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Un peu de technique
Il existe plusieurs techniques pour assembler des pièces métalliques entre elles. En fonction de la nature même de ces pièces, de la tenue mécanique souhaitée, des températures extrêmes de fonctionnement, de la conductivité thermique ou électrique désirée, on peut avoir recours à différentes techniques. On parle de brasage lorsqu’on procède à l’assemblage par capillarité de 2 pièces métalliques dont la température de fusion du métal d’apport est
inférieure à celle des pièces à assembler. Le soudo-brasage est une technique d’assemblage de proche en proche avec également un métal d’apport dont la
température de fusion est inférieure à celle des pièces à assembler. Enfin, on parle de soudage dans le cas d’un assemblage homogène ou hétérogène de
pièces métalliques dont les métaux supports participent au bain de fusion. Le tableau ci-dessous reprend les principales caractéristiques des méthodes
décrites précédemment :
L'apport d'un flux décapant est absolument nécessaire sauf pour le soudage électrique (autogène). Ce flux peut être présent avec le métal d'apport (fils
ou baguettes enrobés ou fourrés) ou dans un conditionnement séparé (poudre, gel ou liquide). Le choix du flux dépend généralement de la température de
fusion du métal d'apport et de la nature des pièces à assembler (type d'alliage et état de surface).
Vous trouverez dans nos fiches produits brasage tendre toute notre gamme de soudure à l'étain sous forme de fils et de barres. Dans ce document, nous
traiterons du brasage fort Cuivre/Phosphore et Cuivre/Zinc/Argent, du soudo-brasage par baguette laiton et de la soudure à l'arc électrique.
Métal d'apport
Métaux à assembler
T° à atteindre
Outils
Remarques
Brasage
Tendre
Alliages à base
d'étain
Presque tous
200 - 450 °C
Fer à souder,
Chalumeau monogaz
Flux décapant obligatoire, intégré (fil décapant)
ou externe (liquide, gel ou crème)
Brasage Fort
Alliages à base de
cuivre, argent, zinc
Sauf zinc, plomb et
étain
600 - 850 °C
Chalumeau monogaz
ou bi-gaz
Flux décapant obligatoire, intégré (phosphore ou
enrobage) ou externe (poudre, gel ou crème)
Soudo-Brasage
Laiton
Acier, acier inox,
fontes, cuivre
850 - 920°C
Chalumeau bi-gaz
Flux décapant obligatoire, intégré (fourrage ou
enrobage) ou externe (poudre, gel ou crème)
Soudage
Adapté aux pièces
à assembler
Tous métaux
supportant une
température élevée
1500 - 2000°C
Poste électrique
ou flamme
Nécessité d’avoir des pièces propres, le décapant
est utilisé après le soudage pour préparer les
traitements ultérieurs
Exemples d'applications utilisant des brasures ou du soudage à l'arc dans la tôlerie chaudronnerie, la construction navale et les échangeurs thermiques
BRASAGE FORT
La principale différence entre le brasage tendre et le brasage fort réside dans la température de fusion du métal d'apport. Alors que les alliages de brasage tendre fondent à des températures moyennes de 180 à 250°C, les alliages de brasure forte fondent à 600-700°C. D’un point de vue normatif, on
parle de brasage tendre en deçà de 450°C et de brasage fort au-delà de cette température. Cette différenciation amène deux conséquences importantes, d'une part l'outil qui va apporter la source de chaleur sera généralement différent et d'autre part, les pièces à braser devront, dans le cas du brasage fort, avoir un point de fusion supérieur au liquidus du métal d'apport. Le point commun demeure le principe de dépose de la brasure qui, sous l'effet
de la source de chaleur, se répand par capillarité entre les pièces à assembler. Ces deux techniques sont surtout utilisées dans les assemblages de pièces
à jeu faible (0,05 à 0,2 mm) qui doivent supporter un effort au cisaillement trop important pour une brasure tendre. Les conduites de fluides sont généralement assemblées avec l'une ou l'autre de ces deux techniques.
