Ne soyez pas Effronté en matière de Techniques de Brasage et de Brasage

Les pratiques de brasage et de brasage sont l’un des nombreux domaines du domaine de la CVCR où ce qui est couramment pratiqué n’est pas ce qui est le mieux, et ce qui est enseigné ne s’applique pas dans tous les cas. Commençons par les bases.

BRASAGE PAR RAPPORT AU BRASAGE

Lorsque la température du liquide (liquidus) de l’alliage (tige ou fil) que vous utilisez est inférieure ou égale à 840 ° F, le processus est considéré comme du brasage. Le brasage se produit lorsque la température du liquide de l’alliage est supérieure à 840 °.

Parfois, nous appellerons tiges de roulement en argent « soudure à l’argent » même lorsque la température du liquidus est supérieure à 840 °. Ce terme impropre entre dans la catégorie « qui s’en soucie” pour la plupart d’entre nous sur le terrain, mais la plupart des fabricants les qualifient d' »alliage de brasage” ou d' »alliage de remplissage” plutôt que de soudure car la température de liquidus se situe dans la plage de brasage à plus de 840 °.

TECHNIQUE

Lors du brasage ou du soudage de tubes, nous avons quelques choses à accomplir pour établir une connexion correcte.

Tout d’abord, lors du chauffage du joint ou du patch, il ne faut pas surchauffer le métal de base ou le flux (le cas échéant).

Nous devons chauffer l’ensemble du joint au-dessus de la température de fusion de l’alliage de brasage pour aspirer l’alliage profondément dans le joint. Les erreurs courantes impliquant un chauffage incorrect du joint comprennent un sous-chauffage, une surchauffe ou un délai trop long pour terminer un joint, car les indices visuels ne sont pas utilisés pour appliquer l’alliage au bon moment. Les résultats incluent des taches laides d’alliage ou des « joints de bouchon” si la chaleur est trop concentrée sur le bord du joint plutôt que de tirer l’alliage liquide profondément dans le joint.

Chaque métal de base et chaque alliage réagit un peu différemment, mais nous utilisons toujours des indicateurs pour savoir quand augmenter ou réduire la chaleur et quand appliquer l’alliage en fonction du travail que nous effectuons.

Bien que nous n’ayons pas de place ici pour couvrir toutes ces questions en détail, le meilleur point de départ est les faits techniques pour les alliages de brasage que vous utilisez, ainsi qu’une solide compréhension de ce que vous essayez d’accomplir.

RÉPARATION (RAPIÉÇAGE) PAR RAPPORT AU RACCORDEMENT

La plupart des connexions HVACR impliquent un joint mâle-femelle dans le tube à l’aide d’un raccord ou d’un sertissage. Le résultat approprié dans une connexion est de chauffer le matériau de base au point que l’alliage s’écoule dans le joint et lie les matériaux ensemble dans tout le joint.

Une réparation doit être effectuée en découpant une partie endommagée du tube, en utilisant un outil de sertissage ou des raccords pour insérer un nouveau morceau de tube chaque fois que cela est possible, puis en utilisant des techniques de connexion typiques. Dans certaines situations, nous devons colmater une fuite à la surface d’un tube ou d’une bobine à micro-canaux. Dans ces circonstances, nous voulons lier l’alliage à la surface du métal de base sans le « couler” dans le tube.

L’écoulement d’un alliage dans le tube peut bloquer le tube. Ce type de réparation ne devrait pas être tenté dans des zones à fortes contraintes comme les conduites de décharge du compresseur, mais j’ai effectué des centaines de réparations réussies dans ma carrière dans les bobines et sur les virages en U, en particulier dans le cas de fuites par frottement.

Faire ce genre de réparation de patch nécessite un contrôle délicat de la chaleur pour maintenir l’alliage à la viscosité (épaisseur) idéale pour combler la zone compromise sans tomber ou tirer dans l’espace.

