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"Parfectionnements au brasage de l'aluminium et des alliages d'aluminium ".
La'présente invention est relative à des procédés perfectionnés pour le brasage de l'aluminium et des alliais s à base d'aluminium, et vise aussi certaines pâtes ae brasage perfectionnées à cet effet. Le mot "aluminium", dans .le cours de la présente demande doit être interprète gomme désignant non seulement l'aluminium lui-même, mais encore les alliages contenent environ 70 % en poids, ou davantage, d'alu- ,minium dans .Le métal dont est constitué une pièce à souder ou à braser.
Ce n'est que depuis peu que le brasage de l'aluminium a reçu une application pratique généralisée . Bien que le brasage de ce métal puisse s'accomplir par de nombreux procédés, la présente invention ne se rapporte qu'aux procédés de brasage dans lesquels on utilise une pâte de brsage .
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Dans -Les procéaès de ce genre, les pièces à joindre sa+ soudêas dans la disposition Beiacive qui doit. âvre établie par l'upéraiion de souaura, on place ensuite à ou pres de la ligne où du pU.Í.1l.1J de joint projeté une pSt.o composée d'un mê1alge de mê1ia d'apport oi a'un fondant dans un véhicule organique, et l'assemblage est chaut-fé pour faire pondre -Le mébal d'apport où de brasage, ae sorzu qu'il se troùve . iiéms z zu,nuù auait POlut ou à ladite ligne âa joint at assure, apres sa solidification, -Le joint où .La liaison voulus \?l,,;;re les par [;.Les. l'es parGies à joixure peuvont zoùi;es â 4ra en aluminium, ou certaines al eJll1ire elles pauvenc s'ere en 0. 'a I..i treg métaux., Ùans tous les cas où il y a lieu de joinre de luluminium a de l'aluminium ou à altlutres mgiuuxy LU prêsan;
i inven%ion présente aes aspects utiles* bien entendu, lu bempêrature (Le brasage doit être lmérieure au point rie fusion aes pièces mêtal.iques à réunir.
La point crucial d'une telle opération de brasage rêsiua dans la usion et la coa.Lescence des particules métalliques do la pâte à braser en une masse métallique fondue compte
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d'oxyde, et dans le contact ae cette masse avec les surfaces
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mêtaL-Lliquas propres à Joà.acire au cours au brasaga. ua procède est statique, en ce sens que, après mise en place correcte de 1 paie pres de lu ligne ou du pinot ae jonction projeee
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entre les pièces métalliques, aucun agent physique na vient
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perturber la masse ae pâce, à parv. l'application u.L6êrieura de chaleur.
Le véhicule continu dans la Pàoe doit ot.re -Gel qu'il forma avec les particules de mérai aa brasage a de
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fondant une pâte ayant la consistance voulue, et que sa pré-
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sence, on Les résidas qu'il laisse subsister apres avuir été chasse ou décomposé par la chaleur, n'affectent ou n'aiierent pas les fonctions que doivent ccompL1r le métal ei les constituants au foiiuant.
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Le véhicule constitue donc, en somme, un intermédiaire /!/
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physique destiné à porter ou à amener jusqu'à l'opération les constituants de la pâte devant former le joint et à maintenir préalablement ces constituants sous une forme compacte au lieu de l'opération poàr, ensuite, lors de l'application du chaleur disparaître sans laisser derrlère lui de résidus nuisibles, tels que de grosses quantités (le carbone.
Le fondant contenu dans ia pâte ne doit pas seulement avoir pour effet de nettoyer automatiquement les surfaces métalliques à joindre ainsi que les surfaces des particules du métal d'apport ou de brasage, mais il noir, aussi tout d'abord provoquer la coaiescence des nombreuses particules du métal ua brasage dans la pâte, à mesure qu'elles fondent sous l'action de la chaleur.
La présente invention vise en particulier un procédé perfectionné de brasage de l'aluminium, suivant lequel, le mélange de fondant et de métal de brasage ou d'apport est amené jusqu'à l'opération aans des véhicules particuliers susceptibles d'accomplir, sans aucun effet nuisible, les fonctions susdites .
