BR112014029796B1

BR112014029796B1 - Folha de brasagem de alumínio multicamada para brasagem livre de fluxo em atmosfera controlada

Info

Publication number: BR112014029796B1
Application number: BR112014029796-7A
Authority: BR
Inventors: Linda AHL; Richard Westergãrd; David Abrahamson
Original assignee: Gränges Sweden Ab
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2019-04-02
Also published as: IN2014DN09944A; PL2855063T5; JP6415429B2; MX2014014444A; EP2855063B2; US20150165564A1; HUE028924T2; KR102131153B1; PL2855063T3; CN104395028A; EP2855063B1; CN104395028B; EP2855063A1; BR112014029796A2; RU2642245C2; WO2013180630A1; RU2014153559A; KR20150021085A; JP2015528852A

Abstract

folha de brasagem de alumínio multicamada para brasagem livre de fluxo em atmosfera controlada é descrita uma folha de brasagem de alumínio compreendendo um material núcleo de liga de alumínio coberto por uma intercamada e uma liga de brasagem de al-si. a intercamada consiste em uma liga de alumínio compreendendo <-1,0o de si e 0,1-2,5% de mg. a liga de brasagem de al-si compreende 5-14% de si e 0,01-1,0% de bi. 0 material núcleo e a intercamada apresentam uma temperatura de fusão que é maior que o da liga de brasagem.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma multicamada folha de brasagem de alumínio compreendendo material núcleo coberto por uma intercamada, e uma camada de brasagem de cobertura externa camada de brasagem de cobertura. A invenção refere-se também a um trocador de calor compreendendo a dita folha de brasagem de alumínio em multicamada aperfeiçoada.

Antecedentes [0002] A presente invenção refere-se a materiais em folha para unir por meio da brasagem de materiais de alumínio em uma atmosfera inerte ou redutora, geralmente à pressão atmosférica, sem a necessidade de aplicação de um fluxo para quebrar, dissolver ou deslocar a camada de óxido superficial.

[0003] Um desafio atualmente é desenhar e manufaturar materiais e componentes para a indústria de trocador de calor a um custo final o mais baixo possível e com uma qualidade mais alta possível.

A tecnologia mais comumente utilizada na produção de trocadores de calor é brasagem em uma atmosfera controlada normalmente consistindo em nitrogênio com quantidades de impurezas oxidantes (principalmente oxigênio gasoso e vapor de água) tão baixas quanto possível. Este processo é conhecido como brasagem a atmosfera controlada (CAB) e envolve a aplicação de um fluxo a base de Al-K-F, por exemplo, fluxo

Nocolok, nas superfícies a serem unidas antes da brasagem.

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2/20

O fluxo quebra, desloca ou dissolve a camada de óxido superficial do enchimento metálico de maneira a facilitar o umedecimento entre um enchimento fluxo e as superfícies dos componentes individuais do trocador de calor. O fluxo previne ou reduz também a formação de novos óxidos durante a formação da união. Os resíduos do fluxo após a brasagem são, no entanto, frequentemente considerados como prejudiciais para o trocador de calor na medida em que se destacam das superfícies de alumínio brasado e entopem os canais internos, impedindo assim um uso efetivo do trocador de calor. Algumas vezes são escutados argumentos de que o uso de fluxo em alguns casos promove a corrosão e erosão e leva a unidades menos efetivas e algumas vezes à falha prematura da unidade. Existem também algumas questões relativas às reações químicas que ocorrem entre o resíduo do fluxo e os inibidores de corrosão utilizados no meio do, por exemplo, circuito do radiador o que pode causar danos ao sistema. Além das desvantagens puramente relacionadas à função, é severo o impacto do fluxo sobre, por exemplo, o ambiente de trabalho, custo, investimentos em brasagem relacionados com o equipamento e sua manutenção, energia e o ambiente natural.

[0004] Em adição, às limitações mencionadas acima, a eficiência da remoção do óxido de um fluxo CAB é reduzida pelo utilizado de Mg como um elemento de liga no material a ser brasado. Isto é devido à reação entre o Mg e os compostos formadores do fluxo que apresentam uma temperatura de fusão muito alta e que impede o umedecimento, formação de filete e crescimento da união. Esta incompatibilidade é problemática na medida em que o Mg

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3/20 é muito eficiente quando provê resistência aos materiais de alumínio. Consequentemente, a CAB tem sido restrita a ligas não tratáveis termicamente (NHT) e ligas que contenham uma baixa quantidade de Mg. É bem conhecido que o Mg começa a afetar o resultado da brasagem já aos níveis de traços e a níveis de 0,2% a maioria dos usuários de CAB tem grandes problemas com a formação da união. O problema pode ser resolvido até certo ponto pelo aumento das adições de fluxo ou pelo uso de graus de fluxo exclusivos e dispendiosos contendo Cs. O problema não é, no entanto, solucionado, mas em vez disto alterado na direção de níveis de Mg marginalmente mais altos.

