Qual é a maior preocupação dos clientes em relação à brasagem de cerâmica? Como resolver?
A brasagem de cerâmica em si é um processo relativamente técnico. A cerâmica em si é difícil de fundir com metal. Existem processos relativamente maduros, como conexão mecânica, adesivo, soldagem/brasagem e selagem vidro-metal, incluindo soldagem por micro-ondas e ultrassom. Soldagem e soldagem por fricção, etc., a brasagem é atualmente uma tecnologia de processo relativamente madura. Comumente usada em conectores cerâmica-metal de cerâmicas de engenharia. Utilizamos tecnologia de brasagem inovadora e aceitamos amostras personalizadas!
A brasagem cerâmica é uma técnica valiosa para unir cerâmicas e metais, mas apresenta seus próprios desafios. Vamos explorar duas das principais preocupações dos clientes e como lidar com elas, além de outras ações importantes:
1. Molhabilidade e resistência das juntas
Desafio: Ao contrário dos metais, a cerâmica não consegue formar ligações naturais fortes com metais devido às diferentes propriedades da superfície. Isso pode levar a juntas soldadas frágeis e possível falha sob pressão.
Solução 1: Brasagem de Metal Ativo (AMB)
A brasagem com metal reativo utiliza ligas de brasagem contendo metais altamente reativos. Esse metal ativo ajuda o material de brasagem a se espalhar e aderir (molhado) à superfície cerâmica, criando uma ligação mais forte.
Solução 2: Metalização
A metalização envolve a aplicação de uma fina camada de metal na superfície da cerâmica antes da brasagem. Essa camada melhora a molhabilidade da cerâmica, permitindo que o material de brasagem forme uma ligação mais forte.
Diagrama do processo de metalização mostrando a cerâmica sendo revestida com uma fina camada de metal
Solução 3: Seleção do material de brasagem
Escolher a liga de brasagem correta é fundamental. Uma liga com boas propriedades de molhabilidade para a cerâmica específica utilizada produzirá uma junta mais resistente.
2. Expansão térmica e tensão residual
Desafio: Cerâmicas e metais frequentemente apresentam coeficientes de expansão térmica (CTE) diferentes. Isso significa que eles se expandem em taxas diferentes quando aquecidos (durante a brasagem) e se contraem em taxas diferentes quando resfriados. Essa incompatibilidade pode causar tensão na junta e levar à formação de fissuras.
Junta cerâmica-metal soldada com fissuras por tensão
Juntas cerâmicas-metálicas soldadas com fissuras por tensão
Opção 1: Projeto de junta
A otimização do projeto das juntas pode minimizar os pontos de concentração de tensão. Isso pode envolver o uso de juntas cônicas que distribuem a tensão de forma mais uniforme ou a incorporação de elementos flexíveis para absorver parte da incompatibilidade entre expansão e contração.
Solução 2: Seleção do material de brasagem
Selecionar uma liga de brasagem com um CTE próximo ao CTE médio das cerâmicas e metais que estão sendo unidos pode ajudar a reduzir o acúmulo de tensão.
Solução 3: Controle do processo de brasagem
O controle preciso da temperatura e das taxas de resfriamento durante a brasagem são essenciais para minimizar as tensões residuais. Técnicas como a brasagem a vácuo, que podem remover óxidos que dificultam a brasagem, também podem ser úteis.
Outras medidas importantes
Limpeza da superfície: As superfícies de brasagem devem estar completamente limpas e livres de poeira, óleo e contaminantes. A brasagem deve ser realizada em um ambiente livre de poeira. A limpeza e a purga especiais com nitrogênio, gás inerte, ajudam a garantir uma superfície limpa para resultados de brasagem ideais.
Detecção de defeitos: Após a brasagem, a junta deve ser inspecionada quanto a defeitos usando técnicas como equipamentos de detecção de falhas por raio X. Isso ajuda a identificar rachaduras, lacunas ou outros defeitos que possam comprometer a integridade da junta.
Teste de vazamento: As juntas soldadas devem ser testadas para garantir a estanqueidade. Isso geralmente envolve um processo de duas etapas:
Teste de vácuo de pressão negativa: use uma bomba de vácuo para evacuar a junta a uma pressão mínima de 5000 Pa (0,5 atm).
Teste de Estanqueidade por Pressão Positiva: Utilize gás inerte para pressurizar a junta a pelo menos 4,2 MPa (42 atm). Se a junta suportar essa pressão sem apresentar vazamento, ela é considerada qualificada.
Ao tomar essas medidas combinadas, a empresa pode criar juntas de cerâmica com metal fortes, confiáveis e sem vazamentos, que atendem às necessidades do cliente.
