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O que é solidus e liquidus e por que é importante a brasagem?

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Bob Henson

Se você olhar para uma lista de metais de preenchimento brasagem, você notará muitas composições e uma variedade de temperaturas de fusão. As características de derretimento do metal de preenchimento brasagem são um aspecto importante na seleção do metal de preenchimento. Aqui está um breve esboço de como as ligas derretem e a maneira de usar essas informações para fazer a melhor seleção.

Os elementos derretem a uma única temperatura. Por exemplo, a prata derrete a 1761°F (961°C), e o cobre derrete a 1981°F, (1083°C). Para produzir metal de brasagem, combinamos dois ou mais elementos para fazer uma liga. Esta nova liga tem características de fundição diferentes dos elementos de base. A liga começa a derreter a uma temperatura chamada solidus, e não é completamente derretida até atingir uma segunda temperatura mais alta, a líquida.

O solidus é a temperatura mais alta na qual uma liga é sólida - onde começa a derreter. O liquidus é a temperatura na qual uma liga é completamente derretida. Em temperaturas entre o solidus e o liquidus, a liga é parte sólida, parte líquida. A diferença entre o solidus e o liquidus é chamada de faixa de fusão.

Abaixo está uma tabela que representa como as ligas de fósforo e cobre derretem. O eixo Y é a temperatura e o eixo X é a porcentagem de fósforo, (o balanço é de cobre). A linha reta vermelha é o solidus e a linha curva azul é o liquidus. Uma liga com baixa porcentagem de fósforo e alta porcentagem de cobre, (linha pontilhada A), tem uma ampla faixa de fusão. Uma liga com maior teor de fósforo, (linha pontilhada B), tem uma faixa estreita de fusão.

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Eis porque esta informação de temperatura é importante na seleção e utilização do metal de enchimento:

1.    A faixa de fusão é um indicador útil da rapidez com que a liga derrete.

2.    As ligas com faixas de fusão estreitas fluem mais rapidamente e a temperaturas mais baixas. Isto permite uma brasagem mais rápida e normalmente aumenta a produção.

3.    Ligas com faixa de fusão estreita requerem componentes de metal de base com uma folga bastante apertada, (geralmente 0,002" - 0,006" é recomendado).

4.    Mencionamos que entre o solidus e o liquidus o metal de enchimento é parte líquida e parte sólida. Esta condição de faixa de fusão é às vezes chamada de "faixa plástica" ou "estado pastoso". Embora não sejam termos técnicos válidos, eles indicam que estas ligas são mais adequadas para encher folgas mais amplas, ou "nivelar" uma junta acabada.

5.    Embora útil para colmatar as folgas, o aquecimento lento de uma liga de ampla faixa de fusão pode levar a uma ocorrência chamada liquefação. Ciclos longos de aquecimento podem causar alguma separação de elementos onde os componentes de fusão mais baixos se separam e fluem primeiro, deixando os componentes de fusão mais altos para trás.

6.    A liquefação é freqüentemente um problema na brasagem do forno, pois o tempo de aquecimento prolongado necessário para levar as peças à temperatura de brasagem pode promover isto. Você deve selecionar um metal de enchimento com uma faixa de fusão estreita para esta aplicação.

7.    O líquido foi definido como a temperatura na qual a liga é completamente derretida. Mesmo ligas com ampla faixa de fusão, no entanto, derreterão rapidamente se forem aplicadas no liquidus, ou próximo a ele. A melhor ação capilar e as conexões soldadas mais fortes requerem uma folga estreita entre as peças metálicas de base. Diante disto, é preferível manter a folga recomendada e a brasagem próxima à temperatura do líquido.

8.    A prata é freqüentemente adicionada para ajudar a reduzir a temperatura de derretimento. Muitas ligas de fusão mais baixas contêm maior conteúdo de prata e um aumento correspondente no custo. Com procedimentos adequados de brasagem você pode muitas vezes usar com sucesso uma faixa de fusão maior, ou composições de ligas de fusão mais altas. Contate seu engenheiro de vendas do Harris Products Group para uma auditoria de brasagem para ver como podemos ajudá-lo a levar sua fabricação para o próximo nível.