<Desc/Clms Page number 1>
Procédé de soudage de l'aluminium.
Le soudage d'objets en aluminium ou en alliages d'alumi- nium sans utilisation de fondants comporte généralement les opérations suivantes :
On nettoie d'abord les parties à souder, puis on les rend rugueuses au moyen d'un grattoir, d'une brosse métallique, d'une toile d'émeri, d'une lime ou d'outil analogue. Souvent on grave encore des rainures dans ces surfaces rendues rugueuses. On chauffe ensuite ces surfaces et les frotte avec une soudure jusqu'à ce que les parties à souder en soient complètement-re- couvertes. Au cours de cette opération, la soudure prend dans sa masse l'oxyde qui s'est de nouveau formé après le nettoyage de telle façon que la soudure adhère aux endroits où la pelli- cule d'oxyde d'aluminium est réellement détruite (car c'est à ces endroits que peut se former un alliage entre l'aluminium et la soudure).
On frotte la soudure soit avec le bâton de
<Desc/Clms Page number 2>
soudure lui-même, soit au moyen d'une brosse métallique par exemple, qui souvent est combinée avec un fer à souder.. On enlève l'écume qui peut se former et après cette première opéra- tion on place les parties à souder dans la position voulue, on ajoute une nouvelle quantité de soudure et on termine le soudage en continuant à chauffer. On recommande d'utiliser un chauffage indirect lors de cette dernière opération.
Les désavantages de ce procédé, sont connus. On n'a pas de garantie de la solidité de ces assemblages et la résistance à la corrosion est relativement faible. On a essayé d'améliorer la composition de la soudure, toutefois sans succès, car la cause première des désavantages cités n'a pas été reconnue jusqu'à présent.
Durant le brossage ou le frottage des parties à réunir au moyen de soudure liquide, l'oxyde qui se trouve sur la surface d'aluminium se répartit dans la soudure. Il en résulte que la résistance à la corrosion d'une soudure contaminée de cette manière est sensiblement abaissée, car les inclusions d'oxyde sont d'autant de points d'attaque pour les agents corrosifs.
D'autre part, la surface même de la soudure s'oxyde à l'air et se recouvre donc d'une très fine pellicule d'oxyde.
La présente invention se rapporte à un procédé qui garantit un meilleur assemblage et permet d'éliminer les oxydes.
Après avoir préparé les parties à assembler par brossage ou frottage avec de la soudure liquide et après avoir placé les pièces à réunir dans la position voulue, on dépose sur les parties préparées une nouvelle quantité de soudure, puis on passe sur les surfaces à réunir; . travers la soudure, un outil approprié (râcloir par exemple) dont les extrémités épousent la forme des endroits recouverts de soudure de telle façon
<Desc/Clms Page number 3>
qu'on entraîne et élimine d'une façon satisfaisante les oxydes qui se trouvent en suspension et à la surface de la soudure. Il va de soi qu'on peut aussi exécuter une soudure de cette façon sans apporter de la soudure fraîche si une quantité de soudure a été laissée sur les surfaces à réunir après le brossage ou frottage.
Il est vrai que les soudeurs savent qu'on peut éliminer une partie des crasses ou scories en passant une pointe métallique le long des lignes de soudure pendant que la soudure est encore fluide. Cette opération cependant n'est pas identique à celle de la présente invention ma.is correspond à l'écumage ou au décrassage d'un métal fondu au moyen d'une poche à ma.in. En effet, la pointe utilisée ne passe pas sur toute la surface préparée.
Selon la présente invention par contre, l'outil passe en- tièrement sur les surfa.ces préparées sans laisser d'endroits non-touchés. De cette façon on assure l'élimination des oxydes.
Au lieu de recouvrir entièrement de soudure les surfaces à réunir ava.nt de passer le râcloir, on peut procéder de la façon suivante:
Après avoir placé les pièces à réunir dans la position vou- lue, on dépose à un endroit de petite surfa.ce la. soudure liquide et on entraîne celle-ci à l'abri de l'air au moyen du râ.cloir sur toute la surface préparée en ayant soin d'enlever la pelli- cule d'oxyde qui se trouve sur les parties à assembler ainsi que les oxydes qui sont en suspension dans la. soudure ou flottant sur celle-ci. La partie avant de l'outil enlève les oxydes pen- dant que la. partie arrière entraîne la soudure liquide derrière soi de telle façon que la surface préparée n'a plus la possibi- lité de s'oxyder et qu'il se forme un passage continu de la surface de l'alliage à la soudure pure.
Ce procédé est préférable
<Desc/Clms Page number 4>
à celui où les surfaces préparées sont d'abord recouvertes de soudure fraîche avant raclage. Lorsque les parties à assembler sont trop grandes pour pouvoir être recouvertes de soudure fraîche en un seul mouvement, on opère en plusieurs fois, c'est-à-dire on soude les parties d'un seul mouvement selon le procédé décrit sur une distance de quinze à vingt centimètres par exemple, puis on apporte une nouvelle quantité de soudure fraîche à l'endroit où l'on s'est arrêté, on continue à souder sur une distance de quinze à vingt centimètres et ainsi de suite. Comme outil, il est recommandable d'utiliser un ruban d'acier possédant une forme appropriée et dont l'extrémité fait l'office de racloir.
