Le procédé de brasage

Brasage tendre et fort

Brasage tendre

Le brasage tendre (ou soudage à l'étain) est un procédé par lequel les métaux sont assemblés en faisant fondre un métal d'apport dans les interstices pour créer des liaisons permanentes et robustes. Le brasage tendre peut ou non présenter une attraction capillaire et s'effectue à une température inférieure à 450 °C, soit une température bien plus basse que le soudage. Ce procédé permet d'assembler différents métaux, notamment le cuivre, le laiton et l'or, entre autres. Tout comme le brasage fort, le brasage tendre utilise un flux (décapant) pour renforcer et améliorer ses propriétés mécaniques.

Brasage fort et soudobrasage

Le brasage fort (ou brasage dur) implique des températures supérieures à 450°C. Par exemple, pour une brasure sur un alliage argent-cuivre, les températures de fusion employées pour assembler les pièces sont comprises en moyenne entre 600 °C et 900 °C. Les brasures de laiton ou cuivre sont réalisées à une température de fusion allant de 700 °C à 1 180 °C.

Le brasage fort est utilisé par les soudeurs professionnels dans la fabrication d'équipements de levage de charges légères et pour assembler des matériaux tels que l'acier (au carbone ou galvanisé), le nickel, l'aluminium, le cuivre (et leurs alliages), ainsi que la fonte.
Le brasage fort inclut le soudobrasage.

Soudobrasage
La particularité du soudobrasage est la température de fusion des pièces à assembler : en soudobrasage, on assemble avec un métal d’apport dont la température de fusion est inférieure à celle des pièces à assembler, et avec une technique opératoire différente, à savoir « de proche en proche ». La zone à chauffer (avec le métal d’apport) est déplacée au fur et à mesure. Le soudobrasage nécessite aussi un décapant sous forme de poudre ou de pâte pour favoriser le mouillage.

Ce procédé est très utilisé par les professionnels du soudage pour les travaux sur les conduites de gaz, notamment grâce à l'utilisation de métaux d'apport tels que les alliages d'argent à 40 %.

Métal d’apport et préparation

Un travail de préparation est obligatoire concernant l’état de surface des pièces avant le brasage quel que soit le type de matériau travaillé (nickel, alliages d'aluminium, ou autre). Pour braser efficacement, les critères suivants sont à prendre en compte : la capillarité, le jeu (dimension capillaire), et la mouillabilité (mouillage), le métal d'apport et le décapant.

Capillarité

La capillarité est la capacité du métal d'apport à remonter entre deux pièces à assembler et est fortement influencée par le jeu.

Jeu (dimension capillaire)

Il faut définir le jeu entre les deux surfaces (dimension capillaire). Il faut calculer cet écart à apporter, et placer les tubes ou pièces de manière à ce qu’ils respectent cet écart, afin que la liaison avec le métal d’apport soit idéale. Le jeu a une grande influence sur la résistance mécanique de l'assemblage.

Lorsque le jeu augmente, la résistance mécanique diminue mais elle diminue également lorsque le jeu est trop faible (le métal d’apport n’arrive pas à pénétrer). Par exemple, un jeu correct se situe entre 0,1 mm et 0,2 mm sur acier pour du produit d’apport Laiton.

Mouillage (ou mouillabilité)

On parle de mouillage lorsque le métal d’apport en fusion s’étale sur une matière solide, c’est-à-dire les pièces à réunir. Le mouillage est l’aptitude du métal d’apport à s’étaler sur une surface. Il existe deux types de mouillage : le mouillage total, et le mouillage partiel. Les principaux facteurs d’influence sont le couple métal d’apport/métal de base, l’état de surface des pièces et la température de surface. Certains éléments comme l’argent ou le phosphore améliorent la mouillabilité.

Métal d'apport

Le choix du métal d’apport se fera suivant certains critères :

• Température de brasage admissible par le métal de base, impérativement inférieure à celle des matériaux de base.
• Résistance mécanique et à la corrosion éventuelle, doit offrir un haut degré de stabilité et de ténacité après refroidissement.
• Compatibilité chimique avec le métal de base
• Forme (Baguette, fil, poudre, préformé en anneau,..)
• Obtention d’un bon mouillage, aptitude à s’étaler efficacement sur les surfaces pour assurer la liaison.

Décapant

Le but du flux décapant ou de la pâte décapante est d’une part de parfaire la préparation de la surface (élimination des oxydes, graisses,...) et d’autre part de protéger les métaux contre l’oxydation à chaud. En effet, au delà d’une certaine température (par exemple env. 800 °C pour les aciers), l’air ambiant entraîne la formation d’oxydes de surface qui empêche l’obtention d’un bon mouillage.

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