Non essere sfacciato quando si tratta di tecniche di saldatura e brasatura

Le pratiche di brasatura e saldatura sono una delle molte aree nel campo HVACR in cui ciò che viene comunemente praticato non è ciò che è meglio, e ciò che viene insegnato Iniziamo con le basi.

SALDATURA CONTRO BRASATURA

Quando la temperatura del liquido (liquidus) della lega (asta o filo) che si sta utilizzando è 840°F o inferiore, il processo è considerato saldatura. La brasatura si verifica quando la temperatura del liquido della lega è superiore a 840°.

A volte, ci riferiremo ai coni retinici d’argento del cuscinetto come “lega per saldatura d’argento” anche quando la temperatura del liquidus è superiore a 840°. Questo termine improprio rientra nella categoria” chi se ne frega “per la maggior parte di noi nel campo, ma la maggior parte dei produttori li etichettano come” lega di brasatura “o” lega di riempimento” piuttosto che saldare perché la temperatura di liquidus è nell’intervallo di brasatura 840°-plus.

TECNICA

Quando brasatura o saldatura tubi, abbiamo un paio di cose che dobbiamo realizzare per fare una corretta connessione.

In primo luogo, quando si riscalda il giunto o patch, non dobbiamo surriscaldare il metallo di base o il flusso (se del caso).

Abbiamo bisogno di riscaldare l’intero giunto sopra la temperatura di fusione della lega di brasatura per disegnare la lega in profondità nel giunto. Errori comuni che coinvolgono il riscaldamento non corretto del giunto includono surriscaldamento, surriscaldamento, o prendendo troppo tempo per completare un giunto perché segnali visivi non vengono utilizzati per applicare la lega al momento giusto. I risultati includono brutte macchie di lega o “giunti a cappuccio” se il calore si concentra troppo sul bordo del giunto piuttosto che tirare la lega liquida in profondità nel giunto.

Ogni metallo base e lega risponde in modo un po ‘ diverso, ma usiamo sempre indicatori di qualche tipo per sapere quando aumentare o ridurre il calore e quando applicare la lega in base al lavoro che stiamo facendo.

Mentre non abbiamo spazio qui per coprire tutte queste domande in dettaglio, il posto migliore per iniziare sono i fatti tecnici per le leghe di brasatura che usi, così come una solida comprensione di ciò che stai tentando di realizzare.

RIPARAZIONE (PATCH) CONTRO CONNESSIONE

La maggior parte dei collegamenti HVACR coinvolgono un giunto maschio-femmina in tubi utilizzando un raccordo o swage. Il risultato corretto in una connessione è quello di riscaldare il materiale di base al punto che la lega fluirà nel giunto e legherà i materiali insieme durante l’intero giunto.

Una riparazione deve essere eseguita tagliando una parte danneggiata del tubo, utilizzando uno strumento di pressatura o giunti per inserire un nuovo pezzo di tubo ogni volta che è pratico, e quindi utilizzando tecniche di connessione tipiche. In alcune situazioni, abbiamo bisogno di patch una perdita sulla superficie del tubo o una bobina micro-channel. In queste circostanze, vogliamo legare la lega alla superficie del metallo base senza ” fluire” nel tubo.

Scorrendo una lega nel tubo può bloccare il tubo. Questo tipo di riparazione non dovrebbe essere tentato in aree ad alto stress come le linee di scarico del compressore, ma ho fatto centinaia di riparazioni di patch di successo nella mia carriera in bobine e su curve a U, soprattutto nel caso di perdite di rub-out.

Fare questo tipo di patch di riparazione richiede delicato controllo del calore per mantenere la lega alla viscosità ideale (spessore) per colmare la zona compromessa senza cadere o tirare nel divario.

TEMPERATURA DEL METALLO BASE

La maggior parte dei metalli con cui lavoriamo risponderà al calore allo stesso modo con un cambiamento di colore, come mostrato in Figura 1. In particolare, l’alluminio non mostrerà alcun cambiamento di colore prima che colpisca il suo punto di fusione, rendendolo particolarmente impegnativo per brasare o saldare senza utilizzare un flusso che funge da indicatore. È necessario conoscere la temperatura di lavoro della lega che si sta utilizzando e la temperatura di fusione del metallo di base-applicare la lega solo dopo aver riscaldato il metallo di base a una temperatura all’interno di tale intervallo.

È importante scegliere una torcia e una punta adeguate. Generalmente, si seleziona il tipo di torcia in base alla temperatura della lega utilizzata e la punta in base alle dimensioni del lavoro.

Ad esempio:

• Le torce di ossigeno / acetilene sono le migliori per lavori al di sopra della gamma 600° a oltre 2.500° (la temperatura di fusione dell’acciaio).
• Torce aria / acetilene sono efficaci da 350 ° a 1.300 ° nella pratica generale, che lo rende pratico per la maggior parte HVACR saldatura e brasatura applicazioni.
• Mapp Gas o propano è generalmente pratico per il lavoro inferiore a 700°, che lo rende una buona opzione per la saldatura a bassa temperatura, ma generalmente poco pratico per la brasatura.

