Cos'è il solidus e il liquidus e perché è importante per la brasatura?

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Bob Henson

Se guardate una lista di metalli d'apporto per la brasatura, noterete molte composizioni e una varietà di temperature di fusione. Le caratteristiche di fusione del metallo d'apporto per la brasatura sono un aspetto importante nella scelta del metallo d'apporto. Ecco una breve descrizione di come le leghe fondono e il modo di usare queste informazioni per fare la migliore selezione.

Gli elementi fondono ad una sola temperatura. Per esempio, l'argento fonde a 1761°F (961°C) e il rame fonde a 1981°F (1083°C). Per produrre metallo d'apporto per brasatura, combiniamo due o più elementi per fare una lega. Questa nuova lega ha caratteristiche di fusione diverse dagli elementi di base. La lega inizia a fondere a una temperatura chiamata solidus, e non è completamente fusa finché non raggiunge una seconda temperatura più alta, la liquidus.

Il solidus è la temperatura più alta alla quale una lega è solida - dove inizia la fusione. Il liquidus è la temperatura alla quale una lega è completamente fusa. Alle temperature tra il solidus e il liquidus, la lega è in parte solida e in parte liquida. La differenza tra il solidus e il liquidus è chiamata intervallo di fusione.

Qui sotto c'è un grafico che rappresenta come si fondono le leghe di fosforo e rame. L'asse Y è la temperatura e l'asse X è la percentuale di fosforo (l'equilibrio è il rame). La linea retta rossa è il solidus e la linea blu curva è il liquidus. Una lega con una bassa percentuale di fosforo e un'alta percentuale di rame, (linea tratteggiata A), ha un ampio intervallo di fusione. Una lega con un contenuto di fosforo più alto, (linea tratteggiata B), ha un intervallo di fusione stretto.

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Ecco perché queste informazioni sulla temperatura sono importanti nella selezione e nell'uso del metallo d'apporto:

1.    L'intervallo di fusione è un utile indicatore di quanto velocemente la lega fonde.

2.    Le leghe con intervalli di fusione stretti scorrono più rapidamente e a temperature più basse. Questo permette di brasare più velocemente e tipicamente aumenta il rendimento.

3.    Le leghe con intervallo di fusione stretto richiedono che i componenti del metallo di base abbiano un gioco abbastanza stretto, (generalmente 0.002" - 0.006" è raccomandato).

4.    Abbiamo detto che tra il solidus e il liquidus il metallo d'apporto è in parte liquido e in parte solido. Questa condizione dell'intervallo di fusione è talvolta indicata come "intervallo plastico" o "stato molle". Anche se non sono termini tecnici validi, indicano che queste leghe sono più adatte a riempire spazi più ampi, o a "coprire" un giunto finito.

5.    Anche se è utile per colmare gli spazi, riscaldare lentamente una lega ad ampio intervallo di fusione può portare ad un evento chiamato liquefazione. I lunghi cicli di riscaldamento possono causare una separazione degli elementi in cui i costituenti di fusione inferiore si separano e scorrono per primi, lasciando indietro i componenti di fusione superiore.

6.    La liquefazione è spesso un problema nella brasatura in forno, poiché il tempo di riscaldamento prolungato necessario per portare le parti alla temperatura di brasatura può favorirla. Si dovrebbe selezionare un metallo d'apporto con un intervallo di fusione stretto per questa applicazione.

7.    Il liquidus è stato definito come la temperatura in cui la lega è completamente fusa. Anche le leghe con ampi intervalli di fusione, tuttavia, si fondono rapidamente se sono applicate al, o vicino al, liquidus. La migliore azione capillare e le connessioni brasate più forti richiedono una stretta distanza tra le parti metalliche di base. Dato questo, è preferibile mantenere lo spazio raccomandato e brasare vicino alla temperatura del liquidus.

8.    L'argento viene spesso aggiunto per aiutare a ridurre la temperatura di fusione. Molte leghe a basso punto di fusione contengono un maggiore contenuto di argento e un corrispondente aumento del costo. Con procedure di brasatura adeguate è spesso possibile utilizzare con successo un intervallo di fusione più ampio o composizioni di leghe a fusione più elevata. Contattate il vostro ingegnere di vendita di Harris Products Group per una verifica della brasatura per vedere come possiamo aiutarvi a portare la vostra produzione al livello successivo.