BE453213A

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Publication number: BE453213A
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Description

Procédé utilisé pour recouvrir d'une couche soudable des métaux, particulièrement des métaux refractaires à la soudure.

En soudure, une bonne adhérence requiert une combinaison intime entre la soudure et le métal à souder; cette adhérence est probablement attribuable à la formation d'une espèce d'alliage entre la soudure et la surface du métal.

Pour obtenir la surface métallique propre requise pour assurer cette combinaison intime, on utilise des décapants dont l'effet consiste essentiellement à débarrasser les surfaces des crasses, et des oxydes qui pourraient y adhérer. Cependant, il est parfois difficile d'obtenir un bon contact entre le métal et la soudure. C'est ainsi que lorsqu'on soude l'aluminium et ses alliages, l'adhérence peut laisser à désirer, fait que l'on attribue à la ténacité avec laquelle la pellicule d'oxyde, qui recouvre ces métaux et qui. empêche le contact entre l'aluminium et la soudure, adhère à l'aluminium et se reforme immédiatement après l'enlèvement. On s'est efforcé de débarrasser le métal de sa pellicule d'oxyde avant ou pendant la soudure à l'aide de décapants spéciaux.

On a aussi proposé de frotter énergiquement la surface de l'aluminium recouvert d'une pellicule de soudure fondue de façon à assurer un bon contact entre la soudure et l'aluminium dénude avant que celui-ci ne vienne en contact avec l'air et ne s'oxyde de nouveau. De plus, il est connu de recouvrir l'aluminium et ses alliages a'une couche soudable avant de procéder à la soudure proprement dite, par exemple en le mordançant et en le revêtant ensuite, par voie galvanique, d'une couche de métal, de nickel par exemple. On a aussi proposé pour souder les objets en aluminium de les chauffer en présence a'un sel fondu, dont la décomposition fournit du métal, en présence d'un décapant qui débarrasse l'aluminium de sa pellicule d'oxyde.

Cependant les procedes connus ne fournissent pas une solution satisfaisante du problème: ils ne permettent pas d'obtenir un bon assemblage par soudure de l'aluminium et de ses alliages. L'herméticité des assemblages par soudure laisse bien souvent à désirer. La soudure des alliages contenant du magnésium donne les mêmes difficultés que celle de l'aluminium et de ses alliages.

Les difficultés inhérentes à la soudure du chrome et de ses alliages ainsi que d'autres métaux réfractaires à la soudure sont aussi attribuées à un état particulier de la surface du métal qui entrave un bon assemblage.

L'invention concerne un procédé de soudure, particulièrement de métaux réfractaires à la soudure, qui obvie aux inconvé- ients mentionnés inhérents à la soudure de l'aluminium de ses

alliages, du chrome et de ses allia.ges ainsi que des alliages contenant du magnésium. Le procède conforme à l'invention utilise une couche intermédiaire soudable et, suivant l'invention, avant la soudure, le métal à souder est recouvert d'une couche soudable qui consiste en une couche métallique, appliquée par chauffage avec intervention de glaçure.

L'invention est particulièrement intéressante pour la soudure ae l'aluminium et de ses alliages, du chrome et de ses alliages ainsi que des alliages contenant du magnésium. Un avantage particulier du procédé conforme a l'invention est que les oxydes recouvrant la surface métallique n'empêchent pas une bonne adherence. La couche soudable peut être appliquee sur le métal à souder sans que celui-ci ait subi la moindre préparation, donc directement sur la pellicule d'oxyde. La Demanderesse a constaté que les procédés connus en soudure des matières céramiques pour l'application par chauffage d'une couche métallique soudable avec intervention de glaçure peuvent être avantageusement applicués, ce qui est probablement attribuable au fait qu'il existe une certaine analogie entre la pellicule d'oxyde et la matière céramique.

C'est ainsi que l'on peut étendre ou projeter sur l'objet à traiter une suspension d'émail et de métal tel que l'argent, le cuivre, le platine, l'or et d'appliquer par chauffage la couche ainsi obtenue, tout comme sur la matière ceramique (voir brevet français 874.05). Au lieu de metal, on peut aussi utiliser une combinaison libérant facilement du métal.

On peut aussi recouvrir l'objet d'une couche d'émail que l'on rend ensuite soudable en la traitant avec une suspension de metallisation.