A brasagem cerâmica é uma tecnologia de processo avançada para unir materiais cerâmicos. aeroespacial:
Preparamos uma sala limpa para esse fim, a fim de melhorar a aderência e a resistência da conexão, especialmente em aplicações com alta resistência e alta temperatura. Essa tecnologia é comumente utilizada em áreas como:
Aeroespacial:
Na indústria aeroespacial, materiais cerâmicos são usados para fazer peças de motores e outras peças que são expostas a altas temperaturas porque a brasagem de cerâmica permite que essas peças suportem temperaturas e pressões extremas.
Indústria automobilística:
Na indústria automotiva, materiais cerâmicos avançados são utilizados na fabricação de trocadores de calor, sensores e outros componentes críticos. Utilizando a tecnologia de brasagem cerâmica, esses componentes alcançam alta eficiência e durabilidade.
Produto eletrônico:
Na fabricação de eletrônicos, as cerâmicas são utilizadas como isolantes e substratos. A brasagem de cerâmica pode tornar componentes eletrônicos de alto desempenho estáveis, confiáveis e seguros sob altas temperaturas e outros ambientes adversos.
Equipamento médico:
Materiais cerâmicos são comumente utilizados em dispositivos médicos, como ossos artificiais e implantes dentários, devido à sua biocompatibilidade. A brasagem cerâmica garante a integridade estrutural e a durabilidade a longo prazo desses dispositivos.
Indústria energética:
Nas indústrias nuclear e de energia, materiais cerâmicos são usados para criar componentes resistentes a altas temperaturas e corrosão. A tecnologia de brasagem cerâmica garante a confiabilidade e a segurança desses componentes essenciais.
Tecnologia óptica e laser:
Na tecnologia óptica e a laser, componentes cerâmicos de precisão precisam ser conectados a metais ou outros materiais por meio de brasagem cerâmica para garantir transmissão e reflexão precisas de luz.
A aplicação da tecnologia de brasagem cerâmica nesses campos se deve principalmente à sua capacidade de fornecer conexões de alta resistência e resistência a altas temperaturas, mantendo a estabilidade química e as propriedades físicas do material. Isso a torna uma tecnologia indispensável em produtos de alta tecnologia e sistemas complexos que operam em ambientes extremos.
Existem diversas especificações padrão para brasagem cerâmica, cada uma com seu próprio foco e requisitos. Aqui estão algumas das normas mais utilizadas:
1. ASTM B828 - Especificação padrão para flanges de liga de cobre-níquel-silício brasadas para vasos de pressão e tubulações
Esta norma abrange os requisitos para flanges de liga de cobre-níquel-silício brasados para vasos de pressão e tubulações. Ela especifica os materiais, dimensões, marcações, testes e procedimentos de inspeção para esses flanges.
2. AWS C3.1 - Especificações Padrão para Juntas Brasadas para Aplicações de Pressão
Esta norma fornece requisitos gerais para juntas brasadas utilizadas em aplicações de pressão. Abrange a seleção de metais de adição para brasagem, projeto de juntas, preparação de superfícies, procedimentos de brasagem e ensaios não destrutivos.
3. ISO 11849 - Brasagem - Flanges de liga de cobre-níquel ou níquel-cobre para vasos de pressão e tubulações
Esta norma internacional é semelhante à ASTM B828 e abrange os requisitos para flanges de liga de cobre-níquel ou níquel-cobre brasados para vasos de pressão e tubulações.
4. Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão (BPVC) Seção IX - Qualificações de Soldagem e Brasagem
Este código estabelece requisitos para a qualificação de pessoal e procedimentos de soldagem e brasagem. É amplamente utilizado nas indústrias de geração de energia e petroquímica.
5. MIL-STD-2481 - Ligação e União de Metais e Não Metais
Esta norma militar fornece diretrizes gerais para colagem e união de metais e não metais, incluindo brasagem cerâmica. Abrange tópicos como preparação de superfície, seleção de metal de adição para brasagem, procedimentos de brasagem e ensaios não destrutivos.
Além dessas normas gerais, existem também muitas normas específicas do setor para brasagem cerâmica. Por exemplo, a indústria aeroespacial possui seu próprio conjunto de normas para brasagem cerâmica de componentes de aeronaves.
A norma específica aplicável a uma aplicação específica dependerá dos materiais a serem unidos, da aplicação pretendida e dos códigos e regulamentos aplicáveis. É importante consultar as autoridades competentes para determinar quais normas se aplicam ao seu caso específico.
Aqui estão alguns recursos adicionais que você pode achar úteis:
Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM): https://www.astm.org/
Sociedade Americana de Soldagem (AWS): https://www.aws.org/
Organização Internacional para Padronização (ISO): https://www.iso.org/home.html
Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME): https://www.asme.org/
Departamento de Defesa dos EUA (DoD): https://discover.dtic.mil/