TEMPÉRATURE DES MÉTAUX DE BASE

La plupart des métaux avec lesquels nous travaillons répondront à la chaleur de la même manière avec un changement de couleur, comme le montre la figure 1. Notamment, l’aluminium ne montrera aucun changement de couleur avant d’atteindre son point de fusion, ce qui le rend particulièrement difficile à braser ou à souder sans utiliser un flux qui agit comme un indicateur. Vous devez connaître la température de fonctionnement de l’alliage que vous utilisez ainsi que la température de fusion du métal de base — n’appliquez l’alliage qu’après avoir chauffé le métal de base à une température comprise dans cette plage.

Il est important de choisir une torche et une pointe appropriées. Généralement, vous sélectionnerez le type de torche en fonction de la température de l’alliage utilisé et la pointe en fonction de la taille de l’ouvrage.

Par exemple: Les torches à oxygène / acétylène

• conviennent mieux aux travaux au-dessus de la plage de 600 ° à plus de 2 500 ° (la température de fusion de l’acier).
• Les torches Air / acétylène sont efficaces de 350 ° à 1 300 ° en pratique générale, ce qui les rend pratiques pour la plupart des applications de soudage et de brasage CVCR.
• Le gaz Mapp ou le propane est généralement pratique pour les travaux à moins de 700 °, ce qui en fait une bonne option pour le brasage à basse température mais généralement peu pratique pour le brasage.

Gardez à l’esprit que ces températures ne sont pas la température de la flamme mais plutôt la température sur laquelle la flamme peut généralement être utilisée pour chauffer le matériau de base dans un délai raisonnable.

Sélectionnez les tailles de pointe, les tailles de plate-forme et les rapports de pression de carburant (le cas échéant) en fonction des spécifications du fabricant pour la torche et du diamètre du tube que vous assemblez ou réparez.

QU’EST-CE QUE LE FLUX ?

Le flux pour le soudage, le brasage et le soudage est une poudre, une pâte ou un liquide qui est ajouté au matériau de base à coller. Il est introduit soit par application directe, soit dans le cadre de la tige ou du fil appliqué.

Flux peut faire plusieurs choses différentes pour améliorer la liaison, mais son but principal est de se lier aux oxydes métalliques et de les garder hors de la zone de travail.

QUE SONT LES OXYDES ?

Les oxydes sont des composés qui résultent de la réaction d’un matériau (dans ce cas, le métal) avec l’oxygène pour créer une nouvelle substance. Certains oxydes courants sont la rouille dans l’acier ou le fer et l’échelle noire qui apparaît sur le cuivre lorsque vous le chauffez au-dessus d’environ 500 °. C’est ce qu’on appelle « l’oxyde cuivrique” et il aime bloquer les écrans et les vannes.

Lors du soudage, du brasage et du soudage, nous chauffons souvent suffisamment les métaux de base pour qu’ils se décomposent facilement et commencent à se lier à l’oxygène pour former ces oxydes désagréables. Pour cette raison, vous devez toujours faire circuler de l’azote dans les conduites lorsque vous chauffez du cuivre au-dessus de 500 °. L’azote déplace l’oxygène, empêchant l’accumulation de cette échelle noire.

La couche d’oxydes qui se forme à l’extérieur d’un joint peut réduire la résistance de la liaison entre l’alliage et le métal de base; elle peut même empêcher complètement la liaison.

Le but le plus courant pour le flux est de garder ces oxydes à l’écart afin que la liaison puisse être faite. Le flux ne remplace pas un nettoyage et un contrôle de la chaleur appropriés, mais dans de nombreux cas, il est nécessaire de traiter les oxydes.

Un autre avantage des flux de spécialité est qu’ils peuvent servir d’indicateur de la température de brasage appropriée. Généralement, les flux virent d’une couleur spécifique ou deviendront plats et lisses lorsque la température appropriée est atteinte. Chaque flux est un peu différent, mais ils fournissent tous un indicateur important et sont particulièrement utiles dans les applications à basse température et critiques en matière de température.