Un autre objet de l'invention consiste en pâtes de brasage nouvelles et perfectionnées particulièrementadaptées au brasage de l'aluminium . un autre objetconsiste enuune pâte nouvelle et perfectionnée caractérisée par une meilleure fluidité des constituants métalliques aux températures de brasage, ainsi qu'en procédés de préparation de telles pâtes * D'autres objets et caractéristiques rassortiront de la description qui suit.
Suivant l'invention, on constitue un milieu de brasage pour l'aluminium et les alliages d'aluminium sous la forme d'une pâte contenant un fondant aux chlorures de métaux alcalins, des particules de métal de brasage, et un véhicule organique, ce dernier étant un glycol au un éther de glyool liquide à 20 C et susceptible de s'évaporer sans se oarboni- ser . Lesdites particules de mêtal de brasage sont, de prêfê- @ rence, partiellement enrobées dans ledit fondant aux ehloru- res de métaux alcalins.
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Le brasage de l'aluminium exige, en général, l'utilisation d'un alliage à base d'aluminium en tant que métal
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de brasage ou àlapporta ei alliage doit comme on le salit, fondre à une température inférieure à celle à laquelle ionn la piece en aluminium à joinare, pour éviter que pondant le brasage, seul le métal ae brasage ou d'apport ne soit fondu alors que les pièces a assembler restent a l'état
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solide sous la quantité ne chaleur requise pour assurer la iusion du landant.
'aLLiage d'aluminium utilisé comma mé- del d'apport peut ainsi être choisi parmiles alliages
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qui présentent un point as fusion inrérieur à celui aes Rieces en aluminium à réunir Ainsi son choix asL assez limité, suivant que le corps en aluminium à unir a un point de iusion élevé par exemple l'aluminium pur) ou un point de fusion moins élevé, tel que celui présenté par Les alliages d'aluminium ...Les alliages qui servent, de mètal
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a'apport comprenant les alliages a.'aluminium-silicium avec ou sans additions secondaires d'autres êlemen'cs allies qui anctent à abaisser encore leur point ae .usa.on9 tels que le zinc, le cadmium, l'etain, etc.., les alliages aluminiumcuivre,
les alliages tt.Lumin îum- oui vre- zinc, les alliages aluminium-zinc eu autres alliages d'aluminium, avec ou sans addition d'autres éléments pour abaisser le point
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de fusion ou produire d'autres ei'iazs * Dans cerTains cas, il peut être commode d'ajouter simplement les constituants de l'alliage qu'on se propose d'obtenir au mélange de brasage
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et permetcre aiusl la lurmation de l'alliage désiré au cours de ifopérazion de brasage . Par exemple, au lieu d'ajouter des particules d'un alliage aluminium-zinc au mélange de brasage, on peat y ajouter des particules d'aluminium et ae zinc dans les proportions requises. il doit être entendu que cet artirice est également visé lorsqu'on parle de l'adjonction d'un alliage au mélange .
Le choix de l'alliage d'apport peut aussi être régi par des considérations autres que celle du
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point de fusion, telles que la résistance à ia corrosion, la résistance mécanique, etc.., toutes dictées par la desti- nation de l'objet brasé.
La sélection du métal ou alliage d'apport lui-même ne constique cependant pas une partie de l'invention, les facteurs régissant ce choix étant bien connus* Un point important, par contre, est que ces aliiages renferment Toujours des proportions appréciables, au moins 50 % en poids d'aluminium et participent,Par suite, de la nature de l'aluminium pur en ce qu'ils présentent à lear surface, qu'ils soient solides ou liquides, une pellicule tenace d'oxyde qui, à moins d'être enlevée, empêche une jonction satisfaisante des surfaces et une coalescence conve- nable des particules métalliques dans la pâte à braser,parce que ces particules fondent lors du chauffage en vue du brasage.