Lorsqu'on utilise une suspension de metallisation contenant de la glaçure, le rapport volumétrique de la glaçure et de l'émail exerce êvidement une influence sur les proprictés de la couche d'émail obtenue. Lorsque la teneur en verre est très élevée, l'aptitude à rétamage peut laisser à désirer. Si dans ce cas, un écurage superficiel ne suffit pas pour permettre la soudure, on peut rendre la. surface soudable en y appliquant par cnauffage une seconde couche métallique, exempte de glaçure. Il est aussi possible de recouvrir d'abord l'objet d'une suspension contenant de la glaçure, de sécher la. couche obtenue, et de la recouvrir ensuite d'une couche exempte de glaçure de sorte qu'il suffit d'un seul chauffage. Pour assurer une bonne adhérence à la matière à souder, il est bon que la teneur en verre de la première couche ne soit pas trop faible.

Il y a évidemment lieu de veiller, par un choix judicieux de la glaçure et de la masse de metallisation, à ce que, lors de l'application par chauffage de la couche intermédiaire soudable, la température ne se rapproche pas trop du point de fusion de la matière de la pièce à souder.

L'application par chauffage de la couche intermédiaire soudable peut être effectuee dans un four, dans lequel on introduit toute la pièce à souder. Si l'on veut éviter l'échauffement total de la pièce, on peut procéder à un chauffage localisé.

La matière revêtue a'une couche soudable peut être soudée de façon normale, par exemple à l'etain.

Bien que l'invention concerne tout d'abord la soudure de @ l'aluminium et de ses alliages, du chrome et de ses alliages ainsi @

que des alliages contenant du magnésium, le principe d'appliquer par chauffage, avant la soudure, à l'aide de glaçure une couche soudable sur la matière à souder peut aussi être appliqué à d'autres métaux réfractaires à la soudure. C'est ainsi que l'on peut souder le zirconium pour aut6nt qu'il soit d'abord recouvert, conformément à l'invention, d'une couche métallique soudable.

Même pour les métaux non réfractaires à la soudure on pourra appliquer le procédé faisant usage de l'application par chauffage, avec intervention de glaçure, d'une couche soudable; dans ce cas, la composition de la glaçure et celle de la masse dé métallisation doivent évidemment être appropriées à la nature du matériel à souder de sorte que celui-ci se laisse recouvrir d'une couche adhérente.

Comme le prouvent les exemples ci-dessous, le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir d'excellents assemblages par soudure.

EXEMPLE, I.

Une plaque de 1 cm2 d'aluminium industriel est recouverte par projection, sur ses deux faces, d'une suspension obtenue par broyage de 200 g. démail à base de silicate et de borate de plomb à point d'amollissement de 425 C environ, obtenable dans le commerce, et de la.composition suivante : 5,6% SIO2, 14,8% B2O3,
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71,4% PbO, lis 17.03, 1,4% ZnO, le reste des oxydes colorants et 2000 g. d'argent pur ou d'oxyde d'argent dans 1000 g. de mono- éther éthylique d'éthylène additionné de 50 g. de nitro-cellulose.

Après sechage, la couche obtenue fut recouverte par projection d'une suspension d'argent pur ou d'oxyde d'argent. Après séchage de la seconde couche, on chauffa pendant 10 minutes environ dans un four porte à une température de 500 C. environ. La plaque fut placée entre deux blochets de cuivre et soudée normalement à ceux-ci à l'aide d'une soudure douce. L'arrachement de la plaque d'aluminium ainsi assemblée aux blochets nécessita un effort de 370 kg. environ.

, Dans l'exemple considéré, pour la première couche, le rapport du verre à l'argent ou à l'oxyde d'argent était de 1 : 14.

Pour un rapport de 1 : 5, l'arrachement nécessita un effort de 300 kg environ, et pour un rapport de 2 : 5, de 200 kg. environ, tandis que pour un rapport 1 : 50, on trouva comme effort d'arrachement 160 kg, environ..

La soudure, effectuée d'une manière analogue à celle décrite pour l'aluminium, d'un alliage d'aluminium inoxydable contenant 0,8% de magnésium, 1% de silicium et 0,7% de manganèse en utilisant, pour la première couche, un rapport de la matière vitrifiable a l'argent de 1 : 10, exigea un effort d'arrachement
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approximati veulent de 300 kg. par eni-.

,Pour le duralumin, contenant 4% de cuivre, 1,5% de magné- sium et 0,6% de silicium on releva, dans les mêmes conditions, un effort d'arrachement de 210 kg. par cm2.

EXEMPLE II.

D'une manière identique à celle décrite dans l'exemple
I pour l'aluminium et ses alliages, une plaque en "électron", un alliage de magnésium contenant 6% d'aluminium, fut soudée en utilisant pour la première couche un rapport de l'émail à l'ar- gent de 1 : 10. L'effort necessaire pour l'arrachement des blochets de cuicre fur approximativement de 140 kg. par cm2.

EXEMPLE III.

