Conjuntos soldados por contato de prata dependem de brasagem dura para unir pontas de contato de liga de prata com substratos de cobre ou liga de cobre. A qualidade da junta dos conjuntos soldados é determinada principalmente pela composição do metal de adição da brasagem, faixa de temperatura de fusão e remoção de óxido superficial durante a brasagem. A seleção inadequada de materiais de brasagem levará a juntas frágeis, aumento da resistência de contato e falha prematura de relés e contatores sob carga elétrica cíclica.
A brasagem é um método de união metalúrgica permanente para materiais idênticos ou diferentes. Ao contrário da soldagem por fusão e da soldagem por pressão, a brasagem opera abaixo do ponto de fusão dos metais básicos. O processo produz juntas suaves, alterações limitadas na microestrutura do substrato e precisão dimensional controlada da peça. Essa característica torna a brasagem adequada para união de precisão de montagens de metal-com{4}}metal, amplamente adotada na fabricação de componentes aeroespaciais, nucleares, de instrumentação, eletrônicos e componentes elétricos.
Os materiais de brasagem consistem em metal de adição de brasagem e fluxo de brasagem. O metal de adição de brasagem atua como liga de enchimento para formar a junta. O fluxo de brasagem remove óxidos nas superfícies do metal base e do metal de adição e protege os substratos metálicos durante o aquecimento. As propriedades do metal de adição e a interação interfacial com os metais básicos dominam o desempenho final da junta. Para controle de custos, as formulações de metal de adição minimizam o consumo de metais preciosos, ao mesmo tempo que atendem aos requisitos mecânicos, térmicos e elétricos.
Os metais de adição são categorizados por matriz de liga. As classes comuns incluem metais de adição à base de-estanho, à base de prata-, à base de cobre-, à base de alumínio-, à base de níquel-, à base de manganês-e metais preciosos. Pela temperatura de fusão, os metais de adição são divididos em soldas macias com pontos de fusão abaixo de 450 graus e cargas de brasagem dura acima de 450 graus. Os enchimentos de brasagem dura são divididos em graus de alta-temperatura acima de 900 graus e graus de temperatura média-abaixo de 900 graus. Os metais de adição são fabricados em fios, tiras, anéis, folhas, folhas, pó e pasta para combinar com diferentes processos de brasagem. Os metais de adição em pasta combinam ligas em pó com transportadores, incluindo fluxo, solvente e ativadores.
O metal de adição-de brasagem à base de prata é a liga de brasagem dura mais amplamente usada para conjuntos de contato de prata brasados. O metal de adição à base de prata-apresenta uma faixa de fusão moderada, boa molhabilidade, alta resistência à tração, ductilidade, condutividade térmica, condutividade elétrica e resistência à corrosão. Ele pode soldar aço-carbono, aço estrutural, aço inoxidável, ligas-de alta temperatura, ligas de cobre, ligas Kovar e metais refratários. Cobre, zinco, estanho e cádmio são adicionados como elementos de liga. O cobre serve como aditivo primário para reduzir a temperatura de fusão sem formar fases intermetálicas quebradiças. Os formatos disponíveis incluem arame, chapa, anel, tira de alumínio, pasta, pré-forma, calço sanduíche e arame tubular, combinando linhas de brasagem automatizadas e manuais para produção de contato elétrico.
A produção global de material de brasagem é dominada pela produção doméstica. Um subconjunto de classes de brasagem atinge os padrões internacionais de fabricação. A indústria enfrenta um desequilíbrio: a capacidade de metal de adição de baixo-grau excede a demanda do mercado, enquanto materiais de brasagem de alto-desempenho para fabricação avançada permanecem escassos. Muitos metais de adição-de alta temperatura, ligas de brasagem ativa, cargas de brasagem automatizadas, cargas compostas e materiais de brasagem em pasta ainda dependem de importações. Existem lacunas na produção nacional no controle da fusão e do processamento. Defeitos comuns incluem composição química inconsistente, elevado teor de gases e impurezas, fora-da{9}}tolerância dimensional e acabamento superficial insatisfatório. Os padrões da indústria variam e a fiscalização é inconsistente, levando a uma qualidade de lote instável.
Para aplicações eletrônicas e semicondutoras, as cargas de brasagem ativa utilizam titânio, zircônio ou nióbio como elementos ativos. Esses metais reagem com superfícies cerâmicas e criam camadas de ligação entre substratos cerâmicos e metálicos. As cargas de brasagem ativa são adequadas para cerâmicas de óxido, cerâmicas não-óxidos e materiais dielétricos inorgânicos. Soldas leves-à base de estanho são amplamente utilizadas para interconexão eletrônica. Ligas à base de estanho-têm baixa temperatura de fusão e abundantes reservas de matéria-prima. Eles formam juntas de interconexão mecânica, térmica e elétrica para substratos de cobre, liga de cobre, aço carbono, estanhados-e zincados-. A solda de estanho-sem chumbo e sem halogênio-substituiu a solda contendo-chumbo para conformidade ambiental, embora o desempenho geral não possa ser totalmente compatível com a solda de-estanho tradicional.
Metais de adição-de brasagem à base de cobre são aplicados em ligas de cobre, aço e metal duro. As formas de produtos incluem arame, tira, anel, pó, pasta, pré-formas tubulares e revestidas. Metais de adição de brasagem à base de alumínio suportam a união de alumínio e ligas de alumínio. A crescente adoção do alumínio-para{6}}cobre nos setores automotivo, aeroespacial, transporte ferroviário e refrigeração aumenta a demanda por enchimentos de brasagem de alumínio, comumente usados para trocadores de calor de aletas, painéis alveolares de alumínio e juntas soldadas de cobre{7}}alumínio. O pó para brasagem-à base de níquel é classificado como um enchimento para brasagem dura-de alta temperatura. Boro, silício ou fósforo são adicionados para reduzir a temperatura de fusão. Os enchimentos-à base de níquel oferecem boa resistência ao calor e à corrosão para brasagem de cobre, níquel, cobalto, aço inoxidável e diamante. As aplicações finais incluem motores a jato, componentes de foguetes, equipamentos químicos, reatores nucleares, resfriadores EGR, trocadores de calor e sistemas de combustível. Metais de adição à base de níquel-são fornecidos como pasta ou tiras de folha amorfa rapidamente solidificadas.
A seleção do material para montagem soldada de contatos elétricos de prata deve corresponder ao material do substrato, à temperatura operacional, à carga elétrica e ao método de brasagem de produção. O metal de adição incompatível criará alta resistência de contato, rachaduras nas juntas ou separação durante o ciclo elétrico. Os engenheiros precisam verificar a faixa de fusão do metal de adição, a composição da liga e a molhabilidade antes da produção em massa. Testes de brasagem em pequenos lotes são recomendados para validar a resistência à tração e a estabilidade elétrica da junta antes da-fabricação em grande escala.
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