[0005] De maneira a se poder produzir trocadores de calor utilizando CAB sem a aplicação de fluxo, é então necessário o desenvolvimento de novos conceitos e desenhos de materiais para tornar possível a formação de união de brasagem.

[0006] Todas as designações de têmpera e liga utilizadas doravante se referem à Aluminium Association Designation Standards and Data and the Registration Records, tal como publicadas pela Aluminium Association em 2007. Todas as percentagens relativas ao teor químico em uma liga devem ser entendidas doravante como indicando percentagem em peso.

[0007] A patente EP 1306207 B1 descreve uma liga de brasagem de alumínio adequada para brasagem em um gás inerte sem o uso de um fluxo. Esta invenção se baseia em uma folha de brasagem multicamada, onde o material externo é uma camada delgada que cobre uma liga a base de Al-Si contendo de 0,1 a 0,5% de Mg e 0,01 a 0,5% de Bi, e um

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4/20 material núcleo. Durante o estágio de aumento de temperatura de um ciclo de brasagem, a camada intermediária de Al-Si primeiro começará a fundir e expandir volumetricamente de maneira a quebrar a camada delgada de cobertura permitindo que o enchimento metálico fundido penetre nas rachaduras e na superfície da folha de brasagem.

[0008] No documento WO 2008/155067 A1 é descrito um método para brasagem sem fluxo. A invenção se baseia em uma folha de alumínio em multicamada compreendendo uma camada delgada de cobertura, um material de brasagem de Al-Si como camada intermediária entre a camada de cobertura e o núcleo. A liga de cobertura e a liga do núcleo apresentam uma temperatura de solidificação acima da temperatura de liquefação do material de brasagem. A liga de brasagem de Al-Si contém 0,01-0,09% de Mg e 0,01-0,5% de Bi. O teor de Mg do núcleo é preferivelmente < 0,015%. Neste documento a brasagem sem fluxo é tornada possível pela manutenção de um teor total de Mg da folha de brasagem abaixo de 0,06%.

[0009] A configuração da folha de brasagem dos documentos do estado da técnica identificados acima é similar. Ambas se baseiam em um núcleo, um metal de brasagem intermediário que contém Mg e Bi, coberto por uma camada delgada de cobertura. Existe um risco potencial com tal estrutura de folha de brasagem. Deve ocorrer um espaço de tempo entre a fusão do enchimento e o umedecimento. A influência da gravidade sobre o fundido pode causar o fluxo de enchimento sob o óxido superficial, resultando em um tamanho de união não homogêneo e grandes acúmulos localizados de enchimento fundido.

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5/20 [0010] Os métodos para brasagem sem fluxo disponíveis no estado da técnica apresentam uma restrição na medida em que requerem ou uma cobertura externa com temperatura de fusão mais alta que a brasagem subjacente, ou é uma combinação de duas camadas de liga de brasagem diferentes que foram ambas destinadas a fundir durante o processo de brasagem. Isto não permite simultaneamente um desenho de gradiente potencial de corrosão sofisticado, desenho de folha com alta resistência e união sem fluxo.

Existe também um desejo de se aperfeiçoar o processo de brasagem.

[0011] As demandas principalmente da indústria automotiva são crescentes no que diz respeito à quantidade de fluxo residual que é permitida em um sistema trocador de calor.

É difícil e dispendioso se aplicar quantidades de fluxo pequenas e repetidas em áreas localizadas nas superfícies internas de um trocador de calor de maneira a repetidamente formar uniões internas de alta qualidade e esta invenção provê uma vantagem clara neste aspecto da produção de trocador de calor.

[0012] Desta forma, ainda há uma necessidade em prover uma folha de brasagem que supere os problemas identificados acima.

[0013] Outros exemplos de folhas de brasagem de liga de alumínio previamente conhecidas são conhecidos da patente US 6.627.330 B1 e do documento WO 2010/052231, que descrevem ambos as camadas externas com alto ou intencionalmente adicionado teor de Mg.

Sumário da invenção [0014] O objetivo da presente invenção é o de prover uma folha de brasagem de liga de alumínio que possa ser brasada

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6/20 em uma atmosfera inerte ou redutora, sem a necessidade de aplicação de um fluxo, o que resulta em uniões de brasagem melhoradas, e que permite um desenho potencial de corrosão sofisticado.

