1. Matériau de brasage
(1) Le titane et ses alliages de base sont rarement brasés à l'aide d'une brasure tendre. Les métaux d'apport utilisés pour le brasage sont principalement à base d'argent, d'aluminium, de titane ou de titane-zirconium.
La brasure à base d'argent est principalement utilisée pour les composants dont la température de fonctionnement est inférieure à 540 °C. Les joints utilisant de la brasure à base d'argent pur présentent une faible résistance mécanique, une fissuration facile et une faible résistance à la corrosion et à l'oxydation. La température de brasage de la brasure AgCu est inférieure à celle de l'argent, mais sa mouillabilité diminue avec l'augmentation de la teneur en Cu. La brasure AgCu contenant une faible quantité de Li peut améliorer la mouillabilité et le degré d'alliage entre la brasure et le métal de base. La brasure AG Li présente les caractéristiques d'un point de fusion bas et d'une forte réductibilité. Elle convient au brasage du titane et de ses alliages sous atmosphère protectrice. Cependant, le brasage sous vide pollue le four en raison de l'évaporation du Li. Le métal d'apport Ag-5al- (0,5 ~ 1,0) Mn est le métal d'apport privilégié pour les composants en alliage de titane à parois minces. Le joint brasé présente une bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion. La résistance au cisaillement des joints en titane et alliages de titane brasés avec un métal d'apport à base d'argent est présentée dans le tableau 12.
Tableau 12 Paramètres du processus de brasage et résistance des joints du titane et des alliages de titane
La faible température de brasage de la brasure à base d'aluminium évite la transformation en phase β des alliages de titane, ce qui simplifie le choix des matériaux et des structures de brasage. L'interaction entre le métal d'apport et le métal de base est faible, et la dissolution et la diffusion sont discrètes. Cependant, la plasticité du métal d'apport est bonne et il est facile de les laminer ensemble. Il est donc idéal pour le brasage des radiateurs en alliage de titane, des structures en nid d'abeille et des structures stratifiées.
Les flux à base de titane ou de titane-zirconium contiennent généralement du Cu, du Ni et d'autres éléments, qui peuvent rapidement se diffuser dans la matrice et réagir avec le titane lors du brasage, entraînant une corrosion de la matrice et la formation d'une couche cassante. Par conséquent, la température et le temps de maintien du brasage doivent être strictement contrôlés pendant le brasage et, dans la mesure du possible, éviter son utilisation pour le brasage de structures à parois minces. Le B-ti48zr48be est une brasure Ti-Zr classique. Il présente une bonne mouillabilité au titane et le métal de base ne présente aucune tendance à la croissance des grains lors du brasage.
(2) Métaux d'apport de brasage pour le zirconium et les alliages de base Le brasage du zirconium et des alliages de base comprend principalement le b-zr50ag50, le b-zr76sn24, le b-zr95be5, etc., qui sont largement utilisés dans le brasage des tuyaux en alliage de zirconium des réacteurs nucléaires.
(3) Le flux de brasage et l'atmosphère protectrice du titane, du zirconium et des alliages de base permettent d'obtenir des résultats satisfaisants sous vide et sous atmosphère inerte (hélium et argon). Le brasage sous protection d'argon doit être réalisé avec de l'argon de haute pureté, et le point de rosée doit être inférieur ou égal à -54 °C. Le brasage à la flamme doit être réalisé avec un flux spécial contenant du fluorure et du chlorure de Na, K et Li.
2. Technologie de brasage
Avant le brasage, la surface doit être soigneusement nettoyée, dégraissée et la couche d'oxyde éliminée. Une couche épaisse d'oxyde doit être éliminée par méthode mécanique, par sablage ou par bain de sels fondus. La fine couche d'oxyde peut être éliminée dans une solution contenant 20 à 40 % d'acide nitrique et 2 % d'acide fluorhydrique.
Le Ti, le Zr et leurs alliages ne doivent pas entrer en contact avec l'air lors du brasage. Le brasage peut être réalisé sous vide ou sous gaz inerte. Le chauffage par induction haute fréquence ou sous protection peut être utilisé. Le chauffage par induction est la méthode la plus adaptée aux petites pièces symétriques, tandis que le brasage au four est plus avantageux pour les composants volumineux et complexes.
Ni Cr, W, Mo, Ta et d'autres matériaux doivent être choisis comme éléments chauffants pour le brasage du Ti, du Zr et de leurs alliages. Les équipements utilisant du graphite apparent comme éléments chauffants ne doivent pas être utilisés afin d'éviter toute pollution par le carbone. Les dispositifs de brasage doivent être fabriqués dans des matériaux présentant une bonne résistance à haute température, un coefficient de dilatation thermique similaire à celui du Ti ou du Zr, et une faible réactivité avec le métal de base.
Date de publication : 13 juin 2022