Qu'est-ce que le brasage au cuivre et comment le faire ?

Pendant de nombreuses années, les deux méthodes les plus courantes d'assemblage de tubes et de raccords en cuivre ont été le soudage et le brasage. Ces méthodes éprouvées sont similaires à bien des égards, mais il existe également plusieurs différences distinctes qui les distinguent.

Ce document explique les similitudes et met en évidence les différences entre les deux processus d'assemblage pour aider à déterminer quelle méthode d'assemblage est la plus souhaitable.

Qu'est-ce que le brasage au cuivre ?

La méthode la plus courante pour assembler des tubes en cuivre consiste à utiliser un raccord à douille, en cuivre ou en alliage de cuivre dans lequel les sections de tube sont insérées et fixées au moyen d'un métal d'apport, en utilisant soit un procédé de brasage, soit un procédé de brasage. Ce type de joint est connu sous le nom de joint capillaire ou à recouvrement car la douille du raccord chevauche l'extrémité du tube et un espace est formé entre le tube et le raccord.

Cet espace s'appelle l'espace capillaire. Les surfaces du raccord et du tube qui se chevauchent pour former le joint sont appelées surfaces de contact. Le tube et le raccord sont ensuite solidement assemblés à l'aide d'un métal d'apport qui est fondu dans l'espace capillaire et adhère à ces surfaces.

Le métal d'apport est un alliage métallique dont la température de fusion est inférieure à celle du tube ou du raccord. Le point de fusion de l'alliage de cuivre (Cu) UNS C12200 est de 1 981 °F/1 082 °C. Si le métal d'apport fond en dessous de 840 ° F, le processus en cours est le brasage. Au-dessus de cette température, le processus est le brasage.

Pourquoi utiliser le brasage au cuivre ?

L'utilisation du brasage au cuivre est idéale lorsqu'une plus grande résistance des joints est nécessaire ou pour les systèmes qui fonctionnent à 350 degrés ou plus.

Les utilisations typiques incluent :

• Protection contre l'incendie
• Climatisation et réfrigération
• Distribution de gaz combustible
• Approvisionnement en eau

Le cuivre contenant de l'oxygène et sans oxygène peut être brasé pour produire un joint avec des propriétés satisfaisantes. La pleine résistance d'un joint brasé au cuivre recuit sera développée avec un joint à recouvrement.

La flamme utilisée doit être légèrement carburée. Tous les alliages de brasage à l'argent peuvent être utilisés avec les flux appropriés. Avec les alliages cuivre-phosphore ou cuivre-phosphore-argent, un joint brasé peut être réalisé sans flux, bien que l'utilisation de flux se traduira par un joint de meilleure apparence.

La soudure au cuivre contre. Brasage

La plupart des soudures se font à des températures de 350 à 600 degrés. Le brasage au cuivre est effectué, par exemple pour les joints de brasage à 1100 à 1500 degrés.

Le brasage est un processus d'assemblage de métaux dans lequel deux éléments métalliques ou plus sont assemblés en faisant fondre et en faisant couler du matériau dans le joint, le matériau de remplissage ayant un point de fusion inférieur à celui du métal adjacent.

La différence entre le brasage et le brasage est la température nécessaire pour faire fondre ce métal d'apport. Cette température est définie comme étant de 842 °F/450 °C par l'American Welding Society (AWS), mais elle est souvent arrondie à 840 °F. Si le métal d'apport fond en dessous de 840 °F, le processus en cours est la soudure.

Les joints brasés sont utilisés pour la réfrigération, les conduites d'air à haute pression et le CVC où une résistance maximale des joints est indispensable, et les joints soudés sont utilisés dans les applications à basse pression telles que les conduites d'eau potable et certains systèmes de chauffage.

Avez-vous besoin de flux pour braser le cuivre ?

Pour braser le cuivre, vous avez besoin de flux juste pour que la soudure puisse fonctionner librement et soit chauffée par la torche. La tige est ensuite poussée en place sans être forcée, ce qui mélangerait le bain de chaleur et créerait une connexion peu fiable entre deux pièces de cuivre.

La méthode la plus simple pour braser le cuivre consiste à utiliser une brosse à fondant sur une surface, puis à brosser du métal fondu dessus ; cela impliquera également une pâte soluble dans l'eau.

Les deux pièces de métal doivent avoir une surface poncée pour que ce processus fonctionne efficacement, car sinon, il ne formera pas de lien avantageux entre eux. Cette technique est souvent utilisée pour les joints de tuyaux de plomberie, car personne ne veut des fumées toxiques provenant de la soudure à l'intérieur de sa maison.

Comment braser le cuivre

Le brasage se fait en chauffant le cuivre, puis en appliquant une couche de constantan (un type de métal à haute conductivité thermique et à faible résistivité électrique) sur le dessus. Si vous alignez correctement les deux pièces, elles fusionneront lorsqu'elles seront chauffées à 250 °C.

Le flux garantit qu'aucune petite bulle d'air n'y pénètre et ne gâche tout - celles-ci bouillonneront à la surface pendant qu'il chauffe et peuvent être percées avec une aiguille de brasage avant le début du chauffage.

