Brasatura rame-alluminio: come superare gli ostacoli industriali?
Il rame e l’alluminio sono materiali fondamentali per le applicazioni elettriche e termiche. Uno offre un’eccellente conduttività, l’altro è leggero ed economico. Ma come saldarli? È qui che le cose si complicano. Incompatibilità metallurgiche, corrosione galvanica, processi di giunzione limitati: le sfide sono reali.
Tuttavia, con l’aumento dei prezzi del rame e la crescente domanda di soluzioni leggere nei trasporti e nell’elettronica di potenza, l’industria non ha altra scelta che imparare a combinare in modo affidabile rame e alluminio.
Quali sono le procedure utilizzabili, quali i rischi, quali le soluzioni robuste e scalabili oggi disponibili? Scopriamolo.
Rame e alluminio: due metalli, due comportamenti
Il rame è un eccellente conduttore di calore ed elettricità. È facile da modellare e rimane lo standard industriale per i sistemi di alimentazione e riscaldamento.
Tuttavia, vi sono quattro limitazioni principali:
L’alluminio, invece, sta diventando una solida alternativa:
Sebbene l’alluminio sia conduttore solo per metà rispetto al rame, il raddoppio della sezione trasversale compensa questa perdita, con una riduzione di peso del 50% rispetto al rame.
Brasatura rame-alluminio: perché i processi tradizionali falliscono
Rame – Un metallo difficile da saldare
Nonostante l’uso diffuso nell’industria, il rame è intrinsecamente difficile da saldare. A causa della sua elevata conducibilità termica, il calore si disperde rapidamente, rendendo difficile ottenere un bagno di saldatura fuso. Inoltre, si ossida facilmente alle alte temperature e richiede una rigorosa protezione dai gas.
Di conseguenza, anche processi collaudati come il TIG o il MIG spesso danno luogo a giunti porosi o meno resistenti.
In poche parole, saldare rame su rame è già complesso. Saldare alluminio in modo complesso? È un livello completamente diverso. I loro punti di fusione sono molto diversi (1085° per il rame, 660° per l’alluminio), si espandono in modo diverso quando vengono riscaldati e durante la fusione si verificano fasi intermetalliche sensibili.
Processi da evitare
In breve: i processi convenzionali raramente producono compositi Cu-Al robusti e durevoli.
FSW – Brasatura Cu-Al affidabile e ad alte prestazioni su scala industriale
Il friction stir welding (FSW) è un processo completamente nuovo. Essendo un processo allo stato solido, non fonde i metalli. Al contrario, un utensile rotante agita i materiali in uno stato semi-solido, creando un legame meccanicamente e metallurgicamente solido.
Perché la FSW è ideale per gli assemblaggi rame-alluminio:
L’FSW consente di produrre busbars e piastra refrigerante in Cu-Al con connessioni forti e affidabili, un importante passo avanti per i veicoli elettrici e i sistemi elettronici compatti.
E la corrosione galvanica?
La combinazione di due metalli dissimili può innescare una reazione elettrochimica. In un ambiente umido, il metallo meno nobile, l’alluminio, può corrodersi rapidamente. Si tratta di corrosione galvanica.
La buona notizia è che il problema può essere affrontato in modo efficace, a patto di tenerlo sotto controllo:
Aziende come Stirweld offrono già soluzioni tecniche collaudate – compresa una speciale protezione dalla corrosione – per le connessioni Cu-Al.
Rame-alluminio: un binomio vincente se si padroneggia il processo di saldatura.
I compositi rame-alluminio non sono più una curiosità tecnica. Sono una combinazione strategica: riducono il peso, abbassano i costi e aiutano a superare la carenza di rame.
Tuttavia, per sfruttare questi vantaggi, è necessario padroneggiare la tecnologia di saldatura. La FSW è l’opzione più promettente, in quanto combina affidabilità, scalabilità e prestazioni.
Industrie che già utilizzano Cu-Al FSW
La Cu-Al FSW non è solo un’innovazione di laboratorio: sta già dando risultati in industrie esigenti:
Veicoli automobilistici ed elettrici
Aerospaziale
Elettronica di potenza ed energie rinnovabili
Mobilità in mare
State lavorando a un progetto Cu-Al?
I nostri esperti vi supportano dal collaudo e dalla convalida fino all’implementazione industriale completa.
