Assemblage de métaux par brasage et soudage
Il existe plusieurs méthodes pour assembler les métaux, notamment le soudage, le brasage et la soudure. Quelle est la différence entre le soudage et le brasage ? Quelle est la différence entre le brasage et la soudure ? Explorons les distinctions, les avantages comparatifs et les applications courantes. Cette discussion vous permettra d'approfondir votre compréhension de l'assemblage des métaux et vous aidera à identifier l'approche optimale pour votre application.
COMMENT FONCTIONNE LE BRASAGE
A joint brasé Le brasage est réalisé d'une manière totalement différente d'un joint soudé. La première grande différence concerne la température : le brasage ne fait pas fondre les métaux de base. Cela signifie que les températures de brasage sont invariablement inférieures aux points de fusion des métaux de base. Les températures de brasage sont également nettement inférieures aux températures de soudage pour les mêmes métaux de base, ce qui permet d'utiliser moins d'énergie.
Si le brasage ne fusionne pas les métaux de base, comment les unit-il ? Il crée une liaison métallurgique entre le métal d'apport et les surfaces des deux métaux à assembler. Le principe par lequel le métal d'apport est aspiré à travers le joint pour créer cette liaison est la capillarité. Lors d'une opération de brasage, la chaleur est appliquée largement aux métaux de base. Le métal d'apport est ensuite mis en contact avec les pièces chauffées. Il est fondu instantanément par la chaleur des métaux de base et est aspiré par capillarité à travers le joint. C'est ainsi que l'on obtient un joint brasé.
Les applications de brasage comprennent l'électronique/électricité, l'aérospatiale, l'automobile, le chauffage, la ventilation et la climatisation, la construction et bien d'autres encore. Les exemples vont des systèmes de climatisation pour automobiles aux pales de turbines à réaction très sensibles, en passant par les composants de satellites et la bijouterie fine. Le brasage offre un avantage significatif dans les applications qui nécessitent l'assemblage de métaux de base dissemblables, notamment le cuivre et l'acier, ainsi que de non-métaux tels que le carbure de tungstène, l'alumine, le graphite et le diamant.
Avantages comparatifs. Tout d'abord, un joint brasé est un joint solide. Un joint brasé correctement réalisé (comme un joint soudé) sera dans de nombreux cas aussi résistant, voire plus, que les métaux assemblés. Deuxièmement, le joint est réalisé à des températures relativement basses, comprises entre 620°C et 870°C (1150°F et 1600°F). 
Plus important encore, les métaux de base ne sont jamais fondus. Comme les métaux de base ne sont pas fondus, ils peuvent généralement conserver la plupart de leurs propriétés physiques. Cette intégrité du métal de base est caractéristique de tous les joints brasés, y compris les joints à section mince ou épaisse. En outre, la chaleur plus faible minimise le risque de déformation ou de gauchissement du métal. Il faut également tenir compte du fait que des températures plus basses nécessitent moins de chaleur, ce qui représente un facteur d'économie important.
Un autre avantage important du brasage est la facilité avec laquelle il est possible d'assembler des métaux dissemblables à l'aide de flux ou d'alliages revêtus de flux. S'il n'est pas nécessaire de faire fondre les métaux de base pour les assembler, il importe peu qu'ils aient des points de fusion très différents. Il est possible de braser de l'acier sur du cuivre aussi facilement que de l'acier sur de l'acier. Il en va autrement du soudage, car il faut faire fondre les métaux de base pour les fusionner. Cela signifie que si vous essayez de souder du cuivre (point de fusion 1981°F/1083°C) à de l'acier (point de fusion 2500°F/1370°C), vous devez utiliser des techniques de soudage assez sophistiquées et coûteuses. La facilité totale d'assemblage de métaux dissemblables par des procédures de brasage conventionnelles signifie que vous pouvez choisir les métaux les mieux adaptés à la fonction de l'assemblage, en sachant que vous n'aurez aucun problème à les assembler, quelles que soient leurs différences de température de fusion.
En outre, un joint brasé a un aspect lisse et favorable. La comparaison entre le petit filet net d'un joint brasé et le bourrelet épais et irrégulier d'un joint soudé se fait du jour au lendemain. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les joints des produits de consommation, où l'apparence est cruciale. Un joint brasé peut presque toujours être utilisé "tel quel", sans qu'aucune opération de finition ne soit nécessaire, ce qui représente une autre économie.
Le brasage offre un autre avantage important par rapport au soudage : les opérateurs peuvent généralement acquérir des compétences en brasage plus rapidement qu'en soudage. La raison réside dans la différence inhérente entre les deux procédés. Un joint soudé linéaire doit être tracé avec une synchronisation précise de l'application de la chaleur et du dépôt du métal d'apport. Un joint brasé, en revanche, a tendance à "se faire tout seul" par capillarité. En fait, une part considérable des compétences impliquées dans le brasage est ancrée dans la conception et l'ingénierie du joint. La rapidité comparative de la formation d'un opérateur hautement qualifié est un facteur de coût important.
Enfin, le brasage des métaux est relativement facile à automatiser. Les caractéristiques du processus de brasage - vastes applications de chaleur et facilité de positionnement du métal d'apport - contribuent à éliminer les risques de problèmes. Il existe de nombreuses façons de chauffer automatiquement le joint, de nombreuses formes de métal d'apport et de nombreuses façons de les déposer, de sorte qu'une opération de brasage peut facilement être automatisée pour presque tous les niveaux de production.