Il existe deux grandes familles de brasures fortes. La première regroupe les alliages à base Cuivre/Phosphore (avec 2 à 15 % d'argent pour plus de fluidité et tenue des caractéristiques mécaniques à basse température) qui ont la particularité de ne pas nécessiter de décapant externe puisque le Phosphore
possède des propriétés autodécapantes sur le Cuivre. Attention, dans le cas où l’ on assemble des pièces en alliage de cuivre, un décapant externe ou un
enrobage de la baguette est nécessaire. La seconde famille comprend les brasures à base d'Argent, majoritairement 40%. Le tableau suivant récapitule
les différents types de brasure forte :
Alliage brasure forte
Métaux à assembler
Remarques
Cuivre/Phosphore
Cuivre pur ou de plomberie
Le phosphore joue le rôle de décapant. Pas besoin de décapant externe
Cuivre/Phosphore
Alliages cuivreux (laiton)
Nécessité d'utiliser un décapant externe
Cuivre/Phosphore/Argent
Cuivre et alliages
Nécessite un décapant externe, plus fluide grâce à la présence d'argent qui préserve
également les caractéristiques mécaniques à basse température
Argent 40%
Métaux cuivreux, Aciers
Nécessite un décapant externe, plus fluide et point de fusion inférieur grâce à la forte teneur
en argent qui préserve également les caractéristiques mécaniques à basse température
METACONCEPT S.A. - ZA Taffignon - D50 - 69630 CHAPONOST - Tél. +33 (0) 478 513 838 - Fax. +33 (0) 478 513 837 - www.metaconcept.fr - [email protected]
01/10/2004
GAMME BRASURE FORTE ET FLUX ASSOCIES
Résistance
Allongement Diamêtre Longueur
à la rupture
Conditionnement
(%)
(mm)
(mm)
(daN/mm²)
Présentation
Intervalle de
fusion (°C)
Cuivre-Phosphore
RC1152
Cu93P7
RC1153
Cu93P7
HC2050
Cu93P7
HC2200
Cu93P7
RC1154
Cu93P7
Nue
Nue
Nue
Nue
Nue
710 - 805
710 - 805
710 - 805
710 - 805
710 - 805
45
45
45
45
45
4
4
4
4
4
2
2
2
2
3
500
500
500
500
500
Etui plastique 500g
Etui plastique 1Kg
Carton 5Kg
Carton 20Kg
Etui plastique 1Kg
Cuivre-Phosphore-Argent
RC2158
Cu91.3P6.7Ag2
RC2159
Cu89P6Ag5
Nue
Nue
650 - 820
650 - 810
55
65
6
8
2
2
500
500
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Argent-Cuivre-Zinc-Cadmium
RA3200
Ag20Cu40Zn27Cd13
RA3200E
Ag20Cu40Zn27Cd13
RA3300
Ag30Cu28Zn21Cd21
RA3300E
Ag30Cu28Zn21Cd21
RA3400
Ag40Cu19Zn21Cd20
RA3400E
Ag40Cu19Zn21Cd20
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
610-780
610-780
610-690
610-690
595 - 630
595 - 630
38
38
38
38
45
45
32
32
30
30
30
30
2
2
2
2
2
2
500
500
500
500
500
500
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Argent-Cuivre-Zinc-Etain (sans cadmium)
RA4380
Ag38Cu31Zn28,8Sn2,2
RA4380E
Ag38Cu31Zn28,8Sn2,2
RA4415
Ag40Cu30Zn28Sn2
RA4415E
Ag40Cu30Zn28Sn2
RA4400
Ag40Cu30Zn28Sn2
RA4400E
Ag40Cu30Zn28Sn2
RA4450
Ag45Cu27Zn25Sn3
RA4450E
Ag45Cu27Zn25Sn3
RA4560
Ag56Cu22,5Zn16,5Sn5
RA4560E
Ag56Cu22,5Zn16,5Sn5
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
Nue
Enrobée
660 - 700
660 - 700
650 - 710
650 - 710
650 - 710
650 - 710
640-680
640-680
620-655
620-655
52
52
50
50
50
50
50
50
35
35
18
18
17
17
17
17
14
14
25
25
2
2
1,5
1,5
2
2
2
2
2
2
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 1Kg
Nue
Nue
Nue
650 - 720
650 - 720
595 - 630
45
45
45
4
4
30
2
2
2
500
500
500
Etui plastique 500g
Etui plastique 1Kg
Etui plastique 500g
Code Article
Composition
Brasures agréées ATG
RC52364
Cu86.7P7.3Ag6
RC52363
Cu86.7P7.3Ag6
RA52367
Ag40Cu19Zn21Cd20
Produits chimiques
RF62368
Flux "gel 60" homologué en couple avec brasure Ag6, nos réf. RC52363-RC52364 - Agrément ATG N°750
RF62369
Flux "gel 400" homologué en couple avec brasure Ag40, notre réf. RA52367 - Agrément ATG N°1512
Pot 80g
Pot 80g
FG1001
FP1002
Pot de 200g
Pot de 200g
Flux universel gel pour brasage fort
Flux universel poudre pour brasage fort
Autres diamètres et alliages : nous consulter
METACONCEPT S.A. - ZA Taffignon - 69630 CHAPONOST (France) - Tél. +33 (0) 478 513 838 - Fax +33 (0) 478 513 837 - www.metaconcept.fr - [email protected]
Mode d'emploi
Avant tout brasage, il est impératif d’éliminer les couches oxydées ou comportant des impuretés telles que traces d’oxydation (rouille, calamine, vert de
gris, . . .). Ceci peut être réalisé par procédé mécanique (brosse métallique, toile émeri, meuleuse, lime, . . .) et/ou par procédé chimique. Les couches
épaisses de graisse ou d’huile sont à essuyer ou à éliminer avec des solvants (par ex. acétone) sur les pièces sensibles. Attention, l’emploi du
trichloréthylène est à proscrire car il dégage un gaz mortel, le phosgène, lorsqu’il est chauffé. Afin de maintenir les pièces à assembler dans la bonne
position jusqu’à la solidification du métal d’apport, il est nécessaire de les fixer, en réglant entre elles une fente de brasage étroite, si possible entre 0,05
et 0,2 mm.