Une fois qu'ils sont chauffés, appliquez de la pâte à braser - celle-ci fondra lorsqu'elle sera chauffée à nouveau pour terminer le joint ! Si le constantan ne fournit pas une conductivité thermique suffisante, ou si vous voulez vous assurer que les deux pièces sont à peu près à la même température avant d'appliquer de la chaleur pour la première fois, vous pouvez également utiliser une baguette de brasage recouverte de flux.

Que se passe-t-il exactement lorsque le métal d'apport fond ?

Lorsque le métal d'apport fond, il forme généralement une boule orange vif. C'est ainsi que vous pouvez savoir que vous avez atteint la bonne température pour poursuivre le processus de brasage. Vous devez appliquer le flux et la pâte soluble dans l'eau, puis vous devez chauffer la tige et le tuyau en cuivre pendant environ cinq minutes avant d'ajouter de la pâte à souder sur la tige.

Si vous vous demandez comment vous pourriez faire cela dans la construction, c'est généralement la façon dont les tuyaux de plomberie sont connectés. Avec les tuyaux de plomberie, il existe deux méthodes couramment utilisées :le brasage du cuivre et le brasage du cuivre.

Le flux aidera la soudure à s'écouler librement et doit être appliqué sur les deux surfaces pour un processus de brasage réussi. La tige est ensuite poussée en place sans être forcée, ce qui mélangerait le bain de chaleur et créerait une connexion peu fiable entre deux pièces de cuivre.

Types de flammes

Il existe 3 types de flammes. Celui que vous ne voulez pas est une flamme de carburation. Voici à quoi ressemble une "flamme de carburation", elle se distingue facilement par ses 3 couleurs et entraîne une carbonisation excessive sur le tuyau qui n'est pas nécessaire et pourrait compromettre le joint.

Deuxièmement, il y a une flamme oxydante dont vous ne voulez pas non plus. Ce type de flamme, comme son nom l'indique, oxydera votre pièce, ce qui est indésirable. Et enfin, une flamme neutre. Une flamme neutre est ce que vous recherchez car elle ne carbure ni ne s'oxyde, elle a un mélange parfait d'oxygène et d'acétylène et est généralement d'une couleur bleu clair comme celle-ci.

Outils/Matériaux pour le projet

Les outils et le type de matériaux de remplissage varient d'un joint soudé à un joint brasé, alors passons en revue les deux ensemble.

Lors de la soudure des conduites d'eau potable, vous utiliserez ce type de soudure qui s'appelle 95/5. Ce type de soudure ne peut pas être utilisé lors du brasage, vous aurez donc besoin d'un matériau de remplissage. Il existe de nombreux types de matériaux de remplissage sur le marché et vous devrez choisir le bon en fonction du type de travail que vous effectuez.

En cas de doute, les produits Harris fournissent un tableau très clair sur le type de tige de brasage à utiliser pour les différents types de matériaux à assembler. Pour cette démonstration, j'utiliserai un Stay-silv 15 qui contient 80 % de cuivre, 15 % d'argent et 5 % de phosphore. Vous aurez envie d'obtenir une tige qui contient du phosphore car ils sont auto-fondants, éliminant ainsi le besoin d'appliquer un fondant sur le tuyau.

En voyant la soudure à l'argent fondre à une température beaucoup plus élevée, vous aurez besoin de plus de chaleur que votre joint de soudure typique.

Le brasage de tuyaux plus petits est possible avec une petite torche au propane, mais les tuyaux plus gros tels que 1" et plus nécessitent plus de chaleur, par conséquent, il est recommandé d'utiliser un système oxy/acétylène avec une torche appropriée car la soudure à l'argent fond à une température plus élevée que la soudure normale. . L'oxyacétylène brûle beaucoup plus chaud, à 3 500 °C ou 6 330 °F, par rapport au propane qui brûle à environ 1 995 °C ou 3 620 °F.

Et enfin, la torche. Lors de la soudure, une torche comme celle-ci est utilisée car un seul gaz est nécessaire. De plus, les chalumeaux au propane ne dégagent pas autant de chaleur qu'un chalumeau oxy/acétylène.

J'utilise ce kit de port-a-torche oxy / acétylène de Harris, qui est une entreprise électrique de Lincoln et est idéal pour les tâches de brasage légères telles que celle-ci. Il est livré dans un sac de transport et il y a 2 réservoirs, 1 pour l'oxygène et 1 pour l'acétylène, il y a aussi 2 régulateurs pour chaque gaz et la torche proprement dite.

Vous remarquerez également les embouts de torche fournis avec le kit. Vous pouvez utiliser une simple configuration air/acétylène comme celle-ci, mais elle est considérablement plus longue et ne vous donne pas un joint propre comme le fait un kit oxy/acétylène. Cependant, ils sont plus économiques et plus légers à transporter dans des espaces restreints, alors utilisez ce qui vous convient le mieux.

Une autre chose que vous voudrez peut-être envisager est de vous assurer que votre torche a des pare-flammes du côté de l'oxygène et de l'acétylène. La plupart des nouvelles torches sont intégrées. Dans le passé, ceux-ci étaient séparés et devaient être installés sur le tuyau lui-même. Assurez-vous donc simplement que votre kit en est équipé car ils empêcheront une flamme d'entrer dans votre réservoir, ce que vous ne voulez pas vraiment.

Vidéo sur le brasage du cuivre