[0015] O objetivo é alcançado pela folha de brasagem de liga de alumínio de acordo com a reivindicação independente 1. As realizações são definidas nas reivindicações dependentes.

[0016] A folha de brasagem de liga de alumínio de acordo com a presente invenção é especialmente adequada para brasagem para um ou mais componentes outros que não a folha de brasagem em si, em particular a brasagem de aletas ou travessões na superfície externa de um tubo feito a partir da folha de brasagem de alumínio.

[0017] A folha de brasagem de liga de alumínio compreende um material núcleo de liga de alumínio coberto por uma intercamada de uma liga de alumínio, que por sua vez é coberta por uma liga de brasagem de Al-Si. A liga de alumínio da intercamada compreende <1,0% de Si e 0,1-2,5% de Mg, preferivelmente >0,2% de Mg, mais preferivelmente >0,3% de Mg, ainda mais preferivelmente >0,5% de Mg. A liga de brasagem de Al-Si compreende 5-14% de Si e 0,011,0% de Bi, preferivelmente 0,05-0,5% de Bi, o mais preferivelmente 0,07-0,2% de Bi, <0,8% de Fe, <6% de Zn, <0,1% de Sn, <0,1% de In, <0,3% de Cu, <0,15% de Mn, <0,05% de Sr, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% em peso e um teor de impureza total abaixo de 0,2% em peso, o restante consistindo em alumínio. O material núcleo e a intercamada apresentam uma temperatura de fusão que é maior que a da liga de brasagem.

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7/20 [0018] A presente invenção baseia-se assim em uma configuração de folha de brasagem completamente diferente da descrita, por exemplo, nos documentos EP 1306207 B1 e WO 2008/155067 A1 para se obter uma boa soldabilidade sem fluxo em atmosfera controlada e proteção contra corrosão aumentada, e contorna as possíveis limitações do estado da técnica.

[0019] De acordo com uma realização, a liga de alumínio da intercamada compreende pelo menos 0,9% de Mg.

[0020] De acordo com ainda uma outra realização, a liga de alumínio da intercamada compreende no máximo 2,2% de Mg.

[0021] De acordo com uma realização, a intercamada é diretamente adjacente ao material núcleo, isto é, sem qualquer camada intermediária entre a intercamada e o material núcleo. De acordo com uma outra realização, a camada de brasagem é diretamente adjacente à intercamada, isto é, sem qualquer camada intermediária entre a camada de brasagem e a intercamada. De acordo com ainda uma outra realização, a intercamada é sanduichada entre a camada do núcleo e a liga de brasagem sem quaisquer camadas adicionais entre a camada do núcleo e a liga de brasagem.

[0022] A folha de brasagem de liga de alumínio é utilizada para produzir produtos brasados tais como trocadores de calor.

[0023] Uma vez que não há fluxo presente nas superfícies externas do trocador de calor produzido a partir da folha de brasagem de acordo com a invenção, quaisquer dificuldades quanto a soltura do resíduo de fluxo que possa entrar, por exemplo, no compartimento de passageiro do veículo, é evitada. Isto aumenta também a aparência visual

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8/20 do trocador de calor. Uma vez que não há fluxo presente nas superfícies internas do trocador de calor quaisquer dificuldades relativas a entupimento, erosão e reações químicas entre o fluxo e o meio de refrigeração e outras desvantagens percebidas com o resíduo de fluxo são evitadas.

[0024] Há também uma clara vantagem quanto ao custo no que diz respeito às unidades do trocador de calor sem o uso de fluxo na medida em que elimina não apenas o custo do fluxo em si, mas também encurta o tempo de passagem através da linha de brasagem, permite custos de mão de obra mais baixos, libera espaço no pavimento da fábrica, reduz a demanda de manutenção do equipamento de brasagem e reduz a demanda de serviço de limpeza. Também, benefícios importantes devem ser atribuídos a um melhor ambiente de trabalho para os trabalhadores, menos descarte de rejeito sólido e água servida do sistema de fluido e menores quantidades de efluentes gasosos nocivos do processo de brasagem.