Une plaque en alliage de fer et de chrome contenant en- viron 30% de chrome, soudée d'une manière analogue à celle spéci- fiée dans les exemplesl et II, mais sans utilisation d'une sus-

pension d'argent exempte d'émail, donna comme effort d'arrachement 280 kg. par cm2.

Bien que, comme déjà mentionne, le procède conforme à l'invention rende superflu pour l'aluminium et ses alliages, le chrome et ses alliages ainsi que pour les alliages contenait du magnésium, de soumettre la matière à souder à un traitenent préalable quelconque, on peut éventuellement décaper la surface a souder avant de procéder à la soudure car ce décapage provoque une augmentation de la surface. On peut aussi sabler la surface à souder avant d'y appliquer une couche soudable.

La Demanderesse a aussi constate qu'il est possible d'obtenir un bon assemblage par soudure non seulement lorsque la pièce à souder comporte la pellicule d'oxyde naturelle fermée par le contact avec l'atmosphère, mais aussi dans le cas de pellicules plus épaisses, telles que résultant pour l'aluminium par exemple, de l'oxydation anodique. Cette propriété est d'importance primordiale, car elle permet de souder directement, c'est-à-dire sans enlève:nent de la. pellicule (j'oxyde, de l'aluminium oxydé anodiqueinent, fréquemment utilisé en technique.

L'invention est particulièrement intéressante pour les applications electrotechniques dans lesquelles on utilise couramment pour les bobines de self, les transformateurs, les potentiomètres et organes analogues des douilles ou des gaines en alliages d'aluminium, se prêtant à l'extrusion par impact. Lorsque la douille ou la gaine et leurs couvercles sont recouverts d'une couche soudable, conforme à l'invention, on peut les assembler de façon normale par une soudure douce; la fermeture obtenue est parfaitement étanche à la vapeur d'eau et à l'huile, même dans les conditions tropicales, contrairement aux fermetures précédemment utilisees, à base d'asphalte par exemple; de plus, l'adherence est très bonne.

Dans les condensateurs electrolytiques, le joint en caoutchouc entre la cuve d'aluminium et le couvercle peut être avantageusement remplace par une soudure conforme à l'invention.

Comme la couche de métal soudable est, pour autant que sa teneur en métal soit suffisante, bonne conductrice de l'électricite, le procéde conforme à l'invention convient aussi dans la construction et le montage de pièce electrotechnique qui requiè- rent un assemblage bon conducteur de l'électricité.

Cependant, l'invention trouve aussi des applications en dehors du domaine electrotechnique, car l'aluminium et ses alliages sont d'un emploi très répandu, par exemple pour les batteries de cuisine, les articles ménagers, l'industrie des conserves, le transport etc.

Dans ce qui précède, l'application d'une couche soudable, conforme à l'invention, a ete consideree du point de vue soudure, comme une operation préliminaire à l'assemblage par soudure de certaines pièces. Cependant, une couche soudable conforme à l'invention convient aussi pour recouvrir un métal d'une couche metallique fondue. C'est ainsi que pour recouvrir de zinc, l'aluminium ou un alliage d'aluminium par immersion dans un bain de zinc par exemple, on peut appliquer sur l'aluminium une couche soudable, conforme à l'invention, avant ae le traiter au zinc fondu; pour cette dernière opération, le fait que la couche soudable est bonne conductrice de l'électricité peut constituer un avantage appréciable.

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Claims

RESUME ----------- 1.- Procédé utilise pour recouvrir d'une couche soudable des métaux, particulièrement des métaux réfractaires à la soudure tels que l'aluminium et ses alliages, le chrome et ses alliages et les alliages contenant du magnésium) caractérisé par le fait qu' une couche métallique est appliquée par chauffage, avec intervention de glaçure, ce procédé pouvant présenter en outre les particulatités suivantes, prises séparément ou en combinaison : a) une couche d'un mélange de glaçure et de masse de métallisation, de preference une masse d'argenture, éventuellement recouverte d'une couche de masse métallisante non mélangée, est appliquée par chauffage; b) la couche soudable est appliquée par chauffage sur une pellicule d'oxyde obtenue par oxydation artificielle du métal.

Procédé de soudure de métaux, particulièrement de métaux réfractaires à la soudure tels que l'aluminium et ses alliages, le chrome et ses alliages et les alliages contenant du magnésium, dans lequel, avant la soudure, la surface métallique à souder est recouverte, suivant l'un des procédés spécifiés cidessus, d'une couche soudable.

3.- Pièce soudèe, recouverte d'une couche soudable obtenue de la manière specifiee ci-dessus, cette pièce pouvant en outre présenter les particularités suivantes prises séparément ou en combinaison: a) la couche soudable contient une matière vitrifiable; b) entre la soudure et le métal se trouve une couche de matière vitrifiable.