— l’utilisation d’un alliage d’apport dont l’intervalle de fusion est inférieur à celui des matériaux des pièces à braser (cette température étant toutefois supérieure à 427 °C) ;
— le mouillage des surfaces des pièces à braser par le métal d’apport qui doit couler par capillarité dans le joint sé-
parant les bords contigus des pièces à assembler. (Dans ce but, on a très souvent recours à un flux de brasage ou à une atmosphère gazeuse neutre ou réductrice.)
L’American Welding Society
(AWS) ajoute à la définition générale
du brasage une condition supplémentaire, à savoir que la température de fusion complète de l’alliage d’apport soit supérieure à 427 °C. Cette limitation vers le bas a pour but de grouper dans une autre catégorie de procédés ceux que les Anglo-Saxons appellent
« soldering » et qu’il convient d’appeler « brasage tendre », mais que l’on dénomme improprement « soudure tendre ». Ces procédés utilisent comme matière d’apport des alliages très fusibles, fondant dans la zone de 180 à 225 °C et d’un usage courant chez les plombiers, les ferblantiers, les zingueurs, les réparateurs de carrosseries d’automobiles, etc. Sauf en électronique, ces brasages tendres ne peuvent pas être considérés comme des techniques de jonction industrielles ; en effet, il n’existe pratiquement pas d’alliages pouvant être utilisés industriellement, comme matières d’apport, et qui fondent entre 225 °C et 427 °C, sauf les alliages de brasage tendre spé-
ciaux contenant de l’argent et dont les températures de fusion s’échelonnent entre 225 °C et 390 °C, mais dont le coût très élevé en restreint l’usage industriel.
Techniques de brasage
Parmi les techniques de brasage par alliage d’apport à température de fusion supérieure à 427 °C, on distingue essentiellement deux groupes de procédés différents : le soudo-brasage et le brasage par capillarité.
Soudo-brasage
Il s’effectue, en partie, comme la soudure autogène, l’alliage d’apport étant
déposé en volume important, quelquefois en plusieurs couches successives, le phénomène de capillarité intervenant relativement peu. Comme pour le brasage tendre, il s’agit là de techniques peu utilisées dans les ateliers de fabrication et essentiellement réservées aux ateliers de réparation et d’entretien, notamment pour la réparation de pièces cassées.
Brasage par capillarité
Dans ce procédé appelé encore brasage fort et que l’on considère actuellement comme le brasage proprement dit, l’intervention des phénomènes de capillarité est essentielle. Une bonne brasure par capillarité nécessite le respect de cinq impératifs.
y Nettoyage préalable des pièces. On opère par sablage ou par nettoyage à la toile d’émeri.
y Utilisation de flux ou d’atmosphère spéciale. Très souvent, on dépose sur la zone à braser une poudre chimique spéciale, appelée flux de brasage, qui fond lors de l’échauffement ; le liquide ainsi obtenu a pour but de protéger les surfaces de l’oxydation et d’enlever les oxydes déjà formés.
Les composants les plus courants des flux sont les borates de sodium, de potassium, de lithium, le borane, les fluoborates de potassium ou de sodium, les fluorures de sodium ou de lithium, l’acide borique, les alcalis (hydroxyde de potassium et de sodium), et d’autres corps chimiques améliorant la mouillabilité. On obtient également un résultat analogue à l’aide d’une atmosphère réductrice.
y Positionnement convenable des
pièces à braser. Pendant leur chauffage et leur refroidissement, les pièces à braser doivent être maintenues parfaitement immobiles jusqu’au refroidissement et de telle manière que la largeur du joint entre les bords contigus des pièces à braser soit juste suffisante pour produire le phénomène de mouillage (par capillarité) des pièces par le métal d’apport fondu ; dans ce but, on utilise généralement des montages étudiés d’après la forme des pièces, les jeux requis dans la zone de jonction et le procédé de brasage employé.
y Chauffage adapté au travail de brasure à réaliser. Le chauffage doit être choisi de manière à obtenir une température de brasage, une répartition de chaleur et une vitesse de chauffage et de refroidissement convenables, en tenant compte, bien entendu, des propriétés des métaux des pièces à assembler, des propriétés des alliages d’apport et des exigences de l’assemblage à réaliser.
y Nettoyage après brasage. Si l’on utilise un flux ou une atmosphère sans effet secondaire, il n’est pas nécessaire de nettoyer les pièces après brasage. En revanche, si on utilise un flux corrosif, il est capital d’en enlever toute trace sur les pièces brasées.
Modes opératoires. Les divers pro-cédés couramment employés se dif-férencient essentiellement par la mé-
thode de chauffage utilisée.
y Brasage au chalumeau. Il est réalisé en chauffant les pièces à l’aide d’un ou de plusieurs chalumeaux à gaz. Selon la température de brasage et l’importance du flux thermique nécessaire, le combustible (acétylène, propane, gaz de ville, gaz naturel, butane, quelquefois hydrogène) est brûlé avec un comburant qui peut être de l’air, de l’air comprimé, parfois de l’oxygène comprimé. L’alliage d’apport est déposé soit préalablement dans la zone de brasage (avant même de commencer l’opération de chauffage), soit pendant cette opé-
ration de chauffage : il se présente alors sous forme d’un fil métallique ou d’une baguette que l’opérateur
tient d’une main, l’autre main tenant le chalumeau. Il existe également des machines de brasage au chalumeau qui comportent, d’une part, un plateau tournant, ou un chariot, sur lequel sont fixées les pièces à assembler à l’aide de montages spéciaux, et d’autre part de nombreux chalumeaux maintenus dans des supports.
y Brasage au four. Cette technique est valable pour de grandes séries.
Les pièces à braser placées l’une sur l’autre dans leur position définitive, avec l’alliage d’apport déposé dans la zone de brasage par exemple sous forme d’un fil, et si nécessaire recouvert de flux, sont introduites dans un four maintenu à température convenable. L’alliage d’apport fond, downloadModeText.vue.download 72 sur 573
La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 4
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mouille le joint et se solidifie au refroidissement pour former la jonction brasée. Ces brasures sont réalisées de plus en plus dans des fours à atmosphère gazeuse réductrice tel que l’hydrogène, mélangé à des gaz neutres comme l’argon ou l’hélium, afin d’obtenir des atmosphères aux propriétés particulières. On utilise également beaucoup les fours sous vide.
y Brasage par induction. Ce procédé se rapproche du brasage au four, le chauffage étant obtenu en disposant les pièces à braser dans un solénoïde parcouru par un courant alternatif à haute fréquence. L’échauffement est à la fois très rapide et très local.
y Brasage par résistance. L’alliage d’apport est placé entre les deux pièces à braser, à travers lesquelles, à l’aide de deux électrodes, bonnes conductrices du courant électrique, on fait passer un courant de très grande intensité, jusqu’à ce que le métal d’apport soit fondu sous l’effet de la chaleur dégagée par effet Joule.
y Brasage au bain. Le chauffage des pièces à assembler est obtenu en les immergeant dans un bain chaud de sels fondus ou de métal fondu.
Le choix le plus difficile, pour réaliser de bonnes brasures, est celui du métal d’apport, expression technique tout à fait incorrecte, car il s’agit presque toujours d’un alliage et non pas d’un métal pur. Le choix de cet alliage dépend des matériaux constituant les pièces à assembler, du procédé de chauffage retenu, de la méthode adoptée pour mettre en place le métal d’apport et enfin des conditions d’emploi de l’assemblage brasé, notamment de la température maximale d’utilisation.