Le brasage est un processus d'assemblage de métaux courant largement utilisé dans la climatisation, la réfrigération, le CVC, les pièces automobiles, l'électronique, les moteurs, les transformateurs, les échangeurs de chaleur et la fabrication d'équipements industriels. Contrairement au soudage conventionnel, le brasage ne fait généralement pas fondre le métal de base. Au lieu de cela, il chauffe et fait fondre un métal d’apport qui s’écoule par capillarité dans l’espace de joint et forme une connexion solide et étanche après refroidissement.
Pour les tubes en cuivre, les pièces en cuivre, les composants en acier et les joints métalliques différents, le brasage est une méthode d'assemblage très importante. Dans l’industrie de la climatisation et de la réfrigération, la plupart des connexions de tubes en cuivre sont réalisées par brasage.
1. Qu’est-ce que le brasage ?
Le brasage est un procédé qui utilise un métal d'apport dont le point de fusion est inférieur à celui du métal de base. Sous l'effet du chauffage, le métal d'apport fond et s'écoule dans l'espace entre les pièces. Après refroidissement, une couche de liaison se forme entre le métal d'apport et le métal de base, créant un joint solide.
En termes simples :
Brasage=chauffage de la pièce + fusion du métal d'apport + remplissage de l'espace de joint + refroidissement pour former une connexion.
Lors du brasage, le métal de base ne fond généralement pas. C'est l'une des principales différences entre le brasage et le soudage par fusion.
2. Principe de fonctionnement de base du brasage
Le brasage repose principalement sur trois facteurs clés pour réaliser la connexion.
1. Chauffage
La pièce à usiner est chauffée à une température appropriée à l'aide d'une flamme, d'un chauffage par induction, d'un four, d'un chauffage par résistance ou d'autres méthodes. Cette température doit être supérieure au point de fusion du métal d'apport mais inférieure au point de fusion du métal de base.
2. Fusion du métal d'apport
Lorsque la température atteint le point de fusion du métal d’apport, le métal d’apport fond et devient liquide.
3. Remplissage capillaire de l’espace commun
Le métal d'apport liquide s'écoule dans l'espace de joint par action capillaire et mouille et diffuse sur la surface du métal de base. Après refroidissement, le joint forme une connexion stable.
La qualité du brasage dépend fortement du contrôle de la température, du jeu des joints, de la propreté de la surface et de la sélection du métal d'apport.
3. Matériaux courants utilisés dans le brasage
Les matériaux courants dans le brasage comprennent le métal de base, le métal d'apport et le flux.
1. Métal commun
Le métal de base est le matériau à assembler. Les métaux communs courants comprennent :
- Cuivre
- Laiton
- Acier au carbone
- Acier inoxydable
- Aluminium
- Alliages de cuivre
- Combinaisons de métaux différentes
Dans le secteur de la climatisation et de la réfrigération, les applications les plus courantes sont les connexions cuivre-à-cuivre,-à-laiton et cuivre-à-acier.
2. Métal d’apport
Le métal d’apport est le matériau qui fond et remplit le joint lors du brasage. Les métaux d’apport courants comprennent :
- Métaux d'apport à base d'argent-
- Métaux d'apport en cuivre-phosphore
- Métaux d'apport en laiton
- Métaux d'apport à base d'aluminium-
- Métaux d'apport à base de nickel-
Différents métaux d'apport conviennent à différents matériaux et environnements de travail. Par exemple, les métaux d'apport en cuivre-phosphore sont couramment utilisés pour les connexions de tubes en cuivre. Lorsqu'une résistance, des performances d'étanchéité ou une résistance à la corrosion plus élevées sont requises, des métaux d'apport à base d'argent - peuvent être utilisés.
3. Flux
Le flux est utilisé pour éliminer les oxydes de surface métallique, améliorer le mouillage du métal d’apport et améliorer la qualité du brasage.
Le flux est couramment utilisé pour assembler le cuivre avec l’acier, l’acier inoxydable, le laiton et d’autres matériaux. Cependant, dans certaines applications de brasage cuivre-à-cuivre, un flux supplémentaire peut ne pas être nécessaire lorsque du métal d'apport contenant du phosphore-contenant du phosphore est utilisé.
4. Principaux types de brasage
Le brasage peut être divisé en plusieurs types selon la méthode de chauffage.
1. Brasage à la flamme
Le brasage à la flamme utilise une flamme de gaz pour chauffer la pièce. C'est une méthode traditionnelle et largement utilisée.
