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COMPOSITIONS'DECAPANTES POUR LA'SOUDURE ET -,LE PLOMBAGE HOMOGENE ET PROCEDES POUR LEUR FABRICATION.''
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. - # r , Lia*'P'r6's-b'iti-lii!biitïbd àb' rapporte la pT"é9ér ation et à 1''emploi de" bompbsi'tibn's nouvelles- servant d'agents de décapage' dans' le-plombage' homogène, dit "à la goutte" et dans la soudure à l'étain, au plomb, ou au moyen d'alliages similaires,, de métaux tels le= cuivre, le zinc, le fer, le plomb et/ou d'alliages'tels le laiton, le bronze, le métal Monel, etc..., à souder ensemble,individuellement, ou les uns avec les autres,
Dans la'technique actuelle de la soudure, le chloru-
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re ammoniqueµ.
le, chlorure' de- zinc,'leurs mé7.ahe's' oü des' chlorures doubles ammonico-2in'eiqizes; p,ea '(ZnO12é 2'NXibl). sont couramment employés'comme déë'aparits;' ^soït 'à, lt 6t at soli- de, soit aussi à l'état de'solutions concentrées;
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L'action décapante du chlorure ammonique s'explique par la transformation des oxydes métalliques en chlorures métalliques, plus ou moins volatils à la température ou l'on effectue la soudure.
Avec le. chlorure de zinc, cette action décapante , par volatilisation des chlorures, se trouve encore renforcée par l'effet dissolvant, qu'à l'état fondu ce sel exerce sur les oxydes métalliques.
Les mélanges et' sels doubles de chlorures ammonique et zincique, de'la composition générale ZnCl2 + x NH4CI, en réunissant et en cumulant les effets de leurs deux consti- tuants, présentent une action décapante, accentuée encore, comparativement à celle des constituants individuels.
Jusqu'à présent, on obtenait ces mélanges et sels doubles en fondant ensemble, en proportion voulue, du chlo- rure de zinc et du chlorure ammonique, p.ex. dans le rapport ZnCl2 : 2 NH4Cl.
Le chlorure de zinc, employé à cette préparation présente cependant l'inconvénient d'être très hygroscopiquè, ce qui rend malaisés sa manipulation et son dosage et confère des propriétés fâcheuses de déliquescence non'seulement aux produits finis, mais aussi aux matières en cours de fabrica- tion.
Selon la présente invention, on évite ces inconvénients, en remplaçant, dans la préparation des sels doubles par fusion, le mélange de chlorure de zinc et de chlorure ammonique par un mélange d'oxyde de zinc et de chlorure ammoniquc, en proportions telles, qu'à la fusion, on obtienne direccement le sel double ou le mélange ZnC12. x NH4Cl désiré.
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'' -- -Pour'préparer'p.ëx. le 'se'J:,doub'le" ZnCl."Zmi4C9J;. on fondra ensemble un mélange d'oxyde de zinc et de chlorure
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ammohi'que dans-.le r'apport moléculaire de 1 Zn0 :
4 NH4C'J., Les produits'' ainsi obtenus pré'sent-e'rit de-s propriétés dé'c'a- ' pantes excellentes. '
Cette opération, bien que'relativement simple, "é'st
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toutefois d"exécutï'oh' 'à'ss'e'z' aélïc'atÈr et 'compliquée' et exige pour sa 'réalisation 1nustriellê une' 'technique et' un" outil- lage de fusion appropriés. De, plus',' par suite de'la présence dû chlorure de' zinc dans'les produits 'finis,' ces derniers,' quoique très efficaces en tant' que décapants, laissent cependant à désirer aux points de vue de leur présentation et de leur hygroscopicité.
