Descrizione

Un componente in rame brasato si guasta dopo un breve periodo di funzionamento. L’interno del componente contiene pori e fessure che si estendono fino alla superficie e non erano visibili nel materiale originale prima della brasatura.

Materiale base:

Il rame puro è noto per il suo alto grado di conduttività elettrica e termica, la sua eccezionale lavorabilità ed per l’eccellente resistenza alla corrosione contro un gran numero di sostanze aggressive. Secondo la norma DIN CEN / TS 13388, che riporta un compendio delle designazioni, composizioni e forme di prodotti disponibili per quanto riguarda il rame e le leghe di rame normalizzate a livello europeo, si possono identificare:

• Materiali contenenti ossigeno come Cu-ETP e Cu-ETP1;
• Materiali privi di ossigeno e non disossidati come Cu-OF e Cu-OFE;
• Materiali privi di ossigeno, disossidati al fosforo come Cu-HCP, Cu-PHC, Cu-DLP e Cu-DHP

La percentuale di ossigeno nel rame contenente ossigeno (Cu-ETP) può essere fino allo 0,04% ed è incorporato in materiali lavorati Cu-ETP sagomati a caldo costituiti da una struttura fragile (fig 1).

Figura 1

Il rame puro come materiale base è molto adatto per la brasatura. Tuttavia, è opportuno evitare alcuni processi con rame contenenti ossigeno come Cu-ETP e Cu-ETP1, perché questi non possono essere brasati in un’atmosfera con idrogeno o con un processo di brasatura a fiamma come ossi-acetilene.

In un processo di riscaldamento in forno con atmosfera di idrogeno fa si che l’idrogeno si combini con l’ossigeno del materiale base provocando rigonfiamenti e porosità che iniziano a manifestarsi sulla superficie e penetrano più in profondità in proporzione all’aumento della temperatura e della durata del riscaldamento (fig. 2). Nella brasatura a fiamma le parti in rame, di regola, sono riscaldate solo per un tempo breve e per la sola temperatura di lavoro necessaria per il materiale d’apporto quindi il deterioramento causati dall’infragilimento da idrogeno è di solito limitato alle aree vicino alla superficie.

Tuttavia possono verificarsi porosità più profonde in particolare con un’esposizione continua nel tempo ed una temperatura più elevata (sovra-riscaldamento).

Figura 2

Questo fenomeno può essere evitato osservando alcune regole:

Selezione del materiale:

Quando si seleziona il materiale base (rame), assicurarsi di scegliere solo la tipologia di rame senza ossigeno o senza ossigeno e disossidato al fosforo come definito nella norma DIN CEN / TS 13388.

Scelta del processo:

Un metodo di riscaldamento alternativo per evitare la fragilità dell’idrogeno consiste nell’utilizzare la brasatura a induzione o in forno senza atmosfera ad idrogeno al posto della brasatura a fiamma.

*) Il contenuto di ossigeno fino allo 0,060% è ammissibile se concordato tra fornitore e cliente.

**) Il contenuto di ossigeno deve essere determinato per garantire che il materiale soddisfi i requisiti sull’idrogeno resistenza come in EN 1976.

***) Se richiesto, il totale degli altri elementi, eccetto argento e fosforo, deve essere concordato tra fornitore e cliente.

Legenda

• Cu-ETP = electrolytic tough-pitch copper
• Cu-OF = oxygen-free copper
• Cu-DLP = phosphorus-deoxidized copper (low residual phosphorus)
• Cu-DHP = phosphorus-deoxidized copper (high residual phosphorus)