COMMENT FONCTIONNE LE SOUDAGE
Le soudage permet d'assembler des métaux en les faisant fondre et en les fusionnant, généralement avec l'ajout d'un métal d'apport. Les joints produits sont solides - généralement aussi solides que les métaux assemblés, voire plus solides. Pour fusionner les métaux, il faut appliquer une chaleur concentrée directement sur la zone du joint. Cette chaleur doit être élevée pour faire fondre les métaux de base (les métaux à assembler) et les métaux d'apport. Par conséquent, les températures de soudage commencent au point de fusion des métaux de base. 
Le soudage convient généralement à l'assemblage de grands ensembles où les deux parties métalliques sont relativement épaisses (0,5"/12,7 mm) et assemblées en un seul point. Le cordon d'un joint soudé étant irrégulier, il n'est généralement pas utilisé dans les produits nécessitant des joints esthétiques. Les applications comprennent les transports, la construction, la fabrication et les ateliers de réparation. Il s'agit par exemple d'assemblages robotisés et de la fabrication de réservoirs sous pression, de ponts, de structures de bâtiments, d'avions, de wagons et de voies ferrées, de pipelines et bien d'autres choses encore.
Avantages comparatifs. La chaleur de soudage étant intense, elle est généralement localisée et précise ; il n'est pas pratique de l'appliquer uniformément sur une large zone. Cet aspect localisé a ses avantages. Par exemple, si vous souhaitez assembler deux petites bandes de métal en un seul point, une approche de soudage par résistance électrique est pratique. Il s'agit d'un moyen rapide et économique de réaliser des joints solides et permanents par centaines et milliers.
Toutefois, si le joint est linéaire plutôt que localisé, des problèmes se posent. La chaleur localisée du soudage peut devenir un inconvénient. Par exemple, si vous souhaitez souder bout à bout deux pièces de métal, vous commencez par biseauter les bords des pièces de métal pour laisser de la place au métal d'apport. Ensuite, on soude, en chauffant d'abord une extrémité de la zone de joint à la température de fusion, puis en déplaçant lentement la chaleur le long de la ligne de joint, en déposant le métal d'apport en synchronisation avec la chaleur. Il s'agit d'une opération de soudage conventionnelle typique. Correctement réalisé, ce joint soudé est au moins aussi résistant que les métaux assemblés.
Cette méthode de soudage par joints linéaires présente toutefois des inconvénients. Les joints sont réalisés à des températures élevées - suffisamment élevées pour faire fondre les métaux de base et le métal d'apport. Ces températures élevées peuvent entraîner des problèmes, notamment une déformation et un gauchissement des métaux de base ou des tensions autour de la zone de soudure. Ces risques sont minimes lorsque les métaux à assembler sont épais, mais ils peuvent devenir problématiques lorsque les métaux de base sont des sections minces. En outre, les températures élevées sont coûteuses, car la chaleur est de l'énergie et l'énergie coûte de l'argent. Plus la chaleur nécessaire à la réalisation du joint est importante, plus le coût de production du joint est élevé. 
Considérons maintenant le processus de soudage automatisé. Que se passe-t-il lorsque vous assemblez non pas un assemblage, mais des centaines ou des milliers d'assemblages ? Le soudage, de par sa nature, pose des problèmes d'automatisation. Un joint soudé par résistance en un seul point est relativement facile à automatiser. Cependant, lorsque le point devient une ligne - un joint linéaire - il faut à nouveau tracer la ligne. Il est possible d'automatiser cette opération de traçage, en déplaçant la ligne de joint, par exemple, devant une station de chauffage et en alimentant automatiquement le fil d'apport à partir de grandes bobines. Il s'agit toutefois d'une installation complexe et exigeante, qui ne se justifie que pour les grandes séries de pièces identiques.
N'oubliez pas que les techniques de soudage ne cessent de s'améliorer. Il est possible de souder en série par faisceau d'électrons, par décharge de condensateur, par friction et par d'autres méthodes. Ces procédés sophistiqués nécessitent généralement un équipement spécialisé et coûteux, ainsi que des installations complexes et fastidieuses. Demandez-vous s'ils sont adaptés à des séries de production plus courtes, à des changements de configuration d'assemblage ou à des besoins typiques d'assemblage de métaux au jour le jour.
Choisir le bon procédé d'assemblage des métaux
Si vous avez besoin de joints à la fois permanents et solides, vous réduirez probablement votre choix d'assemblage métallique au soudage. brasage. Le soudage et le brasage utilisent tous deux de la chaleur et des métaux d'apport. 
Ils peuvent tous deux être exécutés sur la base d'une production. Cependant, la ressemblance s'arrête là. Elles fonctionnent différemment et il convient donc de se rappeler les considérations suivantes concernant le brasage et le soudage :
Taille de l'assemblage
Épaisseur des sections de métal de base
Exigences en matière de joints ponctuels ou linéaires
Métaux assemblés
Quantité nécessaire pour l'assemblage final
Autres options ? Les joints fixés mécaniquement (par filetage, piquetage ou rivetage) ne sont généralement pas comparables aux joints brasés en termes de solidité, de résistance aux chocs et aux vibrations, ou d'étanchéité. Le collage et le brasage permettent d'obtenir des liaisons permanentes, mais en général, aucun de ces procédés ne peut offrir la résistance d'un joint brasé - égale ou supérieure à celle des métaux de base eux-mêmes. Ils ne peuvent pas non plus, en règle générale, produire des joints qui résistent à des températures supérieures à 93°C (200°F). Lorsque vous avez besoin de joints métal-métal permanents et robustes, le brasage est un concurrent de taille.