Le flux n’est pas toujours nécessaire. Dans le brasage sil / phos, le phosphore agit comme agent de fluxage. Cependant, les alliages contenant du phosphore ne fonctionnent qu’avec certains métaux de base. Ils sont incompatibles avec l’acier.

Les flux doivent être utilisés conformément aux spécifications du fabricant. Certains émettent des vapeurs toxiques et nécessitent une protection respiratoire, et dans la plupart des cas, le flux résiduel doit être nettoyé après la création de la liaison.

SÉLECTION D’UN ALLIAGE

Un bon alliage de connexion CVCR doit former une liaison extrêmement forte avec le matériau de base qui peut supporter les pressions, les températures, les cycles thermiques (changements de température) et les vibrations les plus élevés possibles pour l’application. Lors du choix d’un alliage et d’une technique, il est important de considérer les pires scénarios, tels que les cycles courts ou la défaillance du moteur du ventilateur du condenseur, et pas seulement les conditions de fonctionnement typiques.

Bien que les spécifications du fabricant doivent être référencées, il est également judicieux d’obtenir l’avis de professionnels dont le travail a résisté à l’épreuve du temps lors de la sélection d’un alliage.

CUIVRE À CUIVRE

Les connexions cuivre-cuivre ne nécessitent aucun flux lorsque des tiges contenant du phosphore sont utilisées. Par conséquent, les tiges utilisant une petite quantité d’argent, le reste de la tige étant en cuivre et en phosphore, sont courantes.

Certains de ces alliages de brasage ne contiennent pas d’argent du tout, mais gardez à l’esprit qu’une teneur en argent plus élevée peut entraîner une liaison plus durable ainsi qu’un meilleur écoulement dans le joint.

La plupart de ces alliages phos / cuivre ont une température de travail d’environ 1 200 ° et le cuivre a une température de fusion d’environ 1 950 °. Ces tiges doivent être appliquées sur le joint ou réparées après que le métal de base en cuivre a été chauffé à la gamme de couleurs « cerise”, ce qui correspond à une température de 1 175 ° à 1 275 °.

CUIVRE AU LAITON

Le laiton est un alliage métallique composé d’un mélange de cuivre et de zinc et ayant un point de fusion inférieur à celui du cuivre. Cependant, parce que le laiton est idéal pour la coulée, de nombreuses vannes et autres composants de réfrigération sont en laiton. Il est préférable d’utiliser un alliage à haute teneur en argent avec un flux externe ou une tige revêtue de flux comme la tige soudée à 56%, ce que nous utilisons généralement.

Appliquez de la chaleur sur les deux côtés du joint jusqu’à ce que vous voyiez la couleur appropriée principalement sur le cuivre et, dans une moindre mesure, sur le laiton également. Le flux agira également comme un indicateur car il deviendra complètement clair et plat, donnant aux deux métaux de base un aspect ”mouillé » à environ 1 100 ° (pour les flux les plus appropriés). Le changement de couleur et le flux clair peuvent indiquer que la température correcte pour un joint cuivre-laiton a été atteinte.

CUIVRE OU LAITON À L’ACIER

Travailler avec du cuivre ou du laiton à l’acier nécessitera un alliage de brasage sans phosphore ni flux. L’acier change de couleur de la même manière que le cuivre, mais sa conductivité thermique est moindre, ce qui signifie que la chaleur que vous appliquez a tendance à se concentrer à cet endroit plutôt que d’être conduite sur une plus grande surface comme avec le cuivre. L’acier ne fond pas jusqu’à ce qu’il atteigne 2 500 °, mais la plage de travail du flux est généralement de 1 100 ° à 1 600 ° (selon la marque / le type), de sorte que le flux peut facilement être surchauffé lorsque vous travaillez avec de l’acier. De plus, il n’est pas difficile de tomber dans la température de fusion du cuivre de 1 950 ° si vous ne faites pas attention.

Lorsque vous travaillez avec du cuivre ou du laiton sur de l’acier, les indicateurs de température de brasage à utiliser incluent une couleur de métal dans cette gamme « cerise” et un flux clair et silencieux (sans bulles).

