Spécificités physico-chimiques
Trois phénomènes physico-chimiques entrent en compte lors du passage du métal d’apport à l’état liquide dans les choix à effectuer pour réaliser une brasure de qualité.
La tension superficielle (ou tension de surface)
La tension superficielle est un phénomène physico-chimique lié aux interactions moléculaires d’un fluide. C’est la force nécessaire afin de maintenir un fluide dans son état d’origine.
Exemple : Un gerris “marche” sur l’eau. On perçoit les zones où le poids du gerris a déformé la surface de l’eau qui, sinon, serait plate.
La notion de mouillage
Le phénomène de mouillage est illustré par l’étalement d’une goutte liquide sur une surface solide. L’aptitude de la goutte au mouillage est déterminée par l’angle de contact θ (angle entre phases solide, liquide et vapeur).
Un liquide dit mouillant : θ < 90°
Liquide dit non mouillant : θ > 90°
Le mouillage parfait est caractérisé par un angle de contact nul. Le liquide s’étale totalement sur la surface du solide.
La notion de capillarité
Le phénomène de la capillarité désigne la capacité de certains fluides à se propager entre deux surfaces. Cette propagation est en lien direct avec le mouillage du fluide et sa tension superficielle.
Cas de l’expérience du tube fin plongé dans l’eau (fluide mouillant) :
L’eau augmente sa surface de contact avec le verre et diminue sa surface de contact avec l’air. La tension de surface fait alors remonter l’eau dans le tube.
A des distances capillaires, la gravité ne règne plus en maître !
Dans le cas du brasage, l’espacement entre les deux surfaces doit être maitrisé. Il est d’usage de garantir un jeu compris entre 0,03 mm et 0,2 mm selon le type de métal d’apport, son coefficient d’expansion thermique et la profondeur du joint. Le décapant diminue la tension superficielle et permet un meilleur mouillage.
A ces trois derniers phénomènes physico-chimiques à connaître et à comprendre, il est important d’ajouter un point d’attention :
L’hétérogénéité des pièces à braser
Afin d’assurer une bonne répartition de la chaleur dans les pièces à braser, on respectera certaines règles :
• Les deux pièces n’ont pas la même épaisseur : la chauffe sera menée en priorité sur la pièce la plus épaisse (montée en température plus longue).
• Les deux pièces n’ont pas la même conductibilité thermique : la chauffe sera menée en priorité sur la pièce ayant la moins bonne conductibilité (montée en température plus longue).
• Dans le cas d’un emboîtement (ex : Cylindre male/femelle) la chauffe privilégiera la pièce femelle afin de favoriser l’écoulement de la soudure.