1. Materiale per brasatura
(1) Il titanio e le sue leghe di base sono raramente brasati con saldatura dolce. I metalli d'apporto utilizzati per la brasatura includono principalmente leghe a base di argento, alluminio, titanio o titanio-zirconio.
La saldatura a base d'argento è utilizzata principalmente per componenti con temperature di esercizio inferiori a 540 °C. Le giunzioni realizzate con saldatura d'argento puro presentano bassa resistenza, sono soggette a fessurazioni e hanno scarsa resistenza alla corrosione e all'ossidazione. La temperatura di brasatura della saldatura Ag-Cu è inferiore a quella dell'argento, ma la bagnabilità diminuisce con l'aumento del contenuto di Cu. La saldatura Ag-Cu contenente una piccola quantità di Li può migliorare la bagnabilità e il grado di lega tra la saldatura e il metallo base. La saldatura Ag-Li ha le caratteristiche di un basso punto di fusione e di una forte riducibilità. È adatta per la brasatura di titanio e leghe di titanio in atmosfera protettiva. Tuttavia, la brasatura sottovuoto può inquinare il forno a causa dell'evaporazione del litio. Il metallo d'apporto Ag-5al-(0,5 ~ 1,0)Mn è il metallo d'apporto preferito per i componenti in lega di titanio a parete sottile. La giunzione brasata presenta una buona resistenza all'ossidazione e alla corrosione. La resistenza al taglio delle giunzioni di titanio e leghe di titanio brasate con metallo d'apporto a base d'argento è mostrata nella Tabella 12.
Tabella 12 Parametri del processo di brasatura e resistenza del giunto di titanio e leghe di titanio
La bassa temperatura di brasatura della lega a base di alluminio non provoca la trasformazione di fase β della lega di titanio, riducendo i requisiti per la selezione dei materiali e delle strutture di fissaggio per la brasatura. L'interazione tra il metallo d'apporto e il metallo base è bassa, la dissoluzione e la diffusione non sono evidenti, ma la plasticità del metallo d'apporto è buona ed è facile arrotolare il metallo d'apporto e il metallo base insieme, quindi è molto adatto per la brasatura di radiatori in lega di titanio, strutture a nido d'ape e strutture laminate.
I flussi a base di titanio o di titanio-zirconio contengono generalmente Cu, Ni e altri elementi, che possono diffondersi rapidamente nella matrice e reagire con il titanio durante la brasatura, provocando corrosione della matrice e formazione di uno strato fragile. Pertanto, la temperatura e il tempo di mantenimento della brasatura devono essere rigorosamente controllati e, per quanto possibile, non dovrebbero essere utilizzati per la brasatura di strutture a parete sottile. La lega B-ti48zr48be è una tipica lega per brasatura Ti-Zr. Presenta una buona bagnabilità con il titanio e il metallo base non mostra tendenza alla crescita dei grani durante la brasatura.
(2) I metalli d'apporto per la brasatura dello zirconio e delle leghe di base includono principalmente b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, ecc., che sono ampiamente utilizzati nella brasatura dei tubi in lega di zirconio dei reattori nucleari.
(3) Il flusso di brasatura e l'atmosfera protettiva di titanio, zirconio e leghe di base possono ottenere risultati soddisfacenti sotto vuoto e in atmosfera inerte (elio e argon). Per la brasatura in atmosfera di argon deve essere utilizzato argon ad alta purezza e il punto di rugiada deve essere pari o inferiore a -54 ℃. Per la brasatura a fiamma deve essere utilizzato un flusso speciale contenente fluoruro e cloruro di metalli Na, K e Li.
2. Tecnologia di brasatura
Prima della brasatura, la superficie deve essere accuratamente pulita, sgrassata e privata dello strato di ossido. Gli strati di ossido più spessi devono essere rimossi mediante metodi meccanici, sabbiatura o bagno di sali fusi. Gli strati di ossido più sottili possono essere eliminati in una soluzione contenente acido nitrico al 20% ~ 40% e acido fluoridrico al 2%.
Durante il riscaldamento per brasatura, il titanio, lo zirconio e le loro leghe non devono entrare in contatto con l'aria sulla superficie di giunzione. La brasatura può essere eseguita sotto vuoto o in atmosfera inerte. Si possono utilizzare il riscaldamento a induzione ad alta frequenza o il riscaldamento in atmosfera protettiva. Il riscaldamento a induzione è il metodo migliore per piccoli componenti simmetrici, mentre la brasatura in forno è più vantaggiosa per componenti di grandi dimensioni e complessi.
Per la brasatura di Ti, Zr e delle loro leghe, si devono selezionare materiali quali Ni, Cr, W, Mo, Ta e altri. Per evitare l'inquinamento da carbonio, non si devono utilizzare apparecchiature con elementi riscaldanti in grafite esposta. Le attrezzature di brasatura devono essere realizzate con materiali ad alta resistenza termica, con un coefficiente di dilatazione termica simile a quello del Ti o dello Zr e con bassa reattività con il metallo base.
Data di pubblicazione: 13 giugno 2022