Qu’en est-il de l’effet de soudage d’un four de brasage sous vide ?
Le brasage sous vide est une méthode relativement récente de brasage sans flux. Grâce à l'environnement sous vide, l'effet néfaste de l'air sur la pièce est efficacement éliminé, permettant ainsi un brasage réussi sans apport de flux. Cette méthode est principalement utilisée pour le brasage de métaux et d'alliages difficiles à braser, tels que les alliages d'aluminium, de titane, les alliages haute température, les alliages réfractaires et les céramiques. Le joint brasé est brillant et compact, et présente de bonnes propriétés mécaniques et une excellente résistance à la corrosion. Le brasage sous vide n'est généralement pas adapté au soudage à l'aiguille des aciers au carbone et des aciers faiblement alliés.
L'équipement de brasage sous vide se compose principalement du four de brasage et du système de vide. Il existe deux types de fours de brasage sous vide : à foyer chaud et à foyer froid. Ces deux types de fours peuvent être chauffés au gaz naturel ou à l'électricité et peuvent être conçus avec une structure latérale, inférieure ou supérieure (type Kang). Le système de vide est généralement compatible.
Un système de vide comprend principalement une unité de vide, une tuyauterie de vide, une vanne de vide, etc. L'unité de vide est généralement composée d'une pompe mécanique à palettes rotatives et d'une pompe à diffusion d'huile. La pompe mécanique seule ne permet d'atteindre qu'un vide inférieur à 1,35 × 10⁻¹ Pa. Pour obtenir un vide poussé, la pompe à diffusion d'huile doit être utilisée simultanément. On peut alors atteindre un vide de 1,35 × 10⁻⁴ Pa. La pression du gaz dans le système est mesurée à l'aide d'un vacuomètre.
Le brasage sous vide consiste à braser dans un four ou une chambre de brasage où l'air est extrait. Il est particulièrement adapté au brasage d'assemblages de grande taille et continus, ainsi qu'à l'assemblage de certains métaux spéciaux, tels que le titane, le zirconium, le niobium, le molybdène et le tantale. Ses applications sont nombreuses. Cependant, le brasage sous vide présente également les inconvénients suivants :
① Le métal se volatilise facilement sous vide ; le brasage sous vide est donc déconseillé pour les métaux de base et d’apport contenant des éléments volatils. Si son utilisation s’avère nécessaire, des mesures complexes spécifiques doivent être mises en œuvre.
② Le brasage sous vide est sensible à la rugosité de surface, à la qualité d'assemblage et à la tolérance d'ajustement des pièces brasées, et nécessite un niveau théorique élevé de l'environnement de travail et des opérateurs.
③ Les équipements sous vide sont complexes, nécessitent un investissement initial important et engendrent des coûts de maintenance élevés.
Comment réaliser un brasage sous vide dans un four sous vide ? Lors d'un brasage sous vide, la pièce à souder est placée dans le four (ou dans la cuve de brasage), la porte du four (ou le couvercle de la cuve) est fermé, et un vide partiel est établi avant chauffage. La pompe mécanique est mise en marche. Une fois le vide atteint 1,35 Pa, la vanne de direction est actionnée. Le circuit direct entre la pompe mécanique et le four de brasage est fermé, et la tuyauterie reliée au four passe par la pompe à diffusion. Le fonctionnement simultané de la pompe mécanique et de la pompe à diffusion permet d'atteindre le vide requis dans le four de brasage pendant un temps limité, puis le chauffage peut être mis en marche.
Durant toute la phase de montée en température et de chauffage, l'unité de vide doit fonctionner en continu afin de maintenir le vide dans le four, de compenser les fuites d'air aux différentes interfaces entre le système de vide et le four de brasage, d'évacuer les gaz et la vapeur adsorbés sur les parois du four, les dispositifs de fixation et les pièces à souder, ainsi que les volatilisations du métal et de l'oxyde, afin de réduire la teneur en air. Il existe deux types de brasage sous vide : le brasage sous vide poussé et le brasage sous vide partiel (ou moyen vide). Le brasage sous vide poussé est particulièrement adapté au brasage des métaux de base dont l'oxyde est difficile à décomposer (comme les superalliages à base de nickel). Le brasage sous vide partiel est utilisé lorsque le métal de base ou le métal d'apport se volatilise sous l'effet de la température de brasage et du vide poussé.
Lorsque des précautions particulières doivent être prises pour garantir une pureté élevée, une méthode de purification sous vide doit être adoptée avant le brasage à l'hydrogène sec. De même, l'utilisation d'hydrogène sec ou d'un gaz inerte pour la purification avant la mise sous vide permet d'obtenir de meilleurs résultats lors du brasage sous vide poussé.
Date de publication : 21 juin 2022