Avantages :
- Coût d’équipement réduit
- Fonctionnement flexible
- Convient aux travaux de production ou de réparation en petites séries-
Inconvénients :
- Fortement dépendant de l'expérience de l'opérateur
- Moins bonne cohérence de la température
- Stabilité limitée dans la production de masse
2. Brasage par induction
Le brasage par induction utilise l'induction électromagnétique pour chauffer localement et rapidement la pièce. Il convient à la production en série de tubes en cuivre, de transformateurs, de composants de moteurs et de joints métalliques.
Avantages :
- Vitesse de chauffage rapide
- Contrôle de température stable
- Petite zone affectée par la chaleur
- Bonne cohérence des joints
- Convient à la production automatisée
Pour les canalisations de climatisation, les joints de tubes en cuivre et la production en grand volume-, le brasage par induction offre des avantages évidents.
3. Brasage au four
Le brasage au four est effectué dans une atmosphère contrôlée-ou dans un four sous vide. Il convient à la production par lots à haute-cohérence.
Avantages :
- Température uniforme
- Bonne cohérence du produit
- Convient au traitement par lots de composants complexes
Inconvénients :
- Un investissement en équipement plus élevé
- Cycle de processus relativement plus long
- Ne convient pas à tous les gros composants ou aux applications de brasage localisées
4. Brasage par résistance
Le brasage par résistance génère de la chaleur en faisant passer un courant électrique à travers la zone de joint. Il convient à certaines connexions de petites pièces métalliques.
Avantages :
- Chauffage concentré
- Temps de cycle rapide
- Facile à intégrer dans un équipement automatisé
5. Principaux avantages du brasage
Le brasage est largement utilisé car il offre plusieurs avantages.
1. Adapté aux matériaux à parois fines-
Étant donné que le métal de base ne fond généralement pas, le brasage convient aux tubes en cuivre à paroi mince, aux pièces de précision et aux petits assemblages.
2. Force articulaire stable
Avec une conception de joint et des paramètres de processus appropriés, le brasage peut produire des connexions solides et fiables.
3. Bonnes performances d'étanchéité
Le métal d'apport remplit l'espace du joint et forme une structure étanche continue, ce qui rend le brasage idéal pour les conduites de réfrigérant, les conduites sous pression et les échangeurs de chaleur.
4. Convient pour l'assemblage de métaux différents
Le brasage peut joindre le cuivre à l’acier, le cuivre au laiton, le cuivre à l’acier inoxydable et d’autres combinaisons de métaux différents.
5. Convient à la production automatisée
Le brasage par induction, le brasage à la flamme automatisé et le brasage au four peuvent être combinés avec des systèmes automatiques d'alimentation, de positionnement et d'inspection pour une production en grand volume.
6. Applications courantes du brasage
Le brasage est utilisé dans un large éventail d’applications, notamment :
- Raccordements de tubes en cuivre pour climatisation
- Raccordement de canalisations de système de réfrigération
- Fabrication d'échangeurs de chaleur
- Connexions de canalisations autour des compresseurs
- Brasage de barres omnibus en cuivre pour transformateur
- Connexions des bobines du moteur
- Pipelines automobiles et fabrication de composants
- Assemblage d'outils, de fraises et de carbure
- Raccordements de pièces en acier inoxydable et en cuivre
Dans l’industrie de la climatisation et de la réfrigération, le brasage est principalement utilisé pour garantir les performances d’étanchéité des canalisations et la fiabilité du système.
7. Facteurs clés affectant la qualité du brasage
Le brasage peut paraître simple, mais des joints stables-de haute qualité nécessitent le contrôle de plusieurs facteurs.
1. Propreté des surfaces
L'huile, les couches d'oxyde, la poussière et l'humidité sur la surface de la pièce peuvent affecter le mouillage du métal d'apport, provoquant des joints faibles, une porosité ou des fuites.
Solutions :
- Dégraisser avant de braser
- Supprimer les couches d'oxyde
- Gardez le joint sec et propre
- Utiliser du flux si nécessaire
2. Autorisation conjointe
Le brasage repose sur l'action capillaire pour combler l'espace entre les joints. Si l’espace est trop grand, le métal d’apport risque de ne pas se remplir correctement. Si l'espace est trop petit, le métal d'apport risque de ne pas s'écouler suffisamment.
Solutions :
- Contrôler l'expansion et la réduction des dimensions
- Assurer un jeu d’assemblage constant
- Utiliser des accessoires appropriés pour le positionnement
- Inspecter les dimensions pendant la production de masse
3. Température de chauffage
Si la température est trop basse, le métal d’apport ne peut pas fondre et s’écouler correctement. Si la température est trop élevée, une surchauffe, une oxydation ou une dégradation du métal de base peut se produire.