ALUMINIUM

L’aluminium ne présente aucune indication visible du moment où il va fondre, ce qui le rend plus délicat à utiliser. Il fond également à une température relativement basse de 1 220 °, ce qui signifie que si vous liez de l’aluminium à d’autres métaux, l’aluminium risque de fondre dès qu’une rougeur apparaît dans les autres métaux. Lorsque vous soudez de l’aluminium sur de l’aluminium, que vous réparez de l’aluminium ou que vous travaillez avec de l’aluminium sur d’autres métaux, vous devez vous fier fortement au flux d’aluminium pour indiquer quand il est temps d’appliquer l’alliage. Pour le travail aluminium-aluminium, utilisez une tige de réparation en aluminium spécifique à l’application, comme Alloy Sol de Solderweld. Alloy Sol est idéal car vous pouvez appliquer autant de flux que nécessaire, et cela vous donne une excellente indication du moment où commencer à appliquer la tige lorsque le flux se dégage à environ 600 °.

Le nettoyage des joints en aluminium est généralement essentiel pour une liaison durable et se fait mieux en deux étapes. Tout d’abord, nettoyez avec un dégraissant au solvant (acétone, méthyléthel cétone, diluant à laque et toluène sont de bons choix) et un chiffon non pelucheux. Ensuite, éliminez les oxydes présents avec une brosse dédiée, propre et à poils doux (je préfère un poil inoxydable). La zone doit également être maintenue au sec, car l’aluminium s’oxydera rapidement lorsque de l’eau est présente.

Parfois, ce processus de nettoyage peut ne pas être pratique, et j’ai de la chance d’obtenir une liaison en utilisant un sol en alliage même sur de l’aluminium sale, mais reportez-vous aux instructions d’installation du produit particulier que vous utilisez.

Pour les joints aluminium-cuivre, vous devez utiliser des alliages spécialement conçus à cet effet ou des soudures à basse température adaptées à l’aluminium et au cuivre. Ma préférence est le brasage Al-Cop car il a un flux intégré dans un canal sur la tige. La tige peut être maintenue au joint, et le flux fondra et s’écoulera de la tige lorsque la température appropriée sera atteinte.

CONCLUSION

Lors d’une réparation ou d’un joint dans n’importe quel matériau, nous recherchons des indices visuels pour éviter de surchauffer et d’endommager le matériau de base, de brûler le flux ou de sous-chauffer et de faire vibrer l’alliage partiellement fondu sur le joint.

Pour résumer :

1. Nettoyez les tubes avant de les couper lorsque cela est possible. Une toile de sable ou une roue métallique sur une perceuse fonctionnent bien.
2. Coupez le carré du tube à l’aide d’une fraise de taille appropriée avec une molette tranchante.
3. Ébavurer le tube en veillant à ce qu’aucun copeau ne tombe dans le tube.
4. Monter le tube avec des dégagements appropriés. Habituellement, cela signifie un ajustement très serré sans grands espaces.
5. Choisissez le bon alliage pour le travail à effectuer.
6. Sélectionnez le type de torche et la pointe appropriés pour l’alliage et le métal de base ainsi que la taille de l’ouvrage.
7. Purgez avec de l’azote, puis faites couler de l’azote pendant le brasage comme pratique standard, surtout s’il est possible que la température de votre métal de base dépasse 500 ° pendant le processus.
8. Protégez la zone de travail et les composants du système contre les brûlures ou la surchauffe.
9. Utilisez la technique appropriée.
10. Inspectez visuellement le travail pour détecter les lacunes ou les imperfections.
11. Laissez l’alliage refroidir lentement jusqu’à ce qu’il « prenne” avant d’appliquer des chiffons humides ou de le nettoyer.
12. Retirez toute tartre ou flux, pressurisez le système avec de l’azote à un niveau sûr et appliquez des bulles de savon sur chaque connexion ou patch pour tester les fuites.