Descrição detalhada da invenção [0025] A folha de brasagem de liga de alumínio da presente invenção consiste em um núcleo a base de alumínio, coberto em um ou ambos os lados por uma liga de alumínio rica em Mg como uma intercamada, que por sua vez é coberta por uma liga de brasagem de Al-Si, onde a dita brasagem contém uma adição de Bi. A temperatura de líquido da liga de brasagem de Al-Si é mais baixa que a temperatura de sólido do núcleo e da intercamada, que apresenta uma temperatura de líquido mais alta que a temperatura de brasagem mais alta permitida. O Mg da intercamada deve difundir para a

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9/20 superfície externa da brasagem durante o aquecimento para a temperatura de brasagem. Se uma quantidade correta de Mg chega ao destino e no tempo correto o óxido será quebrado para tornar possível ao enchimento metálico fundido umedecer qualquer contra-superfície e formar uma união,

enquanto	que apresentando uma intercamada	intacta	que
auxilia	no provimento de um	gradiente	de	potencial	de
corrosão	através da espessura	da folha	pós	brasagem.	Na

presente invenção, o teor de Mg no material de enchimento, isto é, o material de brasagem, é preferivelmente <0,01%. A presente invenção mostra que uma soldabilidade ótima é obtida com Mg em uma intercamada entre o núcleo e o enchimento metálico.

[0026] A invenção é doravante descrita como uma folha de brasagem de liga de alumínio em três camadas onde a brasagem ocorre em um lado da folha. Entretanto, a invenção pode ser utilizada para criar uniões de brasagem em ambos os lados do núcleo, caso em que a folha de brasagem será formada por cinco camadas. Pode ser também coberto por uma borda sacrificial em um lado e ser uma folha ou uma borda de quaro camadas com uma intercamada entre o núcleo e um revestimento de borda que irá prover uma folha de cinco camadas.

[0027] A presente invenção provê um produto de folha de brasagem de liga de alumínio compreendendo: um material núcleo coberto por uma intercamada rica em Mg que por sua vez é coberta por uma liga de Al-Si que contém Bi para melhorar o desempenho da brasagem, onde o material núcleo e a intercamada apresentam uma temperatura de fusão maior que a da liga de brasagem e de fato temperaturas de fusão mais

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10/20 altas que a temperatura de brasagem pretendida. O Mg da intercamada se difunde através da camada de brasagem para a superfície externa da brasagem durante o aquecimento para a temperatura de brasagem. Se uma quantidade correta de Mg atinge o destino e no tempo correto, o óxido superficial será quebrado tornando possível ao enchimento metálico fundido umedecer qualquer contra-superfície e formar uma união, enquanto que mantendo uma intercamada intacta que auxilia no provimento de um gradiente potencial de corrosão através da espessura da folha pós brasagem. Para permitir que uma boa união seja formada em um trocador de calor, a brasagem deve fundir em torno de 577°C e o aquecimento pode alcançar temperaturas no intervalo de 585-610°C. Normalmente, existe a tendência em se ter por objetivo o intervalo de 595-605°C.

Isto necessita que o líquido da intercamada e a camada do núcleo sejam mais altos e devem ambos apresentar temperaturas de líquido acima de 615°C.

A liga de brasagem [0028] A liga de brasagem de Al-Si preferivelmente não contém no máximo 0,02% de Mg, mais preferivelmente <0,01% de Mg de maneira a se obter uma boa brasagem. É importante que o teor de Mg na camada delgada de brasagem seja mantido baixo de maneira a se evitar um crescimento excessivo de óxidos na superfície durante o aquecimento antes da brasagem. A adição de Bi na camada de brasagem de acordo com a presente invenção melhora a formação da união, de tal forma que a união seja formada mais rapidamente e apresente um tamanho maior. Pode conter também Zn, Sn e In que reduzem o potencial de corrosão das ligas de alumínio ou Cu e Mn que aumentam o potencial de corrosão. Sr é um

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11/20 modificador potente para se obter um tamanho pequeno de partícula de Si e pode estar presente também em quantidades tecnologicamente motivadas de até 500 ppm.

[0029] A quantidade de Si na liga de brasagem de Al-Si pode ser escolhida para se adequar ao processo de brasagem especial desejado e é usualmente entre 5 e 14% de Si, mas preferivelmente é de 7 a 13% de Si.

[0030] Uma composição preferida da liga de brasagem de AlSi contém, desta forma:

Si de 5 a 14%, preferivelmente de 7 a 13%,

Mg <0,02%, preferivelmente <0,01%,

Bi de 0,01 a 1,0%, preferivelmente de 0,05 a 0,5%, o mais preferivelmente de 0,07 a 0,2%,

Fe <0,8%

Cu <0,3%,

Mn <0,15%,

Zn <6%,

Sn <0,1%

In <0,1%

Sr <0,05%, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% e um teor de impureza total abaixo de 0,2%, o restante sendo constituído de alumínio.