Solutions :
- Réglez une température de chauffage appropriée
- Contrôler le temps de chauffage
- Utiliser des systèmes de surveillance de la température ou de contrôle automatique
- Définir des paramètres de processus dédiés pour différents matériaux
4. Sélection du métal d’apport
Le type de métal d’apport affecte la résistance des joints, la fluidité, la résistance à la corrosion et la température de service.
Solutions :
- Sélectionner le métal d'apport en fonction du métal de base
- Tenir compte de l'environnement d'exploitation du produit
- Sélectionnez le métal d'apport en fonction des exigences de résistance et d'étanchéité.
- Éviter les décalages entre le métal d'apport et le métal de base
5. Uniformité du chauffage
Un chauffage inégal peut entraîner un débit de métal d’apport insuffisant, un brasage incomplet ou une surchauffe locale.
Solutions :
- Optimiser la position de la flamme ou de la bobine d'induction
- Utilisez des luminaires dédiés pour un positionnement stable
- Évitez de chauffer uniquement le métal d’apport sans chauffer le métal de base
- Valider le processus pour les structures complexes
8. Défauts de brasage courants et causes
Les problèmes de brasage courants incluent :
1. Articulations faibles
Les causes possibles incluent une température insuffisante, des surfaces sales ou un mauvais écoulement du métal d'apport.
2. Brasage manquant
Ceci est généralement dû à un chauffage inégal, à un métal d’apport insuffisant ou à un jeu de joint inapproprié.
3. Porosité
La porosité peut résulter d'une contamination de la surface, de résidus d'humidité, d'une mauvaise utilisation du flux ou d'un chauffage trop rapide.
4. Surchauffe
Une température excessivement élevée ou un temps de chauffage trop long peuvent provoquer une grave oxydation, voire endommager le métal de base.
5. Fuite
Les fuites sont courantes dans les canalisations de réfrigération et sont généralement liées à un brasage incomplet, à un jeu de joint instable ou à un nettoyage insuffisant.
La clé pour réduire ces problèmes est d'établir des procédures stables pour le-nettoyage avant brasage, le positionnement de l'assemblage, le contrôle de la température et l'inspection après-brasage.
9. Quelle est la différence entre le brasage et le soudage ?
Beaucoup de gens confondent le brasage et le soudage conventionnel. La principale différence est :
- Brasage :Le métal de base ne fond généralement pas. Le métal d'apport fond et remplit le joint.
- Soudage:Le métal de base fond généralement localement et forme une connexion après refroidissement.
Le brasage est plus adapté aux pièces à paroi mince-, aux composants de précision, aux métaux différents et aux joints nécessitant de bonnes performances d'étanchéité. Le soudage conventionnel est plus adapté aux pièces métalliques structurelles plus épaisses avec des exigences de résistance plus élevées.
10. Tendances en matière d'automatisation dans le brasage
Alors que les fabricants exigent une efficacité, une qualité et une cohérence accrues, le brasage évolue vers l’automatisation et la production intelligente.
Les équipements de brasage automatisés peuvent intégrer :
- Chargement automatique
- Positionnement automatique
- Serrage automatique
- Chauffage automatique
- Alimentation automatique du fil
- Refroidissement automatique
- Inspection automatique
- Déchargement automatique
Par rapport au brasage manuel, le brasage automatisé offre les avantages suivants :
- Qualité de brasage plus stable
- Meilleur contrôle de la température de chauffage
- Efficacité de production plus élevée
- Coût de la main d’œuvre réduit
- Meilleure cohérence du produit
- Convient à la production de masse
Dans les industries de la climatisation, de la réfrigération, du traitement des tubes en cuivre et de l'électricité, les équipements de brasage par induction et de brasage automatisé sont de plus en plus utilisés.
Conclusion
Le brasage est un processus d'assemblage qui utilise un métal d'apport à bas-point de fusion-pour relier des pièces métalliques. Il offre des avantages tels qu'une fusion minimale du métal de base, de bonnes performances d'étanchéité et une adaptation aux pièces à paroi mince-et à l'assemblage de métaux différents.
Dans les domaines de la climatisation, de la réfrigération, du CVC, des échangeurs de chaleur, des moteurs, des transformateurs et de la fabrication industrielle, le brasage est une méthode d'assemblage très importante. Pour obtenir des joints brasés de haute-qualité, les fabricants doivent contrôler la propreté de la surface, le jeu des joints, la température de chauffage, la sélection du métal d'apport et l'inspection post-brasage.
À mesure que la technologie d'automatisation continue de se développer, le brasage continuera d'évoluer vers une efficacité plus élevée, une meilleure cohérence et une production plus intelligente, offrant ainsi aux fabricants des solutions d'assemblage plus stables et plus fiables.
