Cientificamente falando, como e por que os tubos de cobre suados (de solda) funcionam?

Alguns anos atrás, remodelei meu banheiro e aprendi a suar tubos de cobre. Sempre fui capaz de fazer isso com sucesso desde então, mas sempre me perguntei exatamente como e por que isso funciona. Eu fiz algumas pesquisas na Web, mas a maioria do que encontro são artigos e vídeos sobre "como fazer", mas nada que explique as especificidades de como e por que funciona. Alguém pode me dar algumas respostas para essas perguntas que me incomodaram?

1. O que exatamente o fluxo faz?

   • O que acontece se todo o fluxo queima antes que a solda derreta?
   • E se você não usasse o fluxo?
   • O que é fluxo em primeiro lugar?

2. Onde exatamente você deve apontar a chama? (Vi relatórios diferentes sobre este)

   • Bem na junta (onde está o fluxo)? (na minha experiência limitada, isso parece queimar o fluxo imediatamente e às vezes causa problemas)
   • No tubo de cobre, a uma polegada de distância da junta?
   • Na montagem em que o tubo está sendo soldado?

3. Qual é exatamente a ação capilar que atrai a solda derretida para a junta?

   • O que causa e como funciona?
   • Às vezes, me encontro em uma situação em que a solda derrete, mas simplesmente escorre do cano, em vez de ser sugada pela junta. O que eu fiz errado? Eu geralmente tenho que limpar tudo e começar de novo quando isso acontece

Acho que o @ArchonOSX tem uma boa resposta, mas gostaria de expandir um pouco mais (ter experiência em soldagem, brasagem e solda).

Indo ponto a ponto:

1. O fluxo normalmente promove a ligação entre os metais básicos e a solda. Isso é feito limpando o metal (removendo os contaminantes da superfície), desoxidando o metal e impedindo mais oxidação. O metal quente tende a oxidar mais rapidamente que o metal frio, mas o fluxo remove o oxigênio (seja por absorção, adsorção ou oxidação do próprio fluxo) onde é aplicado.

   • Se todo o seu fluxo queima (ou fica oxidado) antes de você terminar a soldagem da junta, é menos provável que a solda flua para onde você precisar, porque os metais básicos tendem a oxidar. A solda não se liga tão bem às superfícies oxidadas; em vez disso, ela se acumula e escorre.
   • Isso é possível, mas difícil. A menos que você estivesse em um ambiente anaeróbico (e mesmo assim talvez não funcionasse), provavelmente não conseguiria um bom vínculo.
   • A Wikipedia é muito boa nesse caso.

2. Você deseja que o metal seja aquecido uniformemente, para que a expansão térmica seja uniforme, para que a absorção seja uniforme, para que tudo seja uniforme. O cobre, sendo um bom condutor elétrico, também é um bom condutor de calor. Se você aquecer apenas a junta, poderá esfriar rapidamente devido ao resfriamento de cobre ao redor da junta.

   • Não está na junta (imediatamente). Quando você está promovendo o fluxo de solda, então você não quer se concentrar a chama muito rigor.
   • Sim, para aquecer o tubo circundante inicialmente.
   • Sim, porque o metal aqui também é geralmente um pouco mais espesso do que em qualquer outro lugar, por isso é preciso mais energia para aquecer até temperaturas de brasagem.

3. A ação capilar é um fenômeno interessante que ocorre quando um material pode "molhar" outro. Umedecer é um processo em que a energia da superfície é reduzida quando o material da fase líquida está em contato com o material da fase sólida. Alguns líquidos, como mercúrio, não molham outros, como vidro (formando um menisco para cima ). A água faz o contrário, molhando o vidro. A energia da superfície deve ser menor que a tensão superficial do líquido para evitar a formação de bolhas (enrolamento, que você vê quando o fluxo queima). Em espaços pequenos, esse recurso de umedecimento pode fazer com que uma coluna de líquido suba contra a gravidade. Para materiais não umectantes, o oposto tende a acontecer .

   • Acho que respondi a essa parte acima.
   • Quando isso acontece, é porque a solda derretida não pode molhar o cobre. O fluxo diminui a energia da superfície do cobre puro (outra de suas funções), que é como promove a absorção, mas se o cobre não estiver quente o suficiente, também não será molhado.

No entanto, tudo o que acabei de descrever indica que a solda está na superfície do cobre (adsorvente ou adesivo). De fato, a solda é capaz de formar uma liga localizada com o metal base que penetra alguma distância no metal base. É por isso que a brasagem (e a soldagem) pode ser bastante forte, mesmo em comparação com a soldagem. Este é um processo absorvente e ocorre porque as temperaturas mais altas permitem que os átomos de cobre se movam o suficiente dentro de suas redes para permitir a formação de uma liga. Esse processo aumenta os efeitos descritos anteriormente.

O fluxo ajuda a impedir que o oxigênio contamine a articulação. Sempre que você aquece as coisas, o oxigênio quer ajudá-las a queimar. A soldagem e solda requerem algum método para impedir que o oxigênio contamine a solda.

A chama deve ser apontada para o encaixe ~ 1/2 "com a ponta da parte azul clara que é a mais quente.

A solda é arrastada para o calor, se você fizer isso da maneira certa, e ela entrará na junta. O processo científico exato está além de mim.