O material núcleo [0031] A folha de brasagem da presente invenção pode ser utilizada com qualquer material núcleo de folha de brasagem de alumínio. Um material núcleo adequado pode ser qualquer liga da série AA3xxx. Foi encontrado na presente invenção que a formação de união na brasagem funciona bem também com Mg adicionado à liga do núcleo, o que significa que o

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12/20 núcleo pode apresentar uma maior resistência. O núcleo pode conter também Mn para resistência, soldabilidade e desempenho de corrosão e Cu para modificar o desempenho de corrosão e para a resistência pós brasagem. Pode conter também Si para resistência e formação de dispersoide, bem como Ti para resistência, corrosão e refino de grão na usinagem. Os elementos Zr, Cr, V e Sc podem estar presentes para modificação de resistência e como formadores de dispersoide.

[0032] Assim, a liga do núcleo preferivelmente contém:

Mn	<2,	0%,
Cu	*1,	2%,
Fe	*1,	0%,
Si	*1,	0%,
Ti	*0,	2%,
Mg	*2,	5%,	preferivelmente 0,03-2,0%
Zr,	Cr	, V	e/ou Sc * 0,2% no total, e

impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% e um teor de impureza total abaixo de 0,2%, o restante sendo constituído de alumínio.

A intercamada [0033] A intercamada delgada consiste em uma liga de alumínio, apresentando um ponto de fusão acima do ponto de fusão do metal de brasagem de Al-Si, precisará conter uma quantidade substancial de Mg para permitir a difusão através da brasagem superficial de maneira a quebrar o óxido na superfície.

A intercamada, por esta razão, deve apresenta rum teor de Mg acima de 0,1%, mais preferivelmente acima de 0,2%.

O caso mais preferido sendo o Mg sendo adicionado à liga em quantidades de

0,3% ou

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13/20 mais, o mais preferivelmente sendo acima de 0,5%.

formação de união é factível com 0,5% na intercamada, como mostrado nos exemplos.

No entanto, significativamente melhor com pelo menos

0,9% de Mg na intercamada.

capacidade de laminação do material pode ser dificultada teor de Mg quando o da intercamada excede a 2,5%.

Preferivelmente,	o teor máximo de	Mg	na	intercamada não
excede a 2,2%.	Desta forma, o teor	de	Mg	da intercamada é
de 0,1-2,5%,	preferivelmente	de		0,2-2,5%, mais
preferivelmente	de 0,3-2,5%, ainda	mais	preferivelmente de

A

0,5-2,5%, e o mais preferivelmente de 0,9-2,2%.

intercamada pode conter também Si,

Mn, Fe, Ti, Cu, Zn,

Cr,

Zr, V e

Sc pelas mesmas razões que o material núcleo.

Zn,

Sn e In podem ser incluídos para reduzir o potencial de corrosão da liga e auxiliar na criação de um gradiente de potencial de corrosão pós brasagem adequado através da espessura da folha.

[0034] A liga da intercamada, desta forma, preferivelmente

Mg de 0,1-2,5%, preferivelmente ^0,2%, mais preferivelmente >0,3%, ainda mais preferivelmente ^0,5%, o mais preferivelmente de 0,9-2,2%

Mn <2,0%,

Cu <1,2%,

Fe <1,0%,

Si <1,0%,

Ti <0,2%,

Zn <6%,

Sn <0,1%,

In <0,1%,

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Zr, Cr, V e/ou Sc ^0,2% no total, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades menores abaixo de 0,05%, e um teor de impureza total abaixo de 0,2%, o restante sendo constituído de alumínio.

A folha de brasagem compósita [0035] Pelo provimento de um produto de folha de brasagem de liga de alumínio compreendendo: um material núcleo coberto por uma intercamada contendo Mg, que por sua vez é coberta por uma liga de Al-Si que contém Bi para melhorar o desempenho da brasagem, onde o dito material núcleo e a intercamada apresentam uma temperatura de fusão que é maior que a da liga de brasagem e de fato temperaturas de fusão mais altas que a temperatura de brasagem pretendida. A folha de brasagem pode ser efetivamente brasada em atmosfera controlada sem o uso de fluxo. O lado oposto pode ser não revestido, disposto em uma configuração similar, revestido com um revestimento de sacrifício, ou um revestimento de brasagem de Al-Si. Entretanto, as folhas de brasagem que podem ser utilizadas na presente invenção não estão limitadas às configurações acima.

[0036] A espessura total da folha de brasagem de alumínio fica entre 0,1 e 4 mm, que é adequada na manufaturade trocadores de calor. A espessura da intercamada é preferivelmente de 5 a 200pm, de maneira a prover uma ruptura efetiva do óxido durante a brasagem. A espessura da camada de brasagem pode ser entre 5 e 100 pm. A espessura total da camada de revestimento em relaçãoà espessura total da folha de brasagem em multicamadaé preferivelmente de 3 a 30%. A espessura do brasado é escolhida de tal forma que suficiente enchimento esteja

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15/20 disponível para prover um tamanho adequado de união pós brasagem.

