I forni per brasatura sotto vuoto sono ampiamente utilizzati nei settori aerospaziale, automobilistico, nella produzione di scambiatori di calore, nella lavorazione dell'acciaio inossidabile e nei materiali avanzati. A differenza del trattamento termico generale, la brasatura sotto vuoto richiede un ambiente sotto vuoto estremamente pulito e stabile per garantire il corretto flusso del metallo d'apporto, l'integrità del giunto e la qualità metallurgica.
Le pompe per vuoto sono quindi un componente critico del processo, non solo un'apparecchiatura ausiliaria. Questo articolo spiega come le pompe per vuoto vengono applicate nei forni per brasatura sotto vuoto, quali tecnologie di pompa vengono effettivamente utilizzate e come i sistemi di pompaggio sono progettati per una qualità del vuoto di grado di brasatura.
1. Perché la qualità del vuoto è fondamentale nella brasatura sotto vuoto
Nella brasatura sotto vuoto, la formazione del giunto si basa su:
Flusso capillare del metallo d'apporto fuso
Bagnatura della superficie senza disossidante
Ossidazione minima dei materiali di base
Per raggiungere questo obiettivo, il forno deve mantenere:
Contenuto di ossigeno residuo molto basso
Pressione stabile durante tutto il plateau della temperatura di brasatura
Contaminazione minima di idrocarburi e vapori d'olio
Anche piccole fluttuazioni di pressione o contaminazioni possono provocare:
Scarsa bagnatura
Vuoti o articolazioni deboli
Cuciture brasate incoerenti
2. Requisiti tipici di vuoto per i forni di brasatura
I forni per brasatura sotto vuoto generalmente funzionano a:
da 10⁻³ a 10⁻⁵ mbar (a seconda del materiale e della lega d'apporto)
Lunghi tempi di mantenimento ad alta temperatura
Basso carico di gas ma elevata richiesta di pulizia
Ciò pone requisiti specifici al sistema di pompaggio per vuoto:
Eccellente tenuta alle perdite
Generazione di vuoto pulito
Pompaggio stabile durante le fasi di degassamento
3. Fase di sgrossatura: evacuazione iniziale del forno
Pompe a vuoto rotante-lubrificato a olio
Le pompe per vuoto rotative a palette lubrificate ad olio sono comunemente utilizzate come pompe per sgrossatura nei sistemi di forni per brasatura sotto vuoto.
Funzione
Evacuare la camera dalla pressione atmosferica
Rimuovere l'aria e l'umidità
Preparare il sistema per fasi di pompaggio ad alto vuoto
Perché vengono utilizzati
Prestazioni di vuoto approssimativo affidabili e prevedibili
Elevata efficienza di pompaggio durante l'evacuazione iniziale
Conveniente per i produttori di forni
Nelle applicazioni di brasatura queste pompe sono sempre dotate di:
Filtri per nebbie oleose ad alta efficienza
Valvole di isolamento adeguate per ridurre al minimo la migrazione dei vapori d'olio.
4. Fase Booster: Pompe per Vuoto Roots
Sistemi di pompe per vuoto Roots per forni di brasatura
Le pompe per vuoto Roots sono ampiamente utilizzate nei forni di brasatura sotto vuoto per aumentare la velocità di pompaggio nella transizione dal vuoto grezzo a quello spinto.
Ruolo nei sistemi di brasatura
Migliorare significativamente la velocità di evacuazione inferiore a ~10⁻¹ mbar
Ridurre il tempo per raggiungere la pressione di brasatura
Supporta il vuoto stabile durante il degassamento
Le pompe Roots non vengono utilizzate da sole; funzionano in combinazione con una pompa di supporto come una pompa rotativa a palette o una pompa a vite a secco.
5. Supporto per alto vuoto e generazione di vuoto pulito
Pompe per vuoto a vite a secco
Le pompe per vuoto a vite a secco sono sempre più adottate nei moderni impianti di brasatura sotto vuoto.
Vantaggi principali
Camera di compressione completamente priva di olio
Nessun backstreaming di idrocarburi
Elevata tolleranza ai prodotti che degassano i metalli
Adatto per cicli lunghi ad alta temperatura
Le pompe a vite a secco vengono spesso scelte quando:
La pulizia delle articolazioni è fondamentale
Si applicano standard aerospaziali o medici
Il tempo di attività del forno e gli intervalli di manutenzione devono essere massimizzati
Pompe per Alto Vuoto (Diffusione / Turbo Molecolare)
Nelle applicazioni che richiedono livelli di gas residuo estremamente bassi, come la brasatura aerospaziale o componenti in acciaio inossidabile di elevata purezza, è possibile aggiungere pompe ad alto vuoto:
Pompe a diffusione (con adeguato intrappolamento)
Pompe turbomolecolari (per sistemi più puliti)
Queste pompe sono sempre supportate da:
Pompe per vuoto rotative a palette o a vite secca
Booster di root per l'ottimizzazione del throughput
6. Architettura del sistema di pompaggio per forni di brasatura sotto vuoto
Un tipico sistema di pompaggio in un forno per brasatura sotto vuoto comprende:
Fase 1: pompa per vuoto rotativa a palette (sgrossatura)
Fase 2: Booster di vuoto radicale (alta velocità di pompaggio)
Fase 3: Coclea a secco o pompa ad alto vuoto (stabilizzazione pulita)
Questa configurazione garantisce:
Svuotamento rapido
Vuoto di brasatura pulito e stabile
Prestazioni affidabili su cicli ripetuti
7. Sfide comuni del vuoto nei forni per brasatura
Controllo dell'ossigeno residuo
Anche le microperdite o un pompaggio insufficiente possono causare ossidazione a temperature di brasatura.
Degassamento durante il riscaldamento
I materiali di base rilasciano gas all'aumentare della temperatura, richiedendo una capacità di pompaggio stabile.
Rischio di contaminazione dell'olio
Le pompe con tenuta a olio configurate in modo errato possono introdurre idrocarburi, compromettendo la qualità del giunto.
Queste sfide evidenziano perché la progettazione del sistema è importante quanto la scelta della pompa.
8. Soluzioni Wordfik con pompe per vuoto per forni di brasatura sotto vuoto
Wordfik fornisce sistemi di pompe per vuoto progettati specificatamente per applicazioni in forni per brasatura sotto vuoto.
Soluzioni disponibili
Pompe rotative a palette lubrificate ad olio per una sgrossatura affidabile
Pacchetti di pompe booster Roots per un'elevata velocità di pompaggio
Pompe per vuoto a vite a secco per un funzionamento pulito e senza olio
Skid a vuoto personalizzati per OEM di forni
Ogni sistema è progettato sulla base di:
Volume del forno
Pressione di brasatura target
Tempo di ciclo e profilo termico
Requisiti di pulizia
9. Riepilogo
I forni per brasatura sotto vuoto richiedono ambienti sotto vuoto puliti, stabili e ben controllati. Selezionare la corretta combinazione di pompe per sgrossatura, pompe booster e tecnologie di vuoto pulito è essenziale per ottenere giunti brasati di alta qualità e prestazioni costanti del forno.
I sistemi di pompaggio per vuoto adeguatamente progettati riducono i tempi di ciclo, migliorano l'affidabilità dei giunti e supportano il funzionamento del forno a lungo termine.