Tieni presente che queste temperature non sono la temperatura della fiamma, ma piuttosto la temperatura su cui la fiamma può essere tipicamente invocata per riscaldare il materiale di base in un lasso di tempo ragionevole.

Selezionare le dimensioni della punta, le dimensioni dell’impianto e i rapporti di pressione del carburante (ove applicabile) in base alle specifiche del produttore per la torcia e il diametro del tubo che si sta unendo o patchando.

CHE COS’È IL FLUSSO?

Il flusso per saldatura, brasatura e saldatura è una polvere, una pasta o un liquido che viene aggiunto al materiale di base da incollare. Viene introdotto per applicazione diretta o come parte dell’asta o del filo applicato.

Flux può fare alcune cose diverse per migliorare il legame, ma il suo scopo principale è quello di legare con ossidi metallici e tenerli fuori dall’area di lavoro.

COSA SONO GLI OSSIDI?

Gli ossidi sono composti che derivano da un materiale (in questo caso metallo) che reagisce con l’ossigeno per creare una nuova sostanza. Alcuni ossidi comuni sono ruggine in acciaio o ferro e la scala nera che appare sul rame quando si riscalda sopra circa 500°. Questo è chiamato “ossido rameico” e gli piace bloccare schermi e valvole.

Durante la saldatura, la brasatura e la saldatura, spesso riscaldiamo i metalli di base abbastanza da farli facilmente abbattere e iniziare a legarsi con l’ossigeno per formare questi cattivi ossidi. Per questo motivo, si dovrebbe sempre fluire l’azoto nelle linee quando si riscalda il rame sopra i 500°. L’azoto sposta l’ossigeno, impedendo l’accumulo di quella scala nera.

Lo strato di ossidi che si forma all’esterno di un giunto può ridurre la forza del legame tra la lega e il metallo base; può anche impedire completamente il legame.

Lo scopo più comune per il flusso è quello di mantenere quegli ossidi fuori strada in modo che il legame possa essere fatto. Flux non è un sostituto per una corretta pulizia e controllo del calore, ma in molti casi, è una necessità di trattare con ossidi.

Un altro vantaggio dei flussi speciali è che possono servire come indicatore della corretta temperatura di brasatura. Generalmente, i flussi gireranno un colore specifico o andranno piano e lisci quando la temperatura adeguata è raggiunta. Ogni flusso è un po ‘ diverso, ma tutti forniscono un indicatore importante e sono particolarmente utili in applicazioni a bassa temperatura e temperatura critica.

Il flusso non è sempre richiesto. Nella brasatura sil / phos, il fosforo agisce come agente flussante. Le leghe a base di fosforo, tuttavia, funzionano solo con alcuni metalli di base. Sono incompatibili con l’acciaio.

I flussi devono essere utilizzati in base alle specifiche del produttore. Alcuni emettono vapori tossici e richiedono protezione respiratoria, e nella maggior parte dei casi, il flusso residuo deve essere pulito dopo che il legame è fatto.

SELEZIONE DI UNA LEGA

Una buona lega di connessione HVACR dovrebbe formare un legame estremamente forte con il materiale di base in grado di sopportare le più alte pressioni possibili, temperature, cicli termici (variazioni di temperatura) e vibrazioni per l’applicazione. Quando si sceglie una lega e una tecnica, è importante considerare gli scenari peggiori, come il corto circuito o il guasto del motore del ventilatore del condensatore, e non solo le condizioni di funzionamento tipiche.

Mentre le specifiche del produttore dovrebbero essere referenziate, è anche una buona idea ottenere opinioni da professionisti il cui lavoro ha superato la prova del tempo quando si seleziona una lega.

RAME A RAME

Le connessioni rame-rame non richiedono flusso quando vengono utilizzate barre contenenti fosforo. Pertanto, le barre che utilizzano una piccola quantità di argento, con il resto dell’asta fatta di rame e fosforo, sono comuni.

Alcune di queste leghe per brasatura non contengono affatto argento, ma tieni presente che un maggiore contenuto di argento può comportare un legame più duraturo e un flusso migliore nel giunto.

La maggior parte di queste leghe phos / rame ha una temperatura di lavoro di circa 1.200° e il rame ha una temperatura di fusione di circa 1.950°. Queste aste devono essere applicate al giunto o riparate dopo che il metallo base di rame è stato riscaldato nella gamma di colori “cherry”, che corrisponde a una temperatura da 1.175° a 1.275°.

RAME IN OTTONE

L’ottone è una lega metallica costituita da una miscela di rame e zinco e ha un punto di fusione inferiore rispetto al rame. Tuttavia, poiché l’ottone è ideale per la fusione, molte valvole e altri componenti di refrigerazione sono realizzati in ottone. È preferibile utilizzare una lega ad alto contenuto di argento con un flusso esterno o un’asta rivestita di flusso come l’asta Solderweld 56%, che è ciò che usiamo tipicamente.

