Nouvelles

Jul 14, 2023

Ne soyez pas effronté en ce qui concerne les techniques de soudage et de brasage

Indices visuels : chaque métal de base et alliage réagit un peu différemment, mais nous

REPÈRES VISUELS:Chaque métal de base et alliage réagit un peu différemment, mais nous utilisons toujours des indicateurs quelconques.

Les pratiques de brasage et de soudage sont l'un des nombreux domaines dans le domaine HVACR où ce qui est couramment pratiqué n'est pas ce qui est le mieux, et ce qui est enseigné ne s'applique pas dans tous les cas. Commençons par les bases.

Lorsque la température du liquide (liquidus) de l'alliage (tige ou fil) que vous utilisez est de 840 °F ou moins, le processus est considéré comme un brasage. Le brasage se produit lorsque la température du liquide de l'alliage est supérieure à 840°.

Parfois, nous nous référerons aux tiges porteuses d'argent comme "soudure à l'argent" même lorsque la température du liquidus est supérieure à 840°. Ce terme impropre tombe dans la catégorie "qui s'en soucie" pour la plupart d'entre nous sur le terrain, mais la plupart des fabricants les qualifient d'"alliage de brasage" ou d'"alliage de remplissage" plutôt que de soudure car la température du liquidus se situe dans la plage de brasage de plus de 840° .

Lors du brasage ou du soudage de tubes, nous devons accomplir quelques tâches pour établir une connexion correcte.

Tout d'abord, lors du chauffage du joint ou du patch, nous ne devons pas surchauffer le métal de base ou le flux (le cas échéant).

Nous devons chauffer l'ensemble du joint au-dessus de la température de fusion de l'alliage de brasage pour tirer l'alliage profondément dans le joint. Les erreurs courantes impliquant un chauffage incorrect du joint incluent la sous-chauffe, la surchauffe ou le fait de prendre trop de temps pour terminer un joint parce que les repères visuels ne sont pas utilisés pour appliquer l'alliage au bon moment. Les résultats incluent de vilaines gouttes d'alliage ou des "joints de capuchon" si la chaleur est trop concentrée sur le bord du joint plutôt que de tirer l'alliage liquide profondément dans le joint.

Chaque métal de base et alliage réagit un peu différemment, mais nous utilisons toujours des indicateurs quelconques pour savoir quand augmenter ou réduire la chaleur et quand appliquer l'alliage en fonction du travail que nous effectuons.

Certaines choses que vous devez savoir avant d'établir une connexion :

Bien que nous n'ayons pas la place ici pour couvrir toutes ces questions en détail, le meilleur point de départ est les faits techniques pour les alliages de brasage que vous utilisez, ainsi qu'une solide compréhension de ce que vous essayez d'accomplir.

La plupart des connexions HVACR impliquent un joint mâle-femelle dans un tube à l'aide d'un raccord ou d'un sertissage. Le bon résultat dans une connexion est de chauffer le matériau de base au point que l'alliage s'écoule dans le joint et lie les matériaux ensemble dans tout le joint.

LE SUSPECT USUEL:La plupart des connexions réalisées dans HVACR impliquent un joint mâle-femelle dans un tube à l'aide d'un raccord ou d'un sertissage.

PAS DE FLUX:Dans certaines situations, nous devons colmater une fuite à la surface d'un tube ou d'un serpentin à micro-canaux sans le "faire couler" dans le tube.

Une réparation doit être effectuée en découpant une partie endommagée du tube, en utilisant un outil à sertir ou des raccords pour insérer un nouveau morceau de tube chaque fois que possible, puis en utilisant des techniques de connexion typiques. Dans certaines situations, nous devons colmater une fuite à la surface d'un tube ou d'une bobine à micro-canaux. Dans ces circonstances, nous voulons lier l'alliage à la surface du métal de base sans le "faire couler" dans le tube.

L'écoulement d'un alliage dans le tube peut bloquer le tube. Ce type de réparation ne devrait pas être tenté dans les zones à fortes contraintes telles que les conduites de refoulement des compresseurs, mais j'ai effectué des centaines de réparations réussies au cours de ma carrière dans les bobines et les coudes en U, en particulier dans le cas de fuites par frottement.

Faire ce type de réparation nécessite un contrôle thermique délicat pour maintenir l'alliage à la viscosité (épaisseur) idéale pour combler la zone compromise sans tomber ou tirer dans l'espace.

La plupart des métaux avec lesquels nous travaillons réagissent à la chaleur de la même manière avec un changement de couleur, comme le montre la figure 1. Notamment, l'aluminium ne montrera aucun changement de couleur avant d'atteindre son point de fusion, ce qui le rend particulièrement difficile à braser ou à souder sans utiliser. un flux qui agit comme un indicateur. Vous devez connaître la température de travail de l'alliage que vous utilisez ainsi que la température de fusion du métal de base - n'appliquez l'alliage qu'après avoir chauffé le métal de base à une température comprise dans cette plage.