Or., on "a trouvé d'autre part, qu'on peut écarter même ces derniers' inconvénients,'en se servant pour le décapage, non plus d'un mélange ou sel double de chlorures de zinc 'et d'ammonium,'mais directement d'un mélange d'oxyde
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de zinc et de chlorure ammonique,ip.ex. ZnO'+4 NB4CI, contenant à l'état potentiel seulement le sel doubl'e ZnC12'. 2NH4., ' On: 'a constatée eh effet, qu'en mélangeant et cbmpriz' mant simplement l'oxyde de zinc avec le chlorure ammonique,' on ne provoque pas de réaction et que de tels'mélanges sont stables.
La réaction chimique, engendrant le chlorure de zinc ou le chlorure double de zinc et d'ammonium ne s'effectue, avec dégagement d'ammoniac, qu'au moment même de l'emploi, sous l'effet de lachaleur du fer à souder ou du chalumeau, suivant l'équation :
ZnO + 4 NH4Cl ZnCl2 + 2 NH4C1 + 2 NH3 + H20.
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L'excès d'ammoniac libéré empêche non seulement toute attaque acide du métal, mais, par suite de l'affinité de NH3 pour ZnCl2, se combine en partie à ce dernier, en formant des ammoniacales ZnCl2. x NH3.
Une réaction analogue se produit d'ailleurs aussi entre ZnCI2 et 2 NH4C1 sous l'effet de la chaleur, qui dissocie le chlorure ammonique, dont une partie d.e l'ammoniac se fixe sur le chlorure de zinc sous forme d'ammoniecates. Mais, dans ce cas, les gaz résultant de la dissociation du chlorure ammonique sont acides, par suite de la fixation partielle d'ammoniac sur le chlorure de zinc.
Par fusion d'oxyde ou de chlorure de zinc avec du chlorure ammonique, on n'obtient donc pas seulement le sel double, mais aussi des produits plus complexes du type : ZnCl2 . x NH4Cl. yNH3.
Au point de vue de la pratique du décapage, les deux produits ZnO + 4 NH4Cl et ZnCl2 + 2 NH4Cl diffèrent considérablement par les propriétés corrosives des gaz qu'ils dégagent au moment de l'emploi(
Avec le mélange ZnO + 4 NH4Cl, les gaz-sont d'abord alcalins, à cause de l'excès d'ammoniac émis et qui n'est que partiellement fixé par le chlorure de zinc. Ils ne deviennent acides que vers la fin de lafusion, par suite de la dissociation du chlorure de zinc.
Avec le mélange ZnCl2 + 2 NH$Cl, par contre, les gaz sont acides au début, par mise en liberté de 1' HCl correspondant à 1' NH3 bloqué sous forme d'ammoniacales. Si l'on poursuit la fusion, ils deviennent alcalins, à cause de la dissociation des ammoniacates avec mise en liberté de NH3, pour finalement redevenir acides par suite de la dissociation du ZnCl2.
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Dans le cas de l'oxyde de zinc, les gaz, franchement alcalins, ne sont donc pas corrosifs, alors que, franchement acides, ils le sont, dans le cas du chlorure de zinc,
On conçoit'aisément; qu'au point de vue de l'action corrodante des gaz, qu'ils émettent pendant l'opération de soudure, les produits à base d'oxyde de zinc présentent'Un' avantage indéniable' sur' ceux à base de chlorure de'zinc.
Pour l'emploi comme décapant, il est particulièrement avantageux de préparer par compression le mélange d'oxyde de zinc et de chlorure ammonique sous forme de briquettes ou autres comprimés façonnés.
Cette composition et présentation sous forme de comprimés permettent de réaliser les avantages suivants : a) au point de vue de la fabrication : - une grande simplification dans la préparation de déca- pants ammonico-zinciques chlorés, - une économie. appréciable en frais de matières premières et de fabrication, b) au point de'vue'de' l'emploi' et des propriétés Physiques: -'des produits décapants non hygroscopiques'et non déli-
Quescents, ne contenant le chlorure de zinc qu'à l'état potentiel- et' 'ne' -se' formant qu'au moment de l'emploi.
