Comment braser de l’acier ?

Le brasage de l’acier est généralement facile à réaliser, à condition de s’équiper des outils et des consommables appropriés et de suivre les bons procédés. Il faut faire attention aux détails de la conception du joint de brasage et à l’espacement pour ne pas compromettre le rendu final. Il s’agira également de choisir une méthode de chauffage pertinente en fonction des quantités de production prévues. Comment braser de l’acier (non inoxydable) ? Nos conseils.

Les généralités du brasage de l’acier (hors inox)

L’acier est un alliage composé de fer et de carbone. Plus la teneur en carbone est élevée, plus l’acier est résistant, dur et solide. Il existe de nombreux types d’acier pouvant être utilisés pour le processus de brasage de l’acier, qui sont tous classés en fonction de diverses propriétés physiques et de la teneur en carbone. L’acier à haute teneur en carbone est très résistant et il est utilisé pour les limes, les ciseaux à froid et divers outils métalliques, tandis que l’acier à faible teneur en carbone est utilisé pour les tubes, les clous et les pièces moulées.

Avant de commencer à réparer l’acier par le brasage, vous devez d’abord déterminer la « soudabilité » du métal. Celle-ci est inversement proportionnelle à sa capacité à être durci par la chaleur. En somme, cela signifie que certaines variétés de métal contenant moins d’agents d’alliage peuvent être mieux soudées que d’autres. Ensuite, il faut mesurer la teneur en carbone des différents alliages d’acier. Cela permet de comparer les propriétés de n’importe quel alliage d’acier à celles de l’acier au carbone ordinaire. Si possible, n’utilisez que des métaux à haute résistance et faiblement alliés, spécialement conçus pour le brasage au chalumeau.

La plupart des travaux de brasage de l’acier ne nécessitent qu’un chalumeau à propane portatif. Il faudra toutefois opter pour un modèle huppé lorsque le rendu esthétique et/ou la précision sont des critères décisifs dans le projet. Sinon, vous pouvez vous contenter d’un appareil avec une force de maintien de 71 000 PSI capable de réaliser des finitions de base. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le brasage de l’acier sur l’acier inoxydable peut être très difficile. Il est en effet assez compliqué à couper et est sujet à la déformation en raison de sa forte expansion thermique. Contrôlez la quantité de ferrite dans la soudure pour minimiser les fissures à chaud, préchauffez et utilisez des produits de brasage fort et de brasage tendre en acier.

Brasage de l’acier : le cuivre reste le meilleur métal d’apport

Les propriétés mécaniques (résistance et dureté) de l’acier à faible teneur en carbone ne seront pas affectées par le chauffage normal de l’acier pour le brasage. Par conséquent, le choix des procédés de chauffage et des métaux d’apport appropriés est assez ouvert et devrait suivre la solution la plus simple et la plus économique pour l’utilisateur, mais qui répond aux exigences du brasage. Il s’agira probablement d’un acier à braser manuel avec un chalumeau oxyacétylénique, de préférence pour une production limitée de pièces similaires utilisant un métal d’apport à base d’argent. Le seul inconvénient peut être le coût relativement élevé du métal d’apport à base d’argent, mais il peut être compensé par le faible coût de l’équipement.

Braser de l’acier de manière optimale

Pour les grandes séries de production, on peut préférer des consommables « bon marché » comme les métaux d’apport à base de cuivre. Ces matériaux fondent à une température de brasage plus élevée et sont donc principalement utilisés pour le brasage au four sous une atmosphère protectrice. Avec un flux approprié fourni dans le joint, le brasage de l’acier peut être effectué avec un chalumeau mécanisé ou dans des bobines d’induction, selon les besoins et la disponibilité de l’équipement. Le cuivre pur et les métaux d’apport cuivre – zinc peuvent également être utilisés.

Pour braser l’acier dans un four dans les meilleures conditions, sont basées sur le gaz brûlé, l’hydrogène ou l’ammoniac dissocié. Les alliages cuivre – zinc peuvent être utilisés pour des applications ne nécessitant pas de résistance à la corrosion. Bien que ces alliages puissent être utilisés avec de l’acier pour brasage à la flamme, leurs vapeurs contenant du zinc peuvent être problématiques. Dans certaines applications manuelles, les alliages de métaux d’apport à faible émission de fumées peuvent être préférés. Les aciers à teneur moyenne en carbone sont sensibles au traitement thermique. Le cycle de brasage doit donc tenir compte des caractéristiques de l’acier.

Si l’on utilise des alliages de brasage d’apport (à base de cuivre) dont le solidus (intervalle qui sépare le domaine où le matériau est entièrement solide de celui où coexistent les états solide et liquide) est supérieur à la température du traitement thermique de l’acier, alors le brasage ne sera pas dégradé par des traitements thermiques successifs. Dans certains cas, le brasage peut être combiné avec un traitement thermique et les pièces peuvent être trempées directement à partir de la température de brasage.

Les aciers à haute teneur en carbone peuvent avoir des températures de durcissement comprises entre 760 et 820° C. En choisissant soigneusement le métal d’apport, il est possible de combiner le chauffage pour le durcissement avec le brasage et la trempe directe. Les aciers à outils trempés à forte teneur en chrome sont « revenus » dans une fourchette de 540 à 650 °C, température à laquelle ils peuvent être brasés avec des métaux d’apport appropriés, en combinant le revenu et le brasage dans la même opération.

Le brasage de l’acier via la cémentation

Certains opteront pour l’acier de brasage combiné à la cémentation sur des pièces comme les engrenages à faible teneur en carbone. La cémentation est un traitement thermochimique qui consiste à faire pénétrer superficiellement du carbone dans un acier dont la teneur en carbone est insuffisante pour prendre de la trempe, afin de le transformer en surface en un acier fortement carburé et donc susceptible d’être trempé. L’opération est effectuée dans un four à hydrogène. Le cycle de brasage doit être assez court. La pâte de métal d’apport et le flux sont placés au préalable dans le joint. À la fin du cycle de cémentation, les pièces sont directement trempées dans l’huile, puis nettoyées et trempées selon les besoins.

Brasage de l’acier : attention à la rouille

En raison de la caractéristique commune des aciers communs (non inoxydables) (ils rouillent à l’air), le nettoyage doit être particulièrement minutieux, et le brasage effectué immédiatement après. La tôle galvanisée peut être brasée mais le zinc risque de s’évaporer en chauffant, et donc la protection galvanique peut en souffrir, du moins à proximité du joint. S’il est important de ne pas compromettre la couche de zinc, il faut envisager de remplacer le brasage par une soudure afin que les températures de traitement plus basses n’endommagent pas la couche de zinc. Le brasage de l’acier ne devrait pas être difficile et pourrait constituer une solution d’assemblage parfaite pour des applications appropriées.

Quel matériel pour braser de l’acier ?

Pour braser de l’acier, nous vous conseillons le chalumeau Oxygaz KHW Gasex 3 100° de Providus  et des baguettes de brasure en argent 40 % de 2 mm de diamètre .

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