é reduzida.

Brasagem forte

A brasagem forte situa-se numa gama de aproximadamente 450 a 900 graus Celsius. São utilizadas soldas à base de prata, soldas de cobre-fósforo para materiais de cobre ou soldas especiais ligadas com manganês ou níquel para materiais de difícil molhagem. A brasagem forte é o padrão para uniões de elevada resistência, estanques e visualmente de alta qualidade. Com a indução, as tolerâncias da folga podem ser mantidas estreitas e o processo controlado com precisão. O efeito capilar é favorecido por uma folga de junta tipicamente de 0,02 a 0,08 milímetros; o tempo acima do líquidus é curto, frequentemente 10 a 60 segundos, dependendo da massa e do acoplamento.

Brasagem a alta temperatura

A brasagem a alta temperatura começa a partir de aproximadamente 900 graus Celsius. Utilizam-se habitualmente soldas à base de níquel ou soldas de cobre ou ativas para cerâmica, materiais duros e metal duro. O processo é preferencialmente realizado sob gás de proteção ou vácuo para evitar a oxidação e melhorar a molhagem. A indução permite tempos de aquecimento curtos e uma temperatura de pico precisa; as superfícies das peças permanecem limpas, reduzindo o retrabalho.

Brasagem de metal duro

Os metais duros possuem um elevado teor de carbonetos metálicos, geralmente carboneto de tungsténio. Devido à sua resistência ao desgaste, são soldados sobre um aço de suporte para melhorar as propriedades da ferramenta. Os carbonetos apresentam fragilidades na molhabilidade, pelo que se utilizam frequentemente soldas à base de prata com teor de manganês ou variantes com níquel. Na prática, o seguinte procedimento tem-se revelado eficaz:

• Manter a folga de junta estreita, faixa alvo típica de 0,02 a 0,05 milímetros, uniforme em toda a superfície de união
• Pré-aquecimento para redução de tensões, aquecimento uniforme do metal duro e do suporte, limitando o gradiente de temperatura
• Utilizar peças pré-formadas de solda, anéis ou peças estampadas, para definir a quantidade de solda e controlar o comportamento de fluxo
• Utilizar um fundente adequado à liga ou realizar o processo sob gás de proteção ou vácuo
• Tempo de permanência curto acima do líquidus, seguido de um arrefecimento controlado para minimizar as tensões

Com a indução, o aporte térmico permanece local, a zona de união aquece de forma rápida e controlada, reduzindo a deformação e o risco de fissuras. Se desejado, a evolução da temperatura pode ser monitorizada e documentada através de pirómetro.

Brasagem de PCD e PCBN

O PCD e o PCBN são sensíveis ao sobreaquecimento local. Por isso, o controlo preciso da temperatura da indução constitui uma clara vantagem em relação à chama. O objetivo é um tempo de permanência curto e reprodutível acima do líquidus, com a menor carga térmica possível sobre os materiais de corte. As medidas comprovadas são:

• Conceber a forma do indutor de modo a que a potência de aquecimento cubra exatamente a zona de união
• Utilizar gás de proteção ou vácuo para proteger as superfícies e garantir a molhagem
• Tempo de permanência curto acima do líquidus, seguido de um arrefecimento definido para evitar tensões
• Peças pré-formadas ou fita de solda para uma quantidade constante de material de adição e uniões limpas

O aquecimento rápido e local da indução evita pontos quentes no PCD ou PCBN. Ao mesmo tempo, a zona de união permanece o tempo suficiente na janela do processo para obter uma molhagem fiável e elevada resistência.

Como planear um processo de soldadura estável

• Definir o emparelhamento de materiais, preparar as superfícies, desengordurar e remover óxidos
• Selecionar a solda de acordo com a temperatura de serviço, resistência, molhabilidade e resistência a meios
• Fixar a geometria da folga, garantir o efeito capilar, superfícies de união planas e ajustadas
• Conceber o indutor de acordo com a peça e a acessibilidade, manter constante a distância de acoplamento
• Controlar o processo com potência regulada, medição de temperatura e tempo de permanência documentado
• Garantir a qualidade através de inspeção visual, corte macrográfico, ensaio de tração ou corte, ou teste de estanquicidade

Perguntas frequentes sobre brasagem por indução

Qual é a folga de junta ideal?

Para soldas à base de prata em brasagem forte, são tipicamente adequados 0,02 a 0,08 milímetros. Em cobre-fósforo sobre cobre aplicam-se valores semelhantes. As soldas à base de níquel em brasagem a alta temperatura trabalham frequentemente com 0,02 a 0,05 milímetros. O decisivo é uma geometria de folga uniforme.

Preciso de fundente ou gás de proteção?

Em muitas aplicações, um fundente adequado é suficiente. Para emparelhamentos exigentes, metal duro ou superfícies sensíveis, recomenda-se gás de proteção ou vácuo. O objetivo é uma superfície limpa e uma molhagem estável.

Como evito fissuras no metal duro?

Limitando os gradientes de temperatura, pré-aquecendo, mantendo folgas estreitas e uniformes, tempos de permanência curtos e um arrefecimento com baixa tensão. Um material de adição adequado, por exemplo com teor de manganês, melhora a molhagem.

Como protejo o PCD e o PCBN do sobreaquecimento?

Concentrando a potência do indutor na zona de união, escolhendo um tempo de permanência curto e monitorizando a temperatura. Peças pré-formadas ou fita garantem uma quantidade constante de material de adição.

Quando devo utilizar a brasagem a alta temperatura?

Quando as temperaturas de serviço, a resistência a meios ou os emparelhamentos de materiais o exigirem, por exemplo soldas à base de níquel para uniões muito solicitadas ou soldas ativas para cerâmica e materiais duros. Preferencialmente sob gás de proteção ou vácuo.

Está a planear um processo de soldadura por indução? Ajudamo-lo na escolha da solda, na conceção do indutor e na validação do processo até que este funcione de forma fiável.