Le brasage sous vide est une méthode de brasage relativement récente, sans flux et réalisée sous vide. 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 technique est principalement utilisée pour le brasage de métaux et d'alliages difficiles à braser, tels que les alliages d'aluminium, de titane, les superalliages, les alliages réfractaires et les céramiques. Le joint brasé est brillant et dense, présentant 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. Ils peuvent être conçus avec une structure à montage latéral, inférieur ou supérieur (type Kang), et le système de vide est universel.
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. Une pompe mécanique seule ne permet d'atteindre qu'un vide inférieur à 1,35 fois le niveau de 10⁻¹ Pa. Pour obtenir un vide poussé, il est nécessaire d'utiliser simultanément la pompe à diffusion d'huile, permettant ainsi d'atteindre un vide de 1,35 fois le niveau de 10⁻⁴ Pa. La pression du gaz dans le système est mesurée à l'aide d'un vacuomètre.
Le brasage sous vide est un brasage réalisé dans un four ou une chambre de brasage où l'air est extrait. Il est particulièrement adapté au brasage de joints de grande taille et continus. Il convient également à l'assemblage de certains métaux spéciaux, tels que le titane, le zirconium, le niobium, le molybdène et le tantale. Cependant, le brasage sous vide présente aussi les inconvénients suivants :
① Sous vide, le métal se volatilise facilement ; le brasage sous vide est donc déconseillé pour le métal de base et le soudage d’éléments volatils. Si nécessaire, des procédés plus complexes doivent être mis 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 a des exigences élevées en matière d'environnement de travail et de niveau théorique des opérateurs.
③ L’équipement sous vide est complexe, nécessitant un investissement initial important et des coûts d’entretien élevés.
Comment réaliser le brasage sous vide dans un four ? Pour ce faire, placez la pièce à souder dans le four (ou dans le récipient de brasage), fermez la porte du four (ou le couvercle du récipient) et effectuez un pré-vide avant chauffage. Démarrez la pompe mécanique, puis, une fois le vide atteint 1,35 Pa, ouvrez la vanne de direction. Fermez le circuit direct entre la pompe mécanique et le four de brasage et raccordez la tuyauterie au four de brasage via la pompe à diffusion. En utilisant la pompe mécanique et la pompe à diffusion, atteignez le niveau de vide requis dans le four de brasage pendant un temps limité, puis lancez le chauffage électrique.
Durant toute la phase de montée en température et de chauffage, l'unité de vide fonctionne en continu pour maintenir le vide dans le four, compenser les fuites d'air aux différentes interfaces entre le système de vide et le four de brasage, et éliminer les gaz et la vapeur d'eau adsorbés par les parois du four, les dispositifs de fixation et la pièce à souder, ainsi que la volatilisation du métal et de l'oxyde, afin de réduire la perte de charge. Il existe deux types de brasage sous vide : le brasage sous vide poussé et le brasage sous vide partiel (ou moyen). 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 la brasure 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 le pompage sous vide contribue à obtenir de meilleurs résultats lors du brasage sous vide poussé.
Date de publication : 7 mai 2022