Figure 1:Ce graphique montre comment la plupart des métaux réagissent à la chaleur avec un changement de couleur.

Il est important de choisir une torche et une buse appropriées. Généralement, vous sélectionnerez le type de torche en fonction de la température de l'alliage utilisé et la pointe en fonction de la taille du travail.

Par exemple:

COMPARE ET NUANCE:Notez les différences entre les flammes acétylène et oxy-acétylène.

Gardez à l'esprit que ces températures ne sont pas la température de la flamme mais plutôt la température à laquelle la flamme peut généralement être utilisée pour chauffer le matériau de base dans un délai raisonnable.

Sélectionnez les tailles de buse, les tailles de plate-forme et les rapports de pression de carburant (le cas échéant) en fonction des spécifications du fabricant pour la torche et du diamètre du tube que vous joignez ou raccordez.

Le flux pour le brasage, le brasage et le soudage est une poudre, une pâte ou un liquide qui est ajouté au matériau de base à lier. Il est introduit soit par application directe, soit dans le cadre de la tige ou du fil appliqué.

Le flux peut faire différentes choses pour améliorer la liaison, mais son objectif principal est de se lier aux oxydes métalliques et de les garder hors de la zone de travail.

Les oxydes sont des composés qui résultent d'un matériau (dans ce cas, le métal) réagissant avec l'oxygène pour créer une nouvelle substance. Certains oxydes courants sont la rouille de l'acier ou du fer et la calamine noire qui apparaît sur le cuivre lorsque vous le chauffez au-dessus d'environ 500°. C'est ce qu'on appelle «l'oxyde cuivrique» et il aime bloquer les écrans et les vannes.

Lors de la soudure, du brasage et du soudage, nous chauffons souvent suffisamment les métaux de base pour qu'ils se décomposent facilement et commencent à se lier à l'oxygène pour former ces oxydes désagréables. Pour cette raison, vous devez toujours faire circuler de l'azote dans les conduites lorsque vous chauffez du cuivre au-dessus de 500°. L'azote déplace l'oxygène, empêchant l'accumulation de ce tartre noir.

La couche d'oxydes qui se forme à l'extérieur d'un joint peut réduire la force de la liaison entre l'alliage et le métal de base ; il peut même empêcher complètement le collage.

Le but le plus courant du flux est de garder ces oxydes à l'écart afin que la liaison puisse être établie. Le flux ne remplace pas un nettoyage et un contrôle de la chaleur appropriés, mais dans de nombreux cas, il est nécessaire de traiter les oxydes.

Un autre avantage des flux spéciaux est qu'ils peuvent servir d'indicateur de la température de brasage appropriée. Généralement, les flux prendront une couleur spécifique ou deviendront plats et lisses lorsque la température appropriée sera atteinte. Chaque flux est un peu différent, mais ils fournissent tous un indicateur important et sont particulièrement utiles dans les applications à basse température et à température critique.

Le flux n'est pas toujours nécessaire. Dans le brasage sil/phos, le phosphore agit comme fondant. Cependant, les alliages contenant du phosphore ne fonctionnent qu'avec certains métaux de base. Ils sont incompatibles avec l'acier.

Les flux doivent être utilisés conformément aux spécifications du fabricant. Certains émettent des vapeurs toxiques et nécessitent une protection respiratoire, et dans la plupart des cas, le flux résiduel doit être nettoyé une fois le collage effectué.

Un bon alliage de connexion HVACR doit former une liaison extrêmement solide avec le matériau de base qui peut résister aux pressions, températures, cycles thermiques (changements de température) et vibrations les plus élevées possibles pour l'application. Lors du choix d'un alliage et d'une technique, il est important de prendre en compte les pires scénarios, tels qu'un cycle court ou une panne du moteur du ventilateur du condenseur, et pas seulement les conditions de fonctionnement typiques.

Bien que les spécifications du fabricant doivent être référencées, il est également judicieux d'obtenir l'avis de professionnels dont le travail a résisté à l'épreuve du temps lors de la sélection d'un alliage.

Les connexions cuivre-cuivre ne nécessitent aucun flux lorsque des tiges contenant du phosphore sont utilisées. Par conséquent, les tiges utilisant une petite quantité d'argent, le reste de la tige étant en cuivre et en phosphore, sont courantes.

Certains de ces alliages de brasage ne contiennent pas d'argent du tout, mais gardez à l'esprit qu'une teneur en argent plus élevée peut entraîner une liaison plus durable ainsi qu'un meilleur écoulement dans le joint.

La plupart de ces alliages phos/cuivre ont une température de travail d'environ 1200°, et le cuivre a une température de fusion d'environ 1950°. Ces tiges doivent être appliquées sur le joint ou la réparation après avoir chauffé le métal de base en cuivre jusqu'à la gamme de couleur "cerise", qui correspond à une température de 1 175° à 1 275°.