C'est la présence de cet oxyde sur les surfaces d'aluminium qui a exigé, pour la jonction correcte de l'aluminium, l'utilisation de fondants composés principalement de chlorures de métaux alcalins en même temps que de quantités plus faibles de fluorures de métaux alcalins. des fondants peuvent renfermer de petites proportions de composés de métaux alcalino-terreux et de composés de métaux lourds, et en contiennent en effet fréquemment, mais leur principale caractéristique réside dans la présence, en proportion de 50 % environ au moins, de chlorures de métaux alcalins. Ces fondants seront désignés, pour les besoins de l'exposé,par l'expression "fondants aux chlorures de métaux alealins".
Ces fondants sont bien connus dans la technique de la soudure de l'aluminium, sous de nombreuses compesitions pertionlières, dont certaines comme on le sait; conviennent mieux que d'autres aux opérations de brasege , mais les principes de l'invention s'appliquent à toutes ces compositions, à. moins d'indications spécifiques contraires. Bien entendu, "'
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le fondant aux chlorures de métaux alcalins utilisé doit
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être Liquide à la température de brasage.
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Le rapport du fondant aux chlorures de métaux alcalins au métal d'apport utilisé dans l'opération de brasage est variable suivant les besoins, et même suivant les préfê-
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rences particulières de ilopérazeur - La demanderesse ruz eonstabé que des mélanges de 5 parties en poids Ge rendant pour 1 Partie en poias au métal d'apport, aonne les résultats les plus régulièrement satisfaisants, mais les mêlai ges dans les rapporta d'environ a/1 a 1/1 sont également utiles.
Le rendant doit âtre sous forme pulvérulente pour favoriser l'homogénéité et la format-ion d'une pate s!:1isfuisante. La mécal d'apport doit se trouver suus la îorûie de ps.rt,ious aistinctes, et la demanderesse prêtera leur donner une aimession telle qu'elles ne traversent, pas le! tamis ae 80 uiai-Lias au cm environ; les moilieurs réaultais ont été ootenus pour une dimenslun telle qu'une proportion nun supérieure à environ 10 à ?0 % des particules de la pouure métei.iique ne traverse pas la tamis de 80 muiiies environ* aruai.ama7z :s par 6 ieua.as doivent avoir une dimension maximum ne dépassant pas da beaucoup aeiloe rra.varsaxlc ke tamis ae 2D m!:1iles environ . Les particules de tondant et de métal à'a,r1 sont mélangées oomple cément pour l'orner le mêla.a1;;,Q de
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brasage.
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Le véhicula utilisé pour muttra Le illé.L.an1;;,Ei cia j.'<and<a.nt aux Qhioruvas de métaux alcalins et de mê aJ. d'apport suas iorme de paLe et pour l'amener ainsi i ya$qu'à l'opération doittetre non-aqueux et doio se vaittuiiiser uù uuiiùar de ouz-2, autre manière la paie à la iiempératùre ae braôe9 et doit, en vuire, remplir les conairivns spécifiées plus
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haut.
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Comme exemples courants des glycols 81, des ë ch,r s uâ glycois utilisés cqmme véhicule organique aans le miJLi<su ae brasage suivant l'invention, on peut citer : .L'ethylene-giy-
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cal, le dièthylène-glycol, ie triêthyièae-g.Lycol, le tébra- éthylène-glycol, le diméthoxytétraéthylène-glycol, la propylène-glycol, le âipropyléne-gLyco1,, le butylène-.L,3-glycol, les éthers monom.éliby11que, monoéthylique, diéthyliqua, manoisopropylique, monobutylique, iuonophêayliqyae et nanobenzyique de l9thy lcne-glycol, et les éthers monomthylique, monoéthyliçue, diéthylique et monobutylique du diêthylène- glycol:,, .
On a découvert cependant que lorsque le fondant contient du chiorure de lithium, l'emploi aa l'éthylène-glycol
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ou au di-,'cri-, ou tétra-âthylène-glycol, en tant que véhi- cule, peut n'âtre pas entièrement satisfaisant,, car il peut ,
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se produire une certaine carbonisation lors du phauî'r'ge.
Pour oette raison, on n'utilise pas Ces véhicules, dans le mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, lorsque le fondant contiens du chlorure de lithium.
