Richard E. Ballentine

Nota: Este artigo é adaptado da versão publicada originalmente na edição de outubro de 1994 da revista Welding Journal

Provavelmente, o metal de enchimento de brasagem mais utilizado é uma liga de cobre e fósforo, muitas vezes com adição de prata como terceiro elemento.  O papel da prata nestas ligas é muitas vezes mal compreendido.

Tanto o fósforo quanto a prata têm efeitos significativos sobre as propriedades desses metais de enchimento.  Dos dois, porém, o fósforo é, de longe, o mais potente.  Em média, 1% do fósforo baixará a temperatura do líquido (o ponto em que a liga é inteiramente fundida) em 100 a 120°F.  Por outro lado, 1% da prata baixará esta temperatura em apenas 10 a 15°F.

A suposição generalizada de que a adição de prata ao fósforo e aos metais de enchimento de cobre melhora a ductilidade é falsa.  A redução do teor de fósforo melhora a ductilidade.  O fato de que a adição de prata em quantidade suficiente para diminuir a faixa de fusão permite a redução do fósforo perpetuou este mito.

A adição de prata em quantidades significativas também tende a ampliar a faixa de fusão quando o fósforo é reduzido.  Esta característica permite que um operador preencha lacunas maiores com mais facilidade do que com as ligas mais fluidas de apenas cobre e fósforo.

O alto preço da prata no mercado levou muitos usuários a procurar metais de enchimento de brasagem com um conteúdo de prata mais baixo do que a tradicional liga de prata de 15%.  Uma liga de prata de 6% e cerca de 6% de fósforo, nosso Dynaflow®, capturou uma grande parte deste mercado.  Ele apresenta características semelhantes às da liga de 15% com quase a mesma faixa de fusão, mas a um custo consideravelmente menor.

Ao longo dos anos, a indústria introduziu posteriormente ligas de fósforo e cobre contendo até 1% de prata, mas os benefícios dessas ligas de prata mais baixas são, na melhor das hipóteses, questionáveis.  A maioria dessas ligas de prata de baixo teor de prata mostra muito pouco ou nenhum benefício sobre as ligas de prata de 0%.  A suposição de que elas são mais dúcteis é infundada, a menos que o teor de fósforo seja reduzido.

Os usuários teriam uma idéia muito melhor de como uma determinada composição funciona se o número de identificação indicasse o conteúdo de fósforo em vez do conteúdo de prata.  A American Welding Society (AWS) adotou um método no qual os números não designam nem prata nem fósforo, mas se referem a uma liga com uma mudança química especificada.  A AWS também exorta a indústria a adotar o termo "brazing filler metal" e evitar o termo "solda de prata".

Enquanto tanto o fósforo quanto a prata tendem a reduzir a ductilidade do cobre, esta é a preocupação do produtor, pois estas ligas são difíceis de fabricar.  Os usuários dessas ligas de enchimento estão, ou deveriam estar, mais preocupados com as características da junta.  Juntas fortes e dúcteis podem ser feitas com metais de enchimento relativamente frágeis, se outros fatores forem devidamente controlados.

A brasagem requer que o metal de enchimento flua em um capilar entre os dois metais de base estreitamente alinhados a serem unidos.  No caso de ligas de fósforo - esses metais são geralmente cobre ou latão, e a integridade da junta depende de uma série de fatores além da escolha do metal de enchimento.  Um dos mais importantes é o projeto da junta e a espessura do capilar.  Uma sobreposição em vez de uma junta de topo é essencial para melhores resultados.  O metal de enchimento deve ser compatível com, molhado e aderir ao metal de base.

A temperatura na qual o metal de enchimento flui e a habilidade do operador em adicionar o metal de enchimento à temperatura adequada são importantes.  A limpeza adequada do metal de base antes da brasagem e evitar o excesso de oxidação durante o aquecimento são fatores que contribuem para a integridade das juntas.

Todos os fatores que contribuem para a integridade da junta devem ser devidamente controlados para assegurar a confiabilidade de uma junta soldada.

A seleção inteligente do metal de preenchimento adequado trará grandes dividendos tanto em tempo quanto em dinheiro.

Dick Ballentine, agora falecido, trabalhou para The Harris Products Group por 20 anos, mais recentemente como Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento. Antes de ingressar na Harris, Ballentine passou 40 anos na Westinghouse Electric. Ele foi gerente da fábrica de produtos de brasagem onde pesquisou a composição e fusão de ligas de brasagem de cobre com fósforo. Ballentine detinha oito patentes relacionadas ao processo e aplicações de brasagem e soldagem.  Ele foi membro ativo do Comitê de brasagem AWS C3 e contribuiu para as primeiras e subseqüentes edições do "Brazing Handbook". Em 1998, Ballentine recebeu o título honorário de "Fellow" da AWS para contribuições à indústria.