Le laiton est un alliage métallique composé d'un mélange de cuivre et de zinc et dont le point de fusion est inférieur à celui du cuivre. Cependant, comme le laiton est idéal pour la coulée, de nombreuses vannes et autres composants de réfrigération sont en laiton. Il est préférable d'utiliser un alliage à haute teneur en argent avec un flux externe ou une tige enrobée de flux comme la tige Solderweld 56%, ce que nous utilisons généralement.

Appliquez de la chaleur sur les deux côtés du joint jusqu'à ce que vous voyiez la bonne couleur principalement sur le cuivre et, dans une moindre mesure, sur le laiton également. Le flux agira également comme un indicateur car il deviendra complètement clair et plat, donnant aux deux métaux de base un aspect "mouillé" à environ 1 100° (pour les flux les plus appropriés). Le changement de couleur et le flux clair peuvent agir comme des indicateurs que la température correcte pour un joint cuivre-laiton a été atteinte.

Travailler avec du cuivre ou du laiton sur de l'acier nécessitera un alliage de brasage sans phosphore ni fondant. L'acier change de couleur à peu près de la même manière que le cuivre, mais il a moins de conductivité thermique, ce qui signifie que la chaleur que vous appliquez a tendance à se concentrer à cet endroit plutôt que d'être conduite vers une plus grande surface comme c'est le cas avec le cuivre. L'acier ne fond pas avant d'atteindre 2 500°, mais la plage de travail du flux est généralement de 1 100° à 1 600° (selon la marque/le type), de sorte que le flux peut facilement être surchauffé lors du travail avec de l'acier. De plus, il n'est pas difficile de se heurter à la température de fusion du cuivre de 1950° si vous ne faites pas attention.

Lorsque vous travaillez avec du cuivre ou du laiton sur de l'acier, les indicateurs de température de brasage à utiliser incluent une couleur de métal dans cette gamme "cerise" et un flux clair et silencieux (sans bulles).

L'aluminium ne présente aucune indication visible du moment où il va fondre, ce qui le rend plus difficile à travailler. Il fond également à une température relativement basse de 1 220°, ce qui signifie que si vous collez de l'aluminium à d'autres métaux, l'aluminium risque de fondre dès qu'une rougeur apparaît dans les autres métaux. Lors du brasage de l'aluminium sur l'aluminium, du rapiéçage de l'aluminium ou du travail de l'aluminium sur d'autres métaux, vous devez vous fier fortement au flux d'aluminium pour indiquer quand il est temps d'appliquer l'alliage. Pour les travaux d'aluminium sur aluminium, utilisez une tige de réparation en aluminium spécifique à l'application comme Alloy Sol de Solderweld. Alloy Sol est idéal car vous pouvez appliquer autant de flux que vous le souhaitez, et il vous donne une bonne indication du moment où commencer à appliquer la tige lorsque le flux devient clair à environ 600°.

Le nettoyage des joints en aluminium est généralement essentiel pour une liaison durable et il est préférable de le faire en deux étapes. Tout d'abord, nettoyez avec un solvant dégraissant (l'acétone, le méthyléthylcétone, le diluant pour laque et le toluène sont de bons choix) et un chiffon non pelucheux. Ensuite, brossez tous les oxydes présents avec une brosse dédiée, propre et à poils doux (je préfère un poils en acier inoxydable). La zone doit également être maintenue sèche, car l'aluminium s'oxydera rapidement en présence d'eau.

Parfois, ce processus de nettoyage peut ne pas être pratique, et j'ai de la chance d'obtenir une liaison en utilisant Alloy Sol même sur de l'aluminium sale, mais reportez-vous aux instructions d'installation du produit particulier que vous utilisez.

Pour les joints aluminium-cuivre, vous devez utiliser des alliages spécialement conçus à cet effet ou une soudure à basse température conçue pour l'aluminium et le cuivre. Ma préférence est la brasure Al-Cop car elle a un flux intégré dans un canal sur la tige. La tige peut être maintenue au joint, et le flux fondra et s'écoulera de la tige lorsque la température appropriée sera atteinte.

Lors d'une réparation ou d'un joint dans n'importe quel matériau, nous recherchons des repères visuels pour éviter de surchauffer et d'endommager le matériau de base, de brûler le flux ou de sous-chauffer et de projeter un alliage partiellement fondu sur le joint.

Résumer:

Date de parution : 24/12/2018

Vous voulez plus de nouvelles et d'informations sur l'industrie du CVC ? Rejoignez The NEWS sur Facebook, Twitter et LinkedIn dès aujourd'hui !

Bryan Orr est vice-président de Kalos Services Inc. et fondateur de l'école HVAC.