- des produits dégageant de l'ammoniac au moment de l'em- ploi même, ce qui'empêche toute acidification, - des produits de bonne présentation, et conservation, d'emploi commode et de grande efficacité.
Etant donnée la volatilité du chlorure ammonique, il est évident, que la composition du mélange d'oxyde de zinc et de' chlorure amonique peut varier dans d'assez larges limites, sans devoir nécessairement correspondre. aux proportions stoechiométriques.
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Pour obtenir des briquettes dures, ne s'émiettant pas au transport, pendant l'emmagasinage ou à l'emploi, on a avanbage à additionner le mélange de ZnO + 4 NH4Cl, avant compression, d'une faible proportion d'environ 0,5 à 1 % de solution de chlorure de zinc. Ce sol se transforme avec l'oxyde de zinc en oxychlorure de zinc, lequel, en cimentant la masse, permet d'obtenir dos briquettes bien dures, à arêtes bien nettes, -Les quelques exemples ci-après, de préparation de briquettes décapantes, suivant l'invention, de caractère nullement limitatif, illustrent la mise en oeuvre du procédé. ler exemples:- On fond ensemble 27,5 kg. d'oxyde de zinc et 72,5 kg. de chlorure ammonique et l'on coule le produit fondu dans des moules de 500 gr. de contenance.
On obtient sous forme de briquettes un décap'ant très efficace, mois qui, par suite de la présence de chlorure de zinc, est encore légèrement hygroscopique.
2ème exemple : On mélange intimement 30 kg. d'oxyde de zinc et 70 kg. de chlorure ammonique, préalablement séchés et on comprime le mélange en briquettes de 500 gr. sous une pression de l'ordre de quelques centaines de kg/cm2. On obtient un décapant très efficace, non hygroscopique, d'assez bonne résistance mécanique.
3ème exemple : On additionne le mélange de l'exemple 2 d'environ 0,5 à 1 % d'une solution de chlorure de zinc (de p.ex.
5 kg. ZnCl2 portés à 10 litres). Après brassage, on comprime comme dans l'exemple 2. On obtient des briquettes décapantes, très efficaces, non-hygroscopiques, bien dures, à arêtes nettes et de bonnes propriétés de conservation et d' emploi.
Pour la bonne réussite de la' soudure et notamment du plombage direct dit "à la goutte", il convient évidemment
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de prendre les précautions préalables habituelles, en mettant le métal à nu, en enlevant la rouille et en avivant à la meule ou à l'émeri.
L'efficacité de ces briquettes composées d'oxyde de zinc et de chlorure ammonique est notamment bien plus grande que celle des briquettes de chlorure ammonique pur, qui ne donnent aucun produit fondu, susceptible de dissoudre les oxydes formés par la chaleur.
Par rapport aux décapants contenant le chlorure de zinc déjà tout formé, la présentation, ( siccité etc. ) et la conservation de ces briquettes sont bien meilleures,'leur mode d'emploi est'plus commode et'leur efficacité plus grande (par suite de la présence du chlorure de zinc à l'état
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naissant et- du dégagement d'ammoniac qui accomp'agne'sa'forma- tion ).
Ces nouveauxproduits décapants sont employés' avan- tageusement : 1 ) dans la soudure au moyen du fer à souder : a) pour le nettoyage du bec du fer et b) pour le décapage de la surface à souder, qui peut 6tre en cuivre, laiton, bronze, Monel, zinc, fer ou un autre'métal; 2 .) dans le plombage homogène dit " à la goitte " : a) pour'faciliter la formation de la couche d'adhérence entre'le fer et. le' plomb,'sur'Laquelle le plomb est ensuite déposé jusqu'à l'épaisseur désirée,
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b)'poùr pèrinéttre' d1utiliSer' directement t9.u=plômb pour la couche' d'adhérence au' lieu de' T. éài,n;= géïrâé= ment- employé dans' ce but.