Applicare calore su entrambi i lati del giunto fino a vedere il colore corretto principalmente sul rame e, in misura minore, anche nell’ottone. Il flusso fungerà anche da indicatore perché diventerà completamente chiaro e piatto, dando ad entrambi i metalli di base un aspetto “bagnato” a circa 1.100° (per i flussi più appropriati). Sia il cambiamento di colore che il flusso chiaro possono fungere da indicatori che la temperatura corretta per un giunto da rame a ottone è stata raggiunta.

RAME O OTTONE ALL’ACCIAIO

Lavorare con rame o ottone all’acciaio richiederà una lega di brasatura senza fosforo e flusso. L’acciaio cambia colore più o meno allo stesso modo del rame, ma ha meno conduttività termica, il che significa che il calore che si applica tende a concentrarsi in quel punto piuttosto che essere condotto in un’area più ampia come fa con il rame. L’acciaio non si scioglie fino a raggiungere i 2.500°, ma il campo di lavoro per il flusso è generalmente da 1.100° a 1.600° (a seconda della marca/tipo), quindi il flusso può essere facilmente surriscaldato quando si lavora con l’acciaio. Inoltre, non è difficile imbattersi nella temperatura di fusione del rame di 1.950° se non si sta attenti.

Quando si lavora con rame o ottone all’acciaio, gli indicatori di temperatura di brasatura da utilizzare includono un colore metallico in quella gamma “ciliegia” e un flusso silenzioso (privo di bolle) e chiaro.

ALLUMINIO

L’alluminio non presenta alcuna indicazione visibile di quando si scioglierà, il che rende più complicato lavorare. Si scioglie anche a una temperatura relativamente bassa di 1.220°, il che significa che se stai legando l’alluminio ad altri metalli, l’alluminio è a rischio di fusione non appena appare alcun rossore negli altri metalli. Quando brasatura di alluminio per alluminio, patch di alluminio, o lavorare con alluminio ad altri metalli, è necessario fare molto affidamento sul flusso di alluminio per indicare quando è il momento di applicare la lega. Per lavori da alluminio a alluminio, utilizzare un’asta di riparazione in alluminio specifica per l’applicazione come la lega Sol di Solderweld. Lega Sol è ideale perché è possibile applicare il flusso di cui hai bisogno, e ti dà una grande indicazione di quando iniziare ad applicare l’asta quando il flusso va chiaro a circa 600°.

La pulizia dei giunti in alluminio è generalmente fondamentale per un legame duraturo e si esegue al meglio in due fasi. In primo luogo, pulire con uno sgrassatore solvente (acetone, metiletilchetone, diluente per lacca e toluene sono buone scelte) e un panno privo di lanugine. Successivamente, spazzolare via gli ossidi presenti con una spazzola a setole morbide dedicata, pulita (preferisco una setola inossidabile). L’area dovrebbe anche essere mantenuta asciutta, poiché l’alluminio si ossida rapidamente quando è presente acqua.

A volte, questo processo di pulizia potrebbe non essere pratico, e ho avuto fortuna a ottenere un legame usando la lega Sol anche su alluminio sporco, ma fare riferimento alle istruzioni di installazione del particolare prodotto che si sta utilizzando.

Per giunti alluminio-rame, è necessario utilizzare leghe specificamente progettate per lo scopo o saldatura a bassa temperatura che è valutato per alluminio e rame. La mia preferenza è Al-Cop brasatura perché ha un flusso integrato in un canale sull’asta. L’asta può essere tenuta al giunto e il flusso si scioglierà e si esaurirà dall’asta quando viene raggiunta la temperatura corretta.

CONCLUSIONE

Quando si effettua una riparazione o un giunto in qualsiasi materiale, stiamo cercando segnali visivi per evitare il surriscaldamento e danneggiare il materiale di base, il flusso di combustione o il surriscaldamento e il globbing della lega parzialmente fusa sul giunto.

Per riassumere:

1. Pulire il tubo prima di tagliare quando possibile. Sandcloth o una ruota filo su un trapano entrambi funzionano bene.
2. Tagliare il quadrato del tubo utilizzando una taglierina di dimensioni adeguate con una rotella di taglio affilata.
3. Sbavare il tubo, assicurando che nessun truciolo cada nel tubo.
4. Montare il tubo insieme con adeguate distanze. Di solito questo significa una vestibilità molto stretta senza grandi spazi vuoti.
5. Scegliere la lega corretta per il lavoro a portata di mano.
6. Selezionare il corretto tipo di torcia e punta per la lega e metallo di base, nonché la dimensione del lavoro.
7. Spurgare con azoto, quindi fluire l’azoto durante la brasatura come pratica standard, specialmente se è possibile che la temperatura del metallo base superi i 500° durante il processo.
8. Proteggere l’area di lavoro e i componenti del sistema da bruciature o surriscaldamento.
9. Utilizzare la tecnica corretta.
10. Ispezionare visivamente il lavoro per lacune o imperfezioni.
11. Lasciare raffreddare lentamente la lega fino a quando non si “imposta” prima di applicare stracci bagnati o di pulizia.
12. Rimuovere qualsiasi scala o flusso, pressurizzare il sistema con azoto ad un livello sicuro, e applicare bolle di sapone per ogni connessione o patch per testare le perdite.