Borace nella forgiatura: usi del flusso, migliori pratiche e alternative

Risposta diretta: cosa fa il borace nella forgiatura

Nella forgiatura, il borace viene utilizzato principalmente come flusso di saldatura per forgiatura: si scioglie formando uno strato vetroso che aiuta a dissolvere le incrostazioni di ossido di ferro e protegge l'articolazione dall'ossigeno abbastanza a lungo da consentire alle superfici di aderire . Per la modellatura ordinaria (non saldatura), il borace solitamente non è necessario e può creare disordine, fumi e accumuli refrattari senza migliorare il lavoro.

Una regola pratica: se non stai tentando una saldatura (saldatura a sovrapposizione, saldatura a sciarpa, saldatura split-and-insert, saldatura a cavo, pila di saldature a modello), salta il borace e concentrati sul controllo della temperatura, sull'acciaio pulito e sull'atmosfera controllata.

Perché il borace funziona: la chimica e la finestra della temperatura

Cosa sta facendo il flusso sulla linea di saldatura

• Abbassare il “punto critico” per l’incrostazione: il borace fuso può aiutare a galleggiare o a dissolvere gli ossidi di ferro che altrimenti impedirebbero il contatto metallo-metallo.
• Creazione di una barriera temporanea all'ossigeno: lo strato vetroso riduce l'ossidazione fresca mentre si porta il giunto al calore di saldatura.
• Migliorare la bagnabilità dell'interfaccia: il disossidante aiuta le superfici dei giunti a “ripulirsi” nel momento della pressione, ovvero quando si forma il legame.

Numeri utili per ancorare il tuo processo

Il borace anidro si scioglie all'incirca 741 °C (1366 °F) , quindi diventa attivo ben prima del calore di saldatura. Le temperature tipiche di saldatura a forgia per l'acciaio dolce sono generalmente inferiori 1250-1300 °C (2280-2370 °F) a seconda dell'atmosfera, della geometria del giunto e della lega.

Il punto è questa separazione della temperatura: il borace si liquefa presto, quindi rimane fuso mentre si spinge il giunto nella zona più calda dove viene effettivamente effettuata la saldatura.

Quando usare il borace e quando no

Buoni casi d'uso

• Saldature a sovrapposizione e a sciarpa dove l'interfaccia è esposta al fuoco e vuole ossidarsi rapidamente.
• Pile di saldatura di modelli (soprattutto puntine iniziali e primi consolidamenti) dove le incrostazioni tra gli strati sono il nemico principale.
• Saldature di cavi o catene in cui molti microinterstizi intrappolano l'ossido.

Situazioni in cui il borace è spesso controproducente

• Forgiatura ed imbutitura generale: non aggiunge resistenza o plasticità e può aumentare il disordine dovuto alle incrostazioni sull'incudine.
• Giunti stretti e chiusi già protetti da un'atmosfera riducente ben calibrata (o una saldatura del contenitore dove il contenitore fornisce la barriera).
• Lavori surriscaldati in cui il flusso può “bollire” e scorrere in modo aggressivo, trascinando incrostazioni e lasciando buchi se il controllo della temperatura è inadeguato.

Come applicare correttamente il borace: tempi, quantità e tecnica

L'approccio di maggior successo è quello di applicare il borace dopo che l'articolazione è abbastanza calda da scioglierla, ma prima che si formi una grossa incrostazione sull'interfaccia. In pratica, ciò significa fondere con un calore dal rosso vivo all'arancione, quindi ritornare al fuoco per raggiungere il calore di saldatura.

Flusso di lavoro passo passo per una saldatura a sovrapposizione o a sciarpa di base

1. Preparare il giunto: levigare o limare le superfici di accoppiamento per pulirle; evitare impronte digitali e olio.
2. Preriscalda i pezzi per eliminare l'umidità e ridurre lo shock termico (particolarmente importante se usi borace idratato).
3. Portare l'area della giuntura a una temperatura rosso/arancione brillante, togliere dal fuoco, quindi applicare una leggera spolverata di borace direttamente sulla cucitura.
4. Riportare al fuoco e portare il giunto al calore di saldatura; mantenere la giuntura orientata in modo che il flusso fuso rimanga nell'interfaccia.
5. Imposta la saldatura con colpi controllati o con una pressa: inizia dall'estremità più lontana e procedi verso te stesso per spingere fuori il flusso e gli ossidi intrappolati.
6. Riscaldare e consolidare con una pressione più decisa solo dopo che il "fissaggio" iniziale ha bloccato l'interfaccia.

Quanto borace usare (punti di partenza pratici)

Più flusso non è meglio. Il borace in eccesso può fuoriuscire, intrappolare i detriti e creare problemi di pulizia. Usane quanto basta per bagnare completamente la cucitura.

• Per una tipica sciarpa delle dimensioni di un coltello (circa 25 mm/1 pollice di larghezza): inizia con circa 1/4–1/2 cucchiaino totale alla cucitura.
• Per una piccola billetta con saldatura a disegno (ad esempio 38 mm × 38 mm / 1,5 in pila quadrata): applicare uno strato sottile "simile al sale" per ogni riscaldamento fino al completamento del primo consolidamento completo.
• Se vedi fuoriuscire pozzanghere dense e vetrose: riduci l'applicazione; è probabile che si verifichi un flusso eccessivo o un surriscaldamento.

Tipi di borace e miscele di fondenti comuni

“Borace” può significare prodotti diversi. Il borace idrato contiene acqua che deve evaporare; il borace anidro è più secco e tende a comportarsi in modo più prevedibile nella fucina.

Se usi borace idratato, preriscaldare il tuo lavoro e applicare il flussante solo quando la giuntura è già calda ridurrà le bolle violente e aiuterà a mantenere il flussante dove ne hai bisogno.

Risoluzione dei problemi: perché le saldature falliscono anche con il borace

Sintomi comuni e soluzioni mirate

Se devi scegliere un solo miglioramento, dai priorità alla pulizia dei giunti e al calore di saldatura costante. Flux supporta un buon processo; non lo sostituisce.

Sicurezza, impatto del negozio e pulizia

Sicurezza personale

• Indossare protezioni per gli occhi ed evitare di sporgersi sul lavoro durante l'applicazione del fondente; il borace fuso può schizzare.
• Mantenere la ventilazione; l'uso del flusso può aggiungere fumi e particelle sospese nell'aria all'area della fucina.
• Tenere l'umidità lontana dal flusso caldo: il borace bagnato sull'acciaio caldo può "scoppiare" violentemente.

Considerazioni sulla forgia e sull'incudine

• Il borace può attaccare e lucidare alcuni rivestimenti refrattari; utilizzare un pavimento sacrificale (pezzo del ripiano del forno) se si salda spesso con il flusso.
• Il flusso sulla faccia dell'incudine può intrappolare la sabbia; pulire e spazzolare tra una cottura e l'altra per evitare di incorporare particelle abrasive nel lavoro.

Suggerimento per la pulizia: lasciare raffreddare i residui nel vetro, quindi scheggiarli meccanicamente; evitare il flusso di lavaggio negli scarichi e smaltirlo secondo le linee guida locali sui rifiuti.

In conclusione

Il borace è più efficace se usato con parsimonia come flusso di saldatura per forgia, applicato a fuoco rosso/arancione brillante, quindi portato al calore di saldatura per un fissaggio rapido e deliberato. Se le saldature non sono uniformi, il miglioramento della preparazione della superficie, del controllo del calore e dell'atmosfera di solito offre vantaggi maggiori rispetto all'aggiunta di più flusso.