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BREVET D'INVENTION Procédé de fabrication de baguettes de métal d'apport et baguettes fabriquées par ce procédé.
Priorité des demandes de brevet déposées en Suisse
Lors de la soudure. ou la brasure de métaux non ferreux, certains alliages d'aluminium par exemple, le travail ne peut être effectué proprement et son résultat ne répond pas aux conditions mécaniques exigées de l'objet terminé si l'opé- ration n'est pas effectuée en présence de flux, qui sont aussi appelés décapants, qui varient d'un métal à l'autre et que l'on répand, soit sous forme de poudre, soit sous forme de solution sur les parties de l'objet qui doivent être réunies et sur la baguette de métal d'apport.
On a déjà proposé, pour éviter la manutention de ce flux qui est toujours accompagnée d'une grosse perte de matière, de l'introduire à l'intérieur de la baguette. Dans ce but, on a déjà répandu du flux sur une tôle que l'on roulait ensuite pour avoir le produit sous forme de fil à l'intérieur d'un tuyau ainsi formée
On obtenait à peu près le même résultat en introdui- sant du flux à l'intérieur d'une rainure prévue longitudinale- ment dans une baguette profilée qui, une fois remplie,
était soumise à un travail refermant les lèvres de la rainure l'une
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sur l'autre Ces deux méthodes renchérissaient cependant le prix de revient des baguettes de métal d'apport si bien qu'elles n'ont jamais pu être introduites chez le consommateur
Le procédé selon l'invention permet d'arriver à des baguettes de métal d'apport contenant du flux et dont le prix de revient est pratiquement le même que celui des baguettes ordinaires, tout en offrant les avantages de baguettes contenant du flux à. leur intérieur* Ce procédé est caractérisé en ce qu'on inclut du flux à l'intérieur du lingot de fonderie et soumet celui-ci à un travail mécanique susceptible de le trans- former en baguettes,, Pour arriver à un pareil produit, on peut par exemple procéder comme suit lorsqu'il s'agit de l'aluminium:
On ménage dans le lingot, au moment de la coulée et au moyen d'un noyau métallique, en fer par exemple, une ou plusieurs cavités longitudinales Le volume de ces cavités sera, relativement au volume du lingot, dans un rapport corres- pondant au volume de flux que la baguette terminée devra con- tenir. Cette opération terminée, on fermera les ouvertures par lesquelles le flux a été introduit, soit au moyen d'un bouchon de même métal soit par un autre procédé et fera subir au lingot le travail mécanique susceptible de le transformer peu à peu en baguettes,, Ce travail mécanique pourra se faire soit à la presse, soit au laminoir, soit par tréfilage, soit par une suite de ces opérations.
La baguette une fois terminée contiendra exactement le pourcentage de flux qui a été donné au lingots
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Dans le cas de plusieurs ouvertures ménagées dans le lingot lors de son coulage, on les disposera de préférence selon un cercle ou de tout autre manière régulière dans le pro- fil de la baguette de manière à obtenir une répartition uniforme du flux à son intérieure
Il est avantageux d'opérer la transformation du lingot en baguettes à chaud et ceci en tout cas au début de la suite des opérations mécaniques adoptées pour le travail dont il a été parlé plus haut.
Selon le métal ou l'alliage auquel on a affaire, on traitera le lingot à une température où le flux ou décapant est encore pulvérulent et maintiendra cette température pendant la transformation du lingot en baguettes.
Cette transformation peut cependant également avoir lieu à une température comprise dans l'intervalle de fusion des composants du flux ou bien aussi en-dessus de ce point de fusion, alors que le flux est liquide.
Voici quelques exemples de conditions de travail qui ont donné de bons résultats.
Premier exemple:
Pour obtenir une baguette en partant de l'aluminium pur et pour un lingot de fonderie ayant 150 mm de diamètre, 250 mm de longueur et dans lequel on a pratiqué un trou tron- conique ayant 25 mm à sa petite et 35 mm à sa grande base, on a chauffé le métal à 400 C et maintenu, pendant le filage à la presse, cette température entre 3800 C et 4000 C, alors que l'intervalle de fusion du flux était de 420 à 600 C. Le flux était donc pulvérulent pendant le préchauffage et le filage.
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Une pareille baguette, qui est utilisée pour la soudure auto- gène de l'AL et de ses alliages, est amenée au diamètre final désiré par étirage à froid. Elle possède alors une âme centrale constituée par du flux si bien qu'elle peut s'utiliser toute seule, c'est-à-dire sans qu'il y ait nécessité d'avoir recours à un flux ou décapant spécial.
Deuxième exemple:
Pour un alliage d'aluminium silicium à 4% de silicium, le diamètre du lingot,de fonderie étant de 150 mm et sa longueur de 250 mm, on a introduit dans le forage conique du flux dont l'intervalle de fusion était de 560 à 630 C. Le lingot fut porté par préchauffage à une température de 5000 C et le filage à la presse se fit entre 480 et 500 C, donc à une température à laquelle le flux était également encore à l'état pulvérulent.
Le diamètre de la baguette filée obtenue était de 30 mm; il fut ensuite réduit à un diamètre de 12 mm par laminage à froid. Après un recuit intermédiaire à 350 environ, la ba- guette fut amenée à son diamètre final par étirage à froid.
Une pareille baguette est également destinée à la soudure auto- gène de l'AL et de ses alliages et peut-être aussi utilisée pour le brasage de''l'aluminium pur Troisième exemple;
Un lingot de fonderie de 60 mm de diamètre et de 150 mm de longueur en un alliage d'aluminium silicium à 4% de silicium, à l'intérieur duquel il a, été pratiqué un trou tron- conique de 8 et 10 mm de bases, fut porté à une température de 500 C qui fut maintenue pendant le filage à la presseô L'intervalle de fusion du flux était dans ce cas' de 410 à 600 C
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de sorte que le préchauffage et le travail ont eu lieu dans cet intervalle, c'est-à-dire qu'une partie du flux était alors fondue.
Le diamètre final de la baguette de soudage, obtenