Richard E. Ballentine

Nota: Questo articolo è adattato dalla versione originariamente apparsa nel numero di ottobre 1994 della rivista Welding Journal

Probabilmente il metallo d'apporto per brasatura più usato è una lega di rame e fosforo, spesso con l'aggiunta di argento come terzo elemento.  Il ruolo dell'argento in queste leghe è spesso frainteso.

Sia il fosforo che l'argento hanno effetti significativi sulle proprietà di questi metalli d'apporto.  Dei due, tuttavia, il fosforo è di gran lunga il più potente.  In media, l'1% di fosforo abbasserà la temperatura del liquido (il punto in cui la lega è completamente fusa) da 100 a 120°F.  D'altra parte, l'1% di argento abbasserà questa temperatura di soli 10-15°F.

L'ipotesi diffusa che l'aggiunta di argento ai metalli d'apporto fosforo-rame migliori la duttilità è falsa.  La riduzione del contenuto di fosforo migliora la duttilità.  Il fatto che l'aggiunta di argento in quantità sufficiente per abbassare l'intervallo di fusione permette la riduzione del fosforo ha perpetuato questo mito.

L'aggiunta di argento in quantità significative tende anche ad allargare l'intervallo di fusione quando il fosforo è ridotto.  Questa caratteristica permette all'operatore di riempire lacune più grandi più facilmente che con le leghe più fluide di solo rame e fosforo.

L'alto prezzo di mercato dell'argento ha spinto molti utilizzatori a cercare metalli d'apporto per la brasatura con un contenuto d'argento inferiore a quello della lega tradizionale del 15%.  Una lega del 6% di argento e circa il 6% di fosforo, la nostra Dynaflow®, ha catturato una grande parte di questo mercato.  Presenta caratteristiche simili a quelle della lega al 15% con quasi lo stesso intervallo di fusione, ma a un costo notevolmente inferiore.

Nel corso degli anni l'industria ha successivamente introdotto leghe fosforo-rame contenenti fino all'1% di argento, ma i benefici di queste leghe a basso contenuto di argento sono, nel migliore dei casi, discutibili.  La maggior parte di queste leghe a basso contenuto d'argento mostrano pochissimi vantaggi, se non nessuno, rispetto alle leghe allo 0% d'argento.  L'ipotesi che siano più duttili è infondata, a meno che il contenuto di fosforo sia ridotto.

Gli utenti avrebbero un'idea molto migliore di come funziona una particolare composizione se il numero di identità indicasse il contenuto di fosforo invece del contenuto di argento.  L'American Welding Society (AWS) ha adottato un metodo in cui i numeri non designano né argento né fosforo, ma si riferiscono a una lega con un cambiamento chimico specificato.  L'AWS esorta anche l'industria ad adottare il termine "metallo d'apporto per brasatura" ed evitare il termine "saldatura d'argento".

Mentre sia il fosforo che l'argento tendono a ridurre la duttilità nel rame, questo è soprattutto la preoccupazione del produttore perché queste leghe sono difficili da produrre.  Gli utenti di questi metalli d'apporto sono, o dovrebbero essere, più interessati alle caratteristiche del giunto.  Giunti forti e duttili possono essere fatti con metalli d'apporto relativamente fragili se altri fattori sono adeguatamente controllati.

La brasatura richiede che il metallo d'apporto fluisca in un capillare tra i due metalli base strettamente allineati da unire.  Nel caso delle leghe al fosforo - questi metalli sono di solito rame o ottone, e l'integrità del giunto dipende da una serie di fattori oltre alla scelta del metallo d'apporto.  Uno dei più importanti è il design del giunto e lo spessore del capillare.  Una sovrapposizione piuttosto che un giunto di testa è essenziale per ottenere i migliori risultati.  Il metallo d'apporto deve essere compatibile, bagnato e aderire al metallo di base.

La temperatura alla quale il metallo d'apporto scorre e l'abilità dell'operatore nell'aggiungere il metallo d'apporto alla giusta temperatura sono importanti.  Una corretta pulizia del metallo base prima della brasatura ed evitare l'ossidazione eccessiva durante il riscaldamento sono fattori che contribuiscono all'integrità del giunto.

Tutti i fattori che contribuiscono all'integrità del giunto devono essere adeguatamente controllati per assicurare l'affidabilità di un giunto brasato.

La selezione intelligente del metallo d'apporto appropriato darà grandi dividendi in tempo e denaro.

Dick Ballentine, ora deceduto, ha lavorato per la Harris Products Group per 20 anni, più recentemente come direttore della ricerca e sviluppo. Prima di entrare alla Harris, Ballentine ha passato 40 anni alla Westinghouse Electric. È stato direttore del loro impianto di produzione di prodotti per la brasatura, dove ha fatto ricerche sulla composizione e la fusione di leghe di brasatura di rame al fosforo. Ballentine ha detenuto otto brevetti relativi a processi e applicazioni di brasatura e saldatura.  È stato un membro attivo del comitato AWS C3 Brazing e ha contribuito alla prima e alle successive edizioni del "Brazing Handbook". Nel 1998 Ballentine ha ricevuto il titolo onorario di "Fellow" dell'AWS per i suoi contributi all'industria.