Si le flux est contenu dans l'enrobage ou si le métal d'apport est autodécapant (alliage Cuivre-Phosphore pour braser du cuivre) on peut directement
procéder à l'étape de brasage décrite ci-dessous. Sinon, appliquer le décapant externe en prenant garde de ne pas le mettre en contact avec la peau, en
particulier en cas de blessures cutanées.
Afin que le métal d’apport puisse remplir la fente, les pièces à assembler doivent être chauffées à la température de travail du métal d’apport (environ 20
à 30% au delà de la température de liquidus). Dès que le flux s'est répandu de manière homogène et que la température de travail du métal d’apport est
atteinte, appliquer ce dernier dans la fente de brasage. Le métal d’apport remplit la fente étroite et se répand dans l'espace entre les pièces à assembler
par capillarité (la capillarité est inversement proportionnelle à la distance entre les pièces). La température de travail du métal d’apport doit être atteinte
en 3 minutes maximum afin de ne pas brûler le flux, surchauffer le joint ou endommager le métal d’apport et les pièces.
Lorsque le métal d’apport a totalement rempli la fente de brasage, laisser refroidir la pièce dans son support de fixation jusqu’à ce que l'alliage soit
solidifié. Dès lors il est possible de dégager la pièce de sa fixation. Afin d’éviter la corrosion, il faut éliminer les résidus de flux après le brasage à l'aide
d'une brosse ou d'un morceau de toile émeri.
Applications
La forte résistance mécanique de la brasure forte (40 à 50 Kg/mm²) par rapport à la brasure tendre (5 Kg/mm²) et sa relative simplicité de mise en
œuvre lui ouvrent un champ d'application très large.:Les principaux domaines d'applications sont d'une part dans le bâtiment pour l'assemblage des
conduites d'eau ou de gaz et d'autre part dans l'industrie pour la fabrication ou la réparation de pièces dans les domaines tels que la chaudronnerie, la
tôlerie, la serrurerie et la menuiserie métallique. Attention, seules les brasures certifiées "ATG" doivent être utilisées pour le brasage des conduites de
gaz.On peut également l'utiliser dans les milieux industriels tels que chaudronnerie, tôlerie, serrurerie ou charpente
Plus résistante que la brasure tendre, la brasure forte agit par capillarité et de ce fait n'est pas adaptée à des assemblages à joint épais. Dans ce dernier
cas, on peut utiliser un alliage de soudo-brasure, particulièrement résistant aux contraintes sévères.
Flux décapants
Toutes les techniques d'assemblage décrites ci-dessus font appel à un flux décapant qui, dans le cas de la soudure hétérogène (utilisation d'un métal
d'apport) sert à préparer les pièces alors que dans le cas de la soudure autogène, il sert à nettoyer les cordons de soudure en éliminant les oxydes et la
calamine. Dans le premier cas, l’action principale du décapant sera de diminuer les tensions superficielles pour un meilleur mouillage du métal d’apport, puis
de réduire les résidus d’oxyde présents sur la pièce.
Dans le cas de la brasure forte et de la soudo-brasure, le décapant peut être intégré (baguettes enrobées ou éventuellement fourrées) ou externe.
Lorsqu'il est intégré, son utilisation est transparente et ne requiert aucune mise en œuvre particulière. Lorsque le décapant est externe, s’il se présente
sous forme liquide ou crème, il doit être appliqué au moyen d’un pinceau sur la pièce froide. S’ il se présente sous forme de poudre, on trempe la baguette
dans le pot afin de la revêtir du produit (on peut chauffer légèrement la baguette pour une meilleure accroche de la poudre). La plupart des flux sont
légèrement corrosifs et ne doivent pas entrer en contact avec la peau, en particulier en cas de blessures cutanées. La première action du décapant sera
d'assurer un nettoyage préliminaire afin de dissoudre les résidus d’oxyde présents sur la pièce.
Vous trouverez dans les feuillets joints la liste des décapants préconisés par Métaconcept pour toutes ces applications
METACONCEPT S.A. - ZA Taffignon - D50 - 69630 CHAPONOST - Tél. +33 (0) 478 513 838 - Fax. +33 (0) 478 513 837 - www.metaconcept.fr - [email protected]