Brasure/soudure sur métaux à haut point de fusion (niobium/tantale) (joaillerie)

Bonjour à tous et merci de prendre le temps de me lire, 

Je suis complètement néophyte et tout nouveau sur le forum, j'espère ne vous pas excéder par mon manque de connaissances :/

Ma question est la suivante : est il possible pour un particulier de braser ou souder des métaux à haut point de fusion, comme le niobium ou le tantale ( respectivement 2477°c et 3017°c ), et ce à petite échelle (joaillerie). 

Je me doute qu'il va manquer tout un tas de paramètre et de précision pour me répondre donc je vais préciser ci dessous toutes les infos qui me passent par la tête (ça va peut-être être un peu long..) 

J'ai récemment travaillé pour un joaillier avec du tantale et j'ai beaucoup apprécié ce métal aux propriétés étonnantes 

http://www.benediktaichele.com/produit/bague-mordue-tantale-metal-noir/

Mais impossible de faire des formes complexes nécessitant des assemblages puisque nos outil de joaillerie ne peuvent pas monter à ces températures (chalumeau à gaz ou oxy butane) ce qui nous contraint à partir de tubes industriel que l'on doit façonner, limitant considérablement les formes possibles. . 

Mais récemment j'ai eu vent de l'existence d'un outil en traînant sur Internet : le multiplaz3500 ( c'est d'ailleurs les recherches sur cet outil qui m'ont amené sur ce forum :) qui serait capable d'atteindre des températures de plus de 7000°c !! Je me suis donc dit que ce genre d'appareil pourrais rendre la soudure brasure du tantale possible mais j'ai trop peu de connaissance sur le sujet pour me lancer..

Si c'est possible j'imagine 2 cas :

- soit la soudure est possible ( youpi !!) 

- soit la soudure n'est pas possible mais la brasure oui

Pour la brasure j'imaginais procéder comme en joaillerie, créer le métal d'apport en faisant un alliage ( par exemple ajouter un peu de niobium dans du tantale pour faire baisser son point de fusion) et chauffer la pièce jusqu'à la fonte du métal d'apport

Voilà, je ne me rend pas vraiment compte de la pertinence de ma question par rapport au Forum, je voulais avoir l'avis de gens qui s'y connaissent dans le domaine pour éclairer ma lanterne :) 

Cordialement, 

Arium

je pense que vous devez vous renseigner sur ce type de matériel https://www.cookson-clal.com/puk-5-1-machine-a-souder

ou ça https://youtu.be/H9NmizfkZ_4

Bonjour tungstene, 

Merci de ta réponse, 

Je connais bien ce matos, c'est très pratique pour maintenir des pièces ensemble avant de les braser mais ça reste de la fusion de surface point par point.. Donc pas très solide vu que le métal n'est pas fusionné à coeur :/

En plus ce type de matos coûte un bras ! 

Bonjour,

Je pense que c'est un projet très ambitieux et qu'il faut reprendre quelques éléments intéressants : L'inox austénitique fond à 1450°C environ. Une couche d'alumine aux alentours des 2000°C. Votre matériau dépasse en température de fusion ces deux éléments qui demandent déjà des procédés spéciaux pour les fondre.

Aujourd'hui je ne suis pas convaincu par votre appareil trois en un. S'il fait tout c'est qu'il ne fait rien proprement :) ! A mon sens il serait peut être judicieux et efficace de vous tourner vers un TIG/Plasma type Fronius avec des bouteilles de gaz et de l'air comprimé.

Après en bijouterie, il n'y a pas véritablement de vrai soudage, c'est surtout du brasage et c'est largement suffisant pour les sollicitations mécaniques que vous pourriez avoir au niveau d'un bijou. Le soudage laser n'est réalisé que pour des travaux de précision et la fusion est  superficielle. A mon sens, c'est peut être bien du côté du brasage qu'il faut vous tourner si vous souhaitez faire des assemblages complexes.

Cdlt,

YannA

en plus le tantale est très sensible à l'oxydation, il doit demander les même précautions que le titane

Bonjour YannA, 

Merci beaucoup pour votre réponse :)

En effet le matériel que vous me conseillez à l'air d'être tout à fait ce que je recherche ! Si j'ai flashé sur le multiplaz3500 c'est que c'était la première fois que j'entendais parler d'un outil atteignant de telles température.. En gros je cherchais un chalumeau dépassant les 3500°c et ce TIG plasma a l'air de correspondre à mes attentes, merci beaucoup :) 

Pour ce qui est du brasage je suis bien d'accord avec vous, c'est amplement suffisant pour les contraintes mécaniques subies par le bijoux. Mais dans mon cas le brasage requiert une étape de plus : la création de l'alliage d'apport puisque je ne pense pas que cela existe dans le commerce. 

