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Brasatura sotto vuoto

Giunti e guarnizioni termiche e meccaniche forti, altamente conduttive

Panoramica della brasatura sottovuoto

Gli assemblaggi brasati sotto vuoto si trovano in una varietà di mercati e applicazioni. Questi assemblaggi possono variare da oli raffreddanti per applicazioni automobilistiche a sistemi di controllo ambientale altamente complessi con pesi ridotti per le industrie aerospaziali e per la difesa. Il processo di brasatura sottovuoto è particolarmente ideale per prodotti in cui sono richiesti giunti di alta qualità, assemblaggi leggeri e elevate prestazioni termiche e meccaniche.

Rispetto ad altre tecniche metallurgiche utilizzate per la giunzione dell'alluminio, la brasatura in forno a vuoto offre numerosi vantaggi tecnici:

Resistenza meccanica:

  • Giunti ad alta resistenza, privi di vuoto e privi di perdite simili ai materiali dei genitori
  • Le pressioni di prova possono raggiungere fino a 800 psi e pressioni di scoppio fino a 1300 psi
  • Capacità di riempire giunti lunghi, altrimenti inaccessibili
  • Opzione per giunti interni, anche in strutture complesse, aumentando la resistenza complessiva della parte


Eccellenti proprietà termiche:

  • Conducibilità termica uniforme dall'uso di proprietà simili del materiale madre e brasato
  • Resistenza termica fino a 350°F (176°C)
  • Consente strutture superficiali altamente migliorate per migliorare il trasferimento termico


Risultati coerenti e puliti:

  • Distorsione minima dovuta al riscaldamento e al raffreddamento uniformi, ideali per geometrie complesse
  • Risultati costantemente riproducibili con superfici di giunzione con tolleranze rigorose
  • Parti estremamente pulite e nessun residuo di flussante corrosivo grazie al processo senza flussante (a differenza della brasatura per immersione)
  • Nessun deterioramento della superficie durante la lavorazione

La produzione a processo singolo di assemblaggi complessi con più giunti può ridurre i costi aumentando al contempo la qualità del prodotto. Rese dell'80% sono normali per i processi di brasatura sottovuoto, ma nei processi attentamente controllati è possibile raggiungere rese del 98% o anche più elevate. Con rese elevate per processi complessi, la brasatura sottovuoto è il metodo di giunzione d'elezione per la produzione di scambiatori di calore e piastre di raffreddamento di alluminio ad alte prestazioni.

Il processo di brasato sottovuoto

La brasatura sottovuoto è un processo di produzione per unire i componenti riscaldando una lega di brasatura tra i componenti di assemblaggio. Le leghe di brasatura hanno una temperatura di fusione inferiore rispetto al materiale componente padre. Prima del processo di riscaldamento, la lega di ottone è applicata tra i vari componenti della lega principale che vengono saldati. Per accelerare l'assemblaggio, i componenti rivestiti appositamente di brasa possono rimuovere il passaggio di applicazione della lega di brasa. Le parti assemblate vengono mantenute insieme per mantenere il contatto durante il riscaldamento e il raffreddamento. Gli assiemi vengono collocati in un forno a vuoto riscaldato ad almeno 450°C, un livello che scioglierà la lega di brasato ma non il materiale principale. Il forno ha un ambiente sottovuoto, che elimina il rischio di ossidazione e la necessità di flusso. La lega di brasato fuso si riempie di spazi tra i componenti attraverso l'azione capillare in modo che quando la parte viene raffreddata, forma un giunto attraverso l'attrazione atomica e la diffusione. La brasatura sottovuoto produce una costruzione pulita in un unico pezzo con giunti forti con conducibilità termica quasi uguale al materiale madre.

Riscaldamento uniforme, controllo stretto della temperatura, nessun processo di post-pulizia e ripetibilità del processo rendono la brasatura sottovuoto un processo ideale per assemblaggi termici e strutturali. Piastre fredde in alluminio, scambiatori di calore a alette a piastre e scambiatori di calore a tubo piatto sono spesso brasati sottovuoto.

Preparazione e configurazione della brasatura sottovuoto

Prima della brasatura sottovuoto, vengono puliti i componenti della piastra fredda e dello scambiatore di calore. La rimozione di grasso, olio, sporco e ossidi garantisce un'azione capillare uniforme per la diffusione della lega di brasa. I componenti puliti sono necessari per ottenere giunti di brasato di altissima qualità.

Le parti temporanee vengono saldate agli assiemi più complessi per mantenere l'allineamento durante l'espansione e la contrazione dei componenti durante il ciclo di riscaldamento e raffreddamento. Questo è essenziale per gli scambiatori di calore, che sono costruiti da molti strati di componenti più piccoli.


Richiesta rapida


Forni brasatura sottovuoto e brasatura sottovuoto

Il profilo indica temperatura, livello di vuoto e durata del ciclo. La brasatura delle piastre di raffreddamento e degli scambiatori di calore di solito avviene a una temperatura di circa 1100°F (593°C) e a un livello di vuoto compreso tra 5 e 6 Torr. Tuttavia, il profilo dipende in larga parte dalle leghe selezionate, dalla massa totale all'interno del forno e dal forno a vuoto utilizzato. Il controller del forno monitora i livelli di vuoto e le temperature e passa automaticamente al segmento successivo in base al programma della ricetta finché il ciclo non è completato.

