Le brasage est une opération d'assemblage de pièces métalliques au moyen d'un métal d'apport à l'état liquide, dont la température de fusion (liquidus) est < à celle des pièces à assembler, et mouillant le métal de base qui ne participe pas par fusion à la constitution du joint.

2. LES PROCEDES

Il existe une grande diversité de procédés de brasage :

• variété de matériaux susceptibles d'être assemblés.
• variété de choix de métal d'apport.
• variété de possibilités de chauffage (nous ne retiendrons que l'emploi du chalumeau soudeur).

3. LES MECANISMES DU BRASAGE

En apparence, l'opération de brasage est d'éxécution simple, il suffit d'introduire le métal d'apport liquide dans le joint pour que ce métal adhére aux surfaces et, après solidification, assure la liaison des parois des pièces à assembler.

Le processus, est en fait beaucoup plus complexe et met en jeu de nombreux facteurs.

Une brasure correcte ne peut être réalisée que si, en cours d'exécution, le métal d'apport liquide se trouve être en contact parfait avec les surfaces prévues pour constituer le joint, ce contact est obtenu grâce au "mouillage".

La pénétration plus ou moins complète d'un métal d'apport dans un joint est un effet de la capillarité, fonction elle-même de la tension superficielle, par conséquent de la température de brasage ainsi que du jeux existant à cette température entre les pièces à assembler.

La réussite d'un joint brasé se trouve conditionné par :

• la conception générale du joint brasé.
• le maintien des pièces en position pendant le brasage.
• la préparation des surfaces.
• le choix d'un flux.
• le choix d'un métal d'apport.
• le choix d'un procédé de chauffage.
• le choix de la température de brasage.
• la vitesse de chauffage.
• le temps de maintien à la température de brasage.
• sa vitesse de refroidissement.

4. CARACTERISTIQUES DES METAUX D'APPORT

D'une façon générale, les conditions à remplir pour qu'un alliage soit considéré comme un métal d'apport "satisfaisant" vis à vis d'un métal de base donné sont les suivantes :

• pouvoir s'allier avec le métal ou les métaux de base et diffuser dans ces métaux.
• pouvoir "mouiller"convenablement les métaux de base.
• ne pas avoir d'action corrosive nuisible sur les métaux de base.
• avoir une température de fusion compatible avec les propriétés métallurgiques du métal de base.
• avoir une tension superficielle à chaud suffisante pour remonter dans le joint.
• avoir une composition homogène et stable avec un intervalle de fusion qui n'entraine pas une liquidation excessive si l'apport de chaleur n'est pas rapide.
• posséder des caractéristiques mécaniques et physiques appropriées à la destination du joint brasé.
• satisfaire les exigences d'aptitude à recevoir une finition particulière (chromage, peinture ...).

5. TRACE DES JOINTS BRASES

La conception des joints brasés dépend, d'une part, des propriétés physiques ou chimiques des matériaux employés (matériaux de base, métaux d'apport, flux...), d'autre part, des conditions d'utilisation.

Ces dernières se divisent en :

• résistance mécanique aux efforts statiques.
• résistance mécanique aux efforts alternés.
• résistance mécanique à la fatigue.
• résistance mécanique aux vibrations.
• conductivité électrique.
• conductivité thermique.

6. LES DIFFERENTS TYPES DE JOINTS

6.1. Joints bout à bout

Les joints brasés schéma 1704, à bords droits ne présentent jamais une résistance comparable à celle du métal de base, même si le métal d'apport à des caractéristiques égales ou supérieures, en effet, le métal d'apport remplissant exactement l'intervalle des deux pièces à assembler à la température de brasage, prend son retrait au refroidissement.

Ce phénomène provoque schéma 1705, surtout en flexion, des contraintes, aussi lorsque le joint à recouvrement n'est pas possible, remplace-t-on le joint bout à bout à bords droits par le joint à onglet schéma 1706 .

6.2. Joints d'angle

Pour les mêmes raison que précédemment, on évite les joints d'angle sur bords droits schéma 1707, (en soudobrasage seulement on réalisera le joint avec de larges congés de métal d'apport schéma 1708 ), le schéma 1709, (joint simple sur bord bombé) et le schéma 1710, (joint double sur bords bombés) constituent des solutions de remplacement pour joints brasés. La première n'est applicable schéma 1709, que si les sollicitations de flexion se font dans le sens de la flêche .

6.3. Joints d'angle extérieurs

De la même façon, le joint schéma 1711, en angle extérieur est à éviter et pourra être remplacé par le joint schéma 1712, ou par le joint schéma 1713 .

6.4. Joints à recouvrement (ou à clin)

Ce type de joint est le plus courant en brasage fort schéma 1714. Si les épaisseurs sont très différentes (E>1,5 épaisseur), il faudra soit amincir progressivement la pièce la plus épaisse schéma 1715, soit renforcer par un talon la plus mince schéma 1716. Cette précaution est absolument nécessaire si l'une des pièces fait un angle aussitôt après le joint schéma 1717, la longueur du joint sera d'au moins trois fois l'épaisseur.

6.5. Joints assemblés par emboitement

Ces divers assemblages, schémas 1721, 1718, 1719, 1720 et 1722, impraticables en soudage ou en soudo-brasage (car dans ces procédés, la source de chaleur ne permet d'accéder qu'à l'extérieur du joint), sont caractéristiques des possibilités offertes par le brasage, surtout lorsque le métal d'apport peut être mis en place à l'avance dans le joint.