La quantité de véhicule ajoutée au mélange du fondant et du m tal d'apport pour former la pâte dépend de l'état physique exact requis pour la pâte, et du degré de viscosité voulu . En général, le mieux est d'utiliser environ de 10 à 20 % en poids tcat al de la pâte
Bien qu'on puisse, comme on l'a mentionné ci-dessus, former le mélange de fondant et de métal d'apport en mélangeant mécaniquement ces constituants, on a constaté pouvoir obtenir une pâte de qualité supérieure si les particules d'alLiage de brasege qui forment une partie de la pâte sont plus ou moins entourées ou enrobées d'une pellicule de fondant, Lorsqu'une telle pâte est fondue dans une opération de brasage,
le métal d'apport s'écoule vers le joint bien plus rapidement et plus efficacement que dans le cas où les particules d'alliage de brasage, pomme dans la technique an-
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z4riLeure , ne sont pas enrobées dans une pellicule de foel- dant, mais sont simplement mélangées à ce dernier .
le% écou-
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lement rapide non seulement accélère l'opération de brasage, mais assure aussi-La formation d'un joint meilleur eu plus sain entre les pièces brasées- Néanmoins, un n'obtient ces avantages que lorsque le fondant aux chlorures de métaux alcalins est exempt de composês de métaux lourds
Plusieurs méthodes peuvent acre employées pour ubtenir
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oe-cce pâLie perfectionna, mais la suivante a êcé mise au point eG est préférée .
Un prend un fonaane au ch10rùr da métoei a,Cr.11.1t., libre de composés 3 iaêtaux laturas, ayant un point de fusion inférieur à celui ae l'Hiiiage ne brasage et on le chaurfe jusqu'à ce qu'il soit fondu .Le bain de
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toadanb liquide ainsi obtenu est aiors maintenu à une Le±- pêrature inférieure au point de fusion de l'alliage de brasage, on place dans le bain une certaine quantité de
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particules de l'alliage de brasage, et on les y mélange intimement. Le mélange résultant est alors refroidi et solidifié et la masse solidifiée ainsi formée est broyée de toute manière commode, par exemple au broyeur à boulets,
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pour obtenir la grosseur da particules voulue .
Lu masse broyée esr alors mouillée pour former une pâte en y ajoutant des quantités ae véhicule (.;#gig,ùe, choisi ae préférence Parmi ceux décrits ci-dessus . On évite de préférence les Sdaitions u*eau, à parc cène normalement- présente aans les sels employés' J;'endl;;lJ1t llopêration de malaxage, il/eST, bien enrenau nécessaire n'éviter la fusion des particules d'ailittge ae brasage ez par suite, le iondanb choisi pour l'opération dont présenter un point de iusion iniéricur à celui de l'alliage de brasage. le point de iusion de la plupart, des fondants aux chiorures de métaux alcalins peut être abaissé en y ajoutant au chlorure de lithium si leur point de rusion primitir est trop élevé, ou, au point ae vue pratique, trop rapproché de celui de l'alliage de brasage.
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On indique ci-dessous un exemple spécifique d'une pâte de brasage obtenue suivant l'invention, et dont l'utilisation a donné d'excellents'résultats : 22,5 % en poids d'alliage :
5,0 % en poids de silicium,le reste de l'aluminium broyé à la finesse de 80 mailles environ,, 67,5 % en poids de fondant :
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<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> NaCl <SEP> 25
<tb> KCl <SEP> 36
<tb> LICl <SEP> 20
<tb> SrCl2 <SEP> 6
<tb> KF <SEP> 1
<tb> Na3AlF6 <SEP> 12
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10 % en poids de véhicule : propylène-glycol.
REVENDICATIONS.
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1. Agent de brasage pour l'aluminium et les alliages a base d'aluminium, sous forme d'une pite contenant un fondant au chlorure de métal alcalin, des particules de métal de brasage, et un véhicule organique, ce dernier étant un glycol ou un éther de glycol liquide à 20 C, et susceptible de s'évaporer sans carbonisation .