Or, dans le cas de l'or ou de l'argent c'est simple, on pèse les différents métal à allier selon certaines proportions puis on les chauffe dans un creuset en céramique jusqu'à la fusion total de tous les métaux en un alliage. Mais pour ce qui est des métaux à haut point de fusion, je ne pense pas qu'un creuset en céramique tienne le coup, je risque de me retrouver avec un alliage tantale/niobium/céramique, ce qui est plutôt embêtant.. 

Donc mes interrogations actuelles sont les suivantes :

- pour le brasage, existe t il des genre de creuset (ou autre) capable de résister à la chaleur de ce TIG ? 

-pour la soudure, est il possible de fusionner le métal à coeur ? Exemple, si je veux souder bout à bout deux fils de section carré 2x2 mm, ça créerait une fusion de surface ou à coeur ? Et si la réponse et oui mais ça sera vraiment pas beau ce n'est pas très grave, il est toujours possible de souder des sections plus grosse pour les re-tailler ensuite, mais ça n'est possible que si la fusion est totale. 

Encore merci pour vos réponses et bonne soirée à vous ! 

Envoyé par tungstene

 

en plus le tantale est très sensible à l'oxydation, il doit demander les même précautions que le titane

 

C'est vrai qu'en bijouterie on utilise du borax pendant la chauffe, ça protège le métal de l'oxydation par vitrification, mais je n'ai aucune connaissance sur le comportement du borax à de tel températures.. Vous utilisez des produits spécifiques pour éviter l'oxydation pendant la soudure sur titane ? 

Bonjour,

Attention, un tig ne pourra pas servir à alimenter un creuset, c'est uniquement pour assembler deux parties ensemble. Ce sera aussi le cas de l'appareil 3 en 1. Le principe du TIG c'est de fermer un circuit via un arc électrique qui joue le rôle d'une résistance pure et chauffe donc par effet joule (entre autre), il faut dont pouvoir faire contact et maintenir l'arc suffisamment court pour qu'il reste focalisé et chauffe.

Au dard du TIG, la température atteint les 20 000K alors qu'en surface de la pièce elle n'est plus qu'à 8000k dans le cône d'inertage. Vous comprenez la nécessité de garder un arc focalisé.

Pour votre cas, je n'imagine pas d'alternatives semi-professionnelles ou professionnelles légères permettant de fondre à des températures aussi importantes dans le but de créer un alliage. Il y a bien des fours électriques à atmosphère contrôlé mais c'est du matériel de recherche et développement pour des aciéries et la ce n'est plus les mêmes prix...

Tel que je le vois il y a plusieurs choses à mettre en place :

- Se renseigner sur les procédés de soudure et leurs limites

- Se renseigner sur la chimie et les procédés de brasage et des alternatives. Il doit pouvoir exister un alliage pré-existant capable d'une accroche suffisante sans pour autant devoir créer un alliage spécifique.

- Se renseigner sur la chimie du titane et son travail : Le titane sans oxydation se travaille sous cloche ou avec un traînard de gaz d'inertage. Le titane prend feu à l'usinage aussi, c'est assez rigolo.

- Se renseigner sur les assemblages soudés : Il est toujours possible de réaliser un chanfrein pour souder à coeur mais le jeu en vaut-il la chandelle ? Un anneau créé à partir d'une plaque se brase très bien et la jonction est invisible. Je ne connais pas la chimie et le comportement du tantale et niobium mais j'ai vraiment l'impression que chercher à souder ces métaux c'est s'exposer à de nombreux inconvénients passant de la préparation des pièces, du soudage à la finition.

En bijouterie il est essentiel de récupérer les copeaux pour les réutiliser et augmenter le rendement. Comment utiliser des copeaux que l'on ne peut fondre au creuset standard ? L'utilisation d'un four spécifique à atmosphère contrôlé.

Je ne sais pas si le jeu en vaut la chandelle mais je serai curieux de voir le résultat.

Cdlt,

YannA

pour le soudage du titane on utilise de l'argon pur , comme d'ailleurs pour le soudage des acier, des cuivres et des alu, mais le titane nécessite une meilleure protection, que ces métaux et aussi pour les bord à bord des envers, dans les moyens, il y a l'ajout d'un trainard fixé à la torche qui diffuse aussi de l'argon, ou des buses au format jumbo , il y a d'ailleurs des palettes de couleur indiquant les degrés d'oxydation acceptables ou pas . Sur youtube cherchez titanium welding