Também, a espessura deve ser escolhida de tal forma que uma quantidade suficiente de Mg seja difundida através da camada de brasagem para o óxido externo durante o aquecimento de brasagem, provendo assim uma quebra adequada do óxido e um bom umedecimento. A espessura da intercamada em relação à camada de liga de brasagem fica entre 25% e

250%, com a maioria das aplicações requerendo uma proporção de espessura no intervalo de 50% a 150%.

intervalo de temperatura adequado no qual a brasagem é conduzida fica na faixa de

580°C a 610°C, e preferivelmente de 590°C a 605°C.

[0037] A química	da e	núcleos deve ser	escolhida	de tal
forma que após	a brasagem provejam	um gradiente	de
potencial de corrosão	adequado. Isto	significa	que	a
intercamada deve	ser	adequadamente sacrificial	para	o

núcleo.

[0038] O desenho da folha é idealmente tal que uma quantidade suficiente de

Mg alcance a interface óxido/metal de maneira a quebrar o e óxido no momento correto durante o ciclo de aquecimento de brasagem.

Se muito Mg alcançar a interface óxido/metal muito cedo durante o ciclo de aquecimento de brasagem, o excesso de Mg pode provocar produção de um óxido espesso e impedir o umedecimento formação da união. Se muito pouco Mg alcançar a interface óxido/metal ou se chegar muito tarde durante o ciclo de aquecimento de brasagem, o umedecimento e formação da união serão incompletos ou ausentes.

Isto porque o enchimento pode fluir por baixo da camada não quebrada de óxido.

Desta forma, o ciclo de aquecimento de brasagem é muito

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16/20 importante e deve ser considerado em conjunto com o desenho da folha, rota de produção termomecânica, características do forno e o desenho da montagem do restante do trocador de calor para prover um resultado de brasagem livre de fluxo bem sucedida.

[0039] A invenção provê adicionalmente um trocador de calor compreendendo a folha de brasagem de liga de alumínio tal como descrita acima.

Produção da folha de brasagem [0040] Cada uma das ligas descritas acima podem ser usinada utilizando-se usinagem por vazamento vertical (direct chill - DC) ou usinagem por laminador duplo contínuo ou usinagem contínua em uma máquina de usinagem de correia. a escolha da técnica de usinagem é decidida por considerações técnicas, econômicas e de capacidade. A liga do núcleo é usinada como uma placa que utiliza uma rota de usinagem DC, enquanto que a camada intermediária e a camada delgada externa é usinada utilizando-se ou usinagem DC ou técnicas de usinagem contínua.

[0041] A técnica predominante utilizada atualmente é a usinagem DC e então aas placas do lingote de liga de brasagem e a liga da intercamada são ambas escalpeladas e então aquecidas em um forno para uma temperatura entre 350 e 550°C e a duração à temperatura de embebimento varia de 0 a 20 horas. Subsequentemente ambas as ligas são laminadas a quente para a espessura desejada e cortadas para os comprimentos adequados. A placa da intercamada é então colocada sobre a superfície escalpelada do lingote do núcleo e a placa da liga de brasagem é então colocada sobre a superfície da intercamada. As placas são mantidas no

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17/20 local sobre a placa do núcleo por meio de soldas de costura ao longo de dois lados opostos por meio de soldagem MIG, ou por meio de fitas de aço ou por outras técnicas adequadas para se obter um pacote de lingote gerenciável. O pacote é então colocado em um forno de pré-aquecimento. O pacote é

aquecido	para uma temperatura entre 350°C e 550°C e a
duração	à temperatura de embebimento fica entre 0 e 20
horas.	Após isto o pacote de revestimento é laminado a
quente,	laminado a frio para a dimensão final, esticado

para aumentar o nivelamento e cortado para a largura de entrega. Os tratamentos térmicos intermediário e final para se obter uma produção mais fácil e o revenimento de liberação correto são realizados conforme necessário.

Exemplos [0042] Todas as ligas dos exemplos foram usinadas utilizando-se equipamento de usinagem de laboratório nos assim chamados book moulds produzindo pequenas placas com comprimento de 150 mm, largura de 90 mm e espessura de 20 mm. As composições químicas das ligas testadas para soldabilidade podem ser vistas na tabela 1.