Aavid, divisione termica dei forni brasati Boyd Corporation, è certificata per brasare per AWS C3,7 Classe A, B e C.

Post-elaborazione brasatura sottovuoto

Per iniziare il processo di brasatura, le parti vengono assemblate e posizionate in fissaggi per brasatura. I fissaggi con massa termica ridotta diminuiscono la durata del ciclo di brasatura. Se il magnesio non è presente nella lega, verrà aggiunto al forno per raccogliere le molecole di ossigeno rimanenti e prevenire l'ossidazione. Prima che gli assiemi siano brasati, gli ingegneri definiscono un profilo di temperatura per il forno a vuoto per ottenere la brasa di altissima qualità per la progettazione e l'applicazione specifiche.

Dopo la rimozione temporanea dei componenti e la pulizia finale dell'assemblaggio, gli assiemi brasati vengono conservati in contenitori sigillati e collocati in una stanza controllata da temperatura e umidità per il montaggio. In questo modo si assicura la protezione dei componenti contro l'ossidazione e la contaminazione prima dell'assemblaggio e della brasatura. Durante l'assemblaggio, vengono indossati guanti protettivi per proteggere ulteriormente i componenti da eventuali contaminazioni.

Garanzia della qualità dell'assemblaggio brasato sottovuoto

In base alle necessità di applicazione della parte e alla sua complessità, si può eseguire un controllo di perdita di elio per verificare la sicurezza delle giunture brasate. Le parti che richiedono una fase di durezza T4 o T6 vengono trattate con calore in seguito al controllo della perdita. Questo permette una lavorazione a macchina a simili velocità e portate di quelle dell'alluminio non trattato. In base alle geometrie individuali delle parti, processi aggiuntivi come il raddrizzamento posso offrire maniere migliori di lavorare i componenti finiti se richiesto.

Assiemi brasati sottovuoto

Anche se può essere limitata dall'impianto o dalla dimensione del forno, la brasatura sotto vuoto è un processo estremamente versatile e pulito. In quanto tale, tende ad essere il processo di produzione preferito per assemblaggi leggeri e ad alte prestazioni con aree di superficie interna aumentate. Queste strutture variano da assemblaggi a tavola con canali interni a comparti elettronici, con o senza elementi interni come pareti fredde.

Aavid è specializzata in scambiatori di calore brasati, piastre di raffreddamento a liquido, dissipatori di calore, telaio e involucri.

Piastre di raffreddamento a liquido

Le piastre fredde brasate sottovuoto in alluminio incanalano il flusso del fluido all'interno di una cavità tra due piastre di alluminio:

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Superficie estesa

Le piastre fredde con canali meso, micro canali o superfici estese con alette skived o piegate offrono elevate prestazioni termiche.

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Vortex

Una geometria altamente specializzata che garantisce un raffreddamento uniforme su entrambi i lati della piastra, per un rendimento più affidabile.

Scambiatori di calore

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Scambiatori di calore con tubazioni piatte

Gli scambiatori di calore a tubo piatto, noti anche come refrigeratori d'olio, hanno alette tra tubi piatti. Aumentare la superficie all'interno di tubi piatti e alette esterne per massimizzare le prestazioni termiche dello scambiatore di calore

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Scambiatori di calore on tubazioni alettate

Tube-Fin Heat Exchanger utilizza tubi che passano attraverso una densa pila di pinne. Tipicamente supportato da un telaio di montaggio per una maggiore resistenza meccanica. Noti anche come scambiatori di calore a bobina a pinne.

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Scambiatori di calore con piastre alettate

Le piastre solide conducono il calore dai percorsi di flusso del liquido ai flussi di fluido secondari e offrono una maggiore integrità strutturale e una facile personalizzazione all'interno degli scambiatori di calore a pinna piastra.

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Re-core scambiatori di calore

Riduci il costo di una sostituzione completa dello scambiatore di calore con Heat Exchanger Recores fino al 30%.

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Leghe e riempitivi di brasatura in alluminio comuni

Le leghe brasabili includono:

  • L'alluminio battuto 6061, 6063, 6082, 6951 (trattabile con calore) e 1100
  • Serie 3000 (non trattabile con calore)
  • Leghe colate A356, A357 e 443, Serie 700 (meno tipica)
  • Materiali di serie 2000 e 7000 tipicamente non brasati a causa dei limiti delle leghe
  • Serie 5000 a causa del contenuto di magnesio

Metalli di riempimento

  • Silicone, rame, zinco e altri vengono aggiunti in piccole quantità all'alluminio per abbassarne il punto di fusione.
  • Magnesio per brasatura sottovuoto
  • Leghe di riempimento resistenti alla corrosione tipiche includono 4047, 4343 e 4045
  • Disponibili nei formati: foglio, cavo e polvere
  • Si utilizza anche un foglio per brasatura rivestito (lega di riempimento coperta da una superficie di alluminio)
  • Dal n. 21 a 24 possono essere utilizzati per la brasatura sotto vuoto

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