Il faut, au moyen de cet outil, enlever la pellicule d'oxyde simultanément sur les deux surfaces préparées. Pour rendre cette opération possible, les surfa.ces préparées doivent pouvoir être atteintes par l'outil même si on les a déjà placées dans la position voulue.
Si l'on veut par exemple, souder une bande de tôle perpendiculai- rement sur une autre tôle d'aluminium, on biseaute le bord infé- rieur de la bande de tôle à souder de telle sorte qu'après la préparation et la. mise en place des parties à assembler, la. bande de tôle ne touche l'autre tôle que par un bord effilé. Ce bord effilé forme par exemple, sur un côté un angle de 45 degrés avec l'autre tôle et on utilise un outil présentant un angle approprié, c'est-à-dire dont l'extrémité forme un angle de 45 degrés également
Il est avantageux que l'extrémité de l'outil et la soudure qu'elle entraîne restent à l'abri de l'air pendant cette opéra- tion.
Le moyen le plus simple est de diriger la flamme non oxy- dante d'un brûleur ou d'une lampe à souder, qui fournit en partie ou entièrement la chaleur nécessaire simultanément sur la partie qui se trouve devant l'outil sur l'extrémité de l'outil et sur la soudure entraînée, on déplace la flamme en même temps que
<Desc/Clms Page number 5>
l'outil. De cette façon l'accès de l'air est empêché et la mince pellicule d'oxyde qui se trouve sur chaque ligne de soudure ne peut se former que lorsque l'opération de soudage est terminée.
On évite ainsi pratiquement les inclusions d'oxyde qui souillent les assemblages pax soudage réalisés par d'autres procédés.
Lorsqu'on veut réparer une pièce de fonderie brisée, on usine les endroits de la cassure avant de les souder; l'usinage a lieu généralement au moyen d'une lime.
Les résultats les meilleurs, sont obtenus si la préparation des surfaces par brossage ou frottage avec utilisation de soudure liquide est exécutée d'une façon énergique jusqu'à ce qu'on se soit rendu compte à la vue que ces surfa.ces sont complètement recouvertes d'une très fine couche d'alliage qui s'est formée entre la couche superficielle d'aluminium et la soudure, et que la. soudure qui ne's'est pas alliée à l'aluminium et qui contient en suspension ou à sa. surface des oxydes, en particulier de l'oxyde d'aluminium, est complètement éliminée de telle façon qu'il ne reste sur les parties à souder qu'une très fine couche d'alliage. Grâce au brossage et au frottage et à l'élimina.tion de la soudure, la pellicule d'oxyde qui se trouve sur l'aluminium est éliminée également, ce qui gara.ntit une a.dhérence complète.
Le soudage final peut naturellement être opéré avec une autre soudure appropriée, que celle qui a été utilisée lors du brossage ou frottage des surfa.ces à assembler.
Dans certains cas, par exemple pour le soudage d'alliages d'aluminium traités thermiquement (avional et duralumin par exemple; il est ava.ntageux pa.rfois d'exécuter le brossage ou frottage -préliminaire avec une soudure à ba.s point de fusion et de réaliser le soudage final au moyen d'une soudure à point de fusion rela- tivement élevé ma.is présentant des qualités méca.niques meilleures
<Desc/Clms Page number 6>
que la soudure à bas point de fusion. De cette façon on peut obtenir des assemblages présentant par exemple une résistance à la traction supérieure sans qu'il soit nécessaire de chauffer les pièces pendant les deux opérations à une température élevée, les propriétés mécaniques des pièces en souffrent moins que si la première opération était également exécutée à une température relativement élevée.
<Desc / Clms Page number 1>
Aluminum welding process.
The welding of objects made of aluminum or aluminum alloys without the use of fluxes generally involves the following operations:
The parts to be welded are first cleaned and then roughened by means of a scraper, a wire brush, an emery cloth, a file or the like. Often grooves are still engraved in these roughened surfaces. These surfaces are then heated and rubbed with a solder until the parts to be soldered are completely covered. During this operation, the solder takes in its mass the oxide which has formed again after cleaning so that the solder adheres to the places where the film of aluminum oxide is really destroyed (because it is at these places that an alloy can form between the aluminum and the weld).
We rub the solder either with the stick of
<Desc / Clms Page number 2>
soldering itself, or by means of a wire brush for example, which is often combined with a soldering iron. The scum that may form is removed and after this first operation the parts to be soldered are placed in the desired position, a new quantity of solder is added and the soldering is terminated by continuing to heat. It is recommended to use indirect heating during this last operation.
The disadvantages of this process are known. There is no guarantee of the strength of these assemblies and the corrosion resistance is relatively low. Attempts have been made to improve the composition of the solder, however without success, since the root cause of the cited disadvantages has not been recognized so far.