[0043] Cada placa foi escalpelada, aquecida a partir da temperatura ambiente para 450°C durante 8 horas, embebidas a 450°C por 2 horas e resfriadas ao ar ambiente. Então os materiais foram laminados para uma espessura adequada e recozidos de forma branda entre passos quando necessário para facilitar uma laminação fácil. Então os materiais do núcleo, da camada intermediária de brasagem e da camada externa foram combinados para se obter três pacotes de revestimento em camada onde as camadas foram fixadas entre si por meio de laminação a frio. Os materiais foram

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18/20 laminados a frio para uma espessura de 0,25 mm, que produziu um revestimento de lado único com 10% de intercamada e 10% de camada de brasagem, com recozimentos brandos intermediários quando necessário para produzir uma laminação fácil e um recozimento final para um revenimento de H24 para prover grãos grandes de recristalização no núcleo durante o procedimento subsequente de brasagem. Em vez de recozimento de revenimento é possível se prover revenimentos trabalhados, por exemplo, H12, H14 ou H112, de maneira a prover grãos de recristalização grandes.

Tabela 1 Composições químicas em % em peso das ligas testadas a partir da análise dos fundidos com OES.

Liga	Tipo	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Ti	Zr	Bi
A	Núcleo	0,14	0,50	0,12	1,09	<0,01	0,02	<0,01	<0,01
B	Núcleo	0,07	0,22	0,81	1,70	<0,01	0,05	0,14	<0,01
C	Núcleo/intercamada	0,75	0,22	0,29	0,60	0,31	0,15	<0,01	<0,01
D	Núcleo	0,68	0,25	0,30	0,03	0,42	0,14	<0,01	<0,01
E	Núcleo/intercamada	0,05	0,20	0,28	1,30	0,22	0,02	<0,01	<0,01
F	Núcleo/intercamada	0,50	0,22	<0,01	0,06	0,67	0,01	<0,01	<0,01
G	Intercamada	0,05	0,17	<0,01	<0,01	0,51	<0,01	<0,01	<0,01
H	Intercamada	0,03	0,15	<0,01	<0,01	0,96	<0,01	<0,01	<0,01
I	Intercamada	0,03	0,15	<0,01	<0,01	1,9	<0,01	<0,01	<0,01
J	Intercamada	0,07	0,28	<0,01	0,80	1,1	<0,01	<0,01	<0,01
K	Intercamada	0,09	0,33	<0,01	1,7	1,0	<0,01	<0,01	<0,01
L	Intercamada	0,05	0,17	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01
M	Brasagem	10,0	0,23	<0,01	0,01	1,26	<0,01	<0,01	0,09
N	Brasagem	10,2	0,17	<0,01	<0,01	0,11	<0,01	<0,01	0,12
O	Brasagem	8,0	0,18	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	0,11
P	Brasagem	8,0	0,18	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01
Q	Brasagem	10,2	0,17	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	<0,01	0,12

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19/20 [0044] A brasagem foi realizada em um forno de vidro de laboratório com aproximadamente 3 dm³ de câmara de brasagem. O forno foi esguichado co nitrogênio durante todo o ciclo de brasagem a uma taxa de 10 litros padrão por minuto. O ciclo de brasagem foi um aquecimento linear a partir da temperatura ambiente para 600°C em 10 minutos, embebimento por 3 minutos a 600°C seguido de resfriamento ao ar à temperatura ambiente. O estabelecimento da amostra foi um canto dobrado não revestido simples em talão onde os materiais de revestimento foram utilizados como talão e um AA3003 não revestido com bitola de 0,5 mm foi utilizado como o canto. Toda a brasagem foi realizada sem fluxo. As amostras foram examinadas visualmente quanto as uniões de brasagem e uma seleção representativa de alguns dos resultados é fornecida abaixo.

Tabela 2 Resultados experimentais selecionados

	Comentário	Núcleo	Intercamada	Brasagem	Resultado
Ex 1 Folha CAB padrão	Comparativo	B	—	P	Nenhuma união entre o talão revestido e o canto não revestido.
Ex 2 Folha de brasagem a vácuo padrão.	Comparativo	A	—	M	Nenhuma união entre talão revestido e canto não revestido.
Ex 3	Inventivo	B	G	O	União formada entre talão revestido e canto não revestido. Pequena.
Ex 4	Inventivo	C	H	Q	União formada entre talão revestido e canto não revestido.
Ex 5	Inventivo	D	I	O	União formada entre talão revestido e canto não revestido.

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Ex 6	Inventivo	E	J	Q	União formada entre
talão revestido e canto
não revestido.
Ex 7	Inventivo	F	K	O	União formada entre talão revestido e canto não revestido.
Ex 8	Comparativo	B	G	N	Nenhuma união, muito Mg na brasagem
Ex 9	Inventivo	B	C	O	União formada entre talão revestido e canto não revestido, muito ligeiramente lenta.
Ex 10	Inventivo	B	E	O	UNião, mas relutante
Ex 11	Inventivo	B	F	O	União formada entre talão revestido e canto não revestido.
Ex 12	Comparativo	F	K	P	Nenhuma união, sem Bi na brasagem
Ex 13	Comparativo	B	L	O	Nenhuma união, sem Mg na intercamada

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Claims

1. Folha de brasagem de liga de alumínio para brasagem livre de fluxo adequada para brasagem para outros componentes, caracterizada por compreender um material núcleo de liga de alumínio coberto por uma intercamada de uma liga de alumínio consistindo em:

Mg de 0,2% a 2,5% em peso, preferivelmente >0,2% em peso, mais preferivelmente >0,3% em peso, o mais preferivelmente entre 0,5% e 2,5% em peso,

Mn

Cu

Fe

Si

Ti

Zn

Sn

In

<2,0% em peso, <1,2% em peso, <1,0% em peso, <1,0% em peso, <0,2% em peso, <6% em peso, <0,1% em peso, <0,1% em peso,

e

Cr, V e/ou Sc

Zr, <0,2% no total, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% em peso, e um teor de impurezas total abaixo de 0,2% em peso, o restante consistindo em alumínio, a intercamada sendo coberta por uma liga de brasagem de Al-Si que consiste em 5% a 14%, em peso, de Si, <0,02%, em peso, de Mg, 0,05% a 0,2%, em peso, de Bi, <0,8%, em peso, de Fe, <6%, em peso, de Zn, <0,1%, em peso, de Sn, <0,1%, em peso, de In, <0,3%, em peso, de Cu, <0,15%, em peso, de Mn, <0,05%, em peso, de Sr, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% em peso e um teor de impurezas total abaixo de 0,2% em peso, o restante consistindo em alumínio, e em que o dito material núcleo e a intercamada

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2/4 apresentam uma temperatura de fusão que é maior que a da liga de brasagem e em que a intercamada é de sacrifício em relação ao núcleo.

2. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material núcleo ser uma liga 3XXX, preferivelmente contendo:

Mn <2, 0% em peso, Cu <1, 2% em peso, Fe <1, 0% em peso, Si <1, 0% em peso, Ti <0, 2% em peso, Mg <2, 5% em peso, preferivelmente 0,03% a 2,0% em peso

Zr, Cr, V e/ou Sc <0,2%, em peso, no total, e impurezas inevitáveis cada uma em quantidades abaixo de 0,05% em peso e um teor de impureza total abaixo de 0,2% em peso, o restante consistindo em alumínio.

3. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizada pelo fato de a liga de brasagem de Al-Si conter de 0,07% a 0,2%, em peso, de Bi.

4. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de a liga de brasagem de Al-Si conter <0,01%, em peso, de Mg.

5. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de a liga de brasagem de Al-Si conter de 7% a 13%, em peso, de Si.

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3/4

6. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de o ponto de fusão da intercamada e o do núcleo ser >615°C.

7. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de o ponto de fusão da liga de brasagem ser de 550°C a 590°C.

8. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de a relação da espessura da intercamada para a espessura da camada da liga de brasagem ser de 25% a 250%, preferivelmente de 50% a 150%.

9. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de a espessura da intercamada ser de 5 pm a 200 pm.

10. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de a folha de brasagem ter uma camada de revestimento de brasagem ou uma camada de revestimento de sacrifício no lado do núcleo oposto ao lado que compreende a intercamada e a liga de brasagem.

11. Folha de brasagem de liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o revestimento de sacrifício no lado oposto do núcleo ser coberto por uma camada de sacrifício ou de brasagem.

12. Produto brasado caracterizado pelo fato de compreender uma folha de brasagem de liga de alumínio conforme definida em qualquer uma das reivindicações

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4/4 precedentes, em que a intercamada é de sacrifício em relação ao núcleo.

13. Método de brasagem de um trocador de calor caracterizado pelo fato de ser a uma temperatura no intervalo de 580°C a 610°C e em atmosfera controlada sem a utilização de fluxo, utilizando uma folha de brasagem de liga de alumínio conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, para aletas, tubos ou placas superiores.

14. Trocador de calor caracterizado pelo fato de compreender uma folha de brasagem de liga de alumínio conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

15. Uso de uma folha de brasagem de liga de alumínio conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11 caracterizado pelo fato de ser para a produção de trocadores de calor.