During brushing or rubbing of the parts to be joined by means of liquid solder, the oxide which is on the aluminum surface is distributed in the solder. As a result, the corrosion resistance of a weld contaminated in this way is significantly lowered, as oxide inclusions are so many points of attack for corrosive agents.
On the other hand, the very surface of the weld oxidizes in air and is therefore covered with a very thin film of oxide.
The present invention relates to a process which guarantees better assembly and makes it possible to eliminate the oxides.
After preparing the parts to be assembled by brushing or rubbing with liquid solder and after placing the pieces to be joined in the desired position, a new quantity of solder is deposited on the prepared parts, then one passes over the surfaces to be joined; . through the solder, a suitable tool (scraper for example) whose ends match the shape of the places covered with solder in such a way
<Desc / Clms Page number 3>
that entrains and satisfactorily eliminates the oxides which are in suspension and on the surface of the weld. It goes without saying that a weld can also be carried out in this way without adding fresh weld if a quantity of weld has been left on the surfaces to be joined after brushing or rubbing.
It is true that welders know that some of the dross or slag can be removed by running a metal tip along the weld lines while the weld is still fluid. This operation, however, is not identical to that of the present invention ma.is corresponds to the skimming or cleaning of a molten metal by means of a ma.in ladle. Indeed, the tip used does not pass over the entire prepared surface.
According to the present invention, on the other hand, the tool passes entirely over the prepared surfaces without leaving any untouched places. This ensures the elimination of oxides.
Instead of completely covering the surfaces to be joined with solder before using the scraper, you can proceed as follows:
After having placed the parts to be joined together in the desired position, it is placed in a place of small surface area. liquid solder and it is driven away from the air by means of the scraper over the entire prepared surface, taking care to remove the oxide film which is on the parts to be assembled as well as the oxides which are in suspension in the. solder or floating on it. The front part of the tool removes the oxides while the. the rear part carries the liquid solder behind itself in such a way that the prepared surface no longer has the possibility of oxidizing and there is a continuous passage from the surface of the alloy to the pure solder.
This process is preferable
<Desc / Clms Page number 4>
where the prepared surfaces are first covered with fresh solder before scraping. When the parts to be assembled are too large to be able to be covered with fresh solder in a single movement, the operation is carried out in several times, that is to say the parts are welded in a single movement according to the process described over a distance of fifteen to twenty centimeters for example, then one brings a new quantity of fresh solder to the place where one stopped, one continues to weld over a distance of fifteen to twenty centimeters and so on. As a tool, it is advisable to use a steel tape having a suitable shape and the end of which acts as a scraper.
It is necessary, by means of this tool, to remove the oxide film simultaneously from the two prepared surfaces. To make this possible, the prepared surfaces must be reachable by the tool even if they have already been placed in the desired position.
If, for example, it is desired to weld a strip of sheet metal perpendicularly to another sheet of aluminum, the lower edge of the strip of sheet to be welded is bevelled in such a way that after preparation and. setting up the parts to be assembled, the. strip of sheet metal only touches the other sheet by a tapered edge. This tapered edge forms, for example, on one side an angle of 45 degrees with the other sheet and a tool is used having an appropriate angle, that is to say the end of which also forms an angle of 45 degrees.
It is advantageous that the end of the tool and the weld it drives remain protected from the air during this operation.
The easiest way is to direct the non-oxidizing flame of a burner or blowlamp, which supplies part or all of the heat required simultaneously onto the part in front of the tool on the end. of the tool and on the driven weld, the flame is moved at the same time as
<Desc / Clms Page number 5>
the tool. In this way the access of air is prevented and the thin oxide film which is on each weld line can only form when the welding operation is finished.
In this way, oxide inclusions which contaminate the welding assemblies produced by other processes are practically avoided.
When we want to repair a broken foundry part, we machine the places of the break before welding them; machining usually takes place using a file.
The best results are obtained if the preparation of the surfaces by brushing or rubbing with the use of liquid solder is carried out vigorously until it is realized by sight that these surfaces are completely covered. a very thin layer of alloy which has formed between the surface layer of aluminum and the weld, and that the. weld which is not alloyed with aluminum and which contains in suspension or its. The surface of the oxides, in particular of the aluminum oxide, is completely removed so that only a very thin layer of alloy remains on the parts to be welded. By brushing and rubbing and removing the solder, the oxide film that is on the aluminum is also removed, ensuring complete adhesion.
The final welding can of course be carried out with another suitable weld, than that which was used during the brushing or rubbing of the surfaces to be assembled.
In certain cases, for example for the welding of heat-treated aluminum alloys (avional and duralumin for example; it is sometimes advantageous to carry out the preliminary brushing or rubbing with a low-point weld. fusion and to carry out the final welding by means of a welding with a relatively high melting point ma.is having better mechanical qualities
<Desc / Clms Page number 6>
than low melting point solder. In this way it is possible to obtain assemblies having, for example, a higher tensile strength without it being necessary to heat the parts during the two operations at a high temperature, the mechanical properties of the parts suffer less than if the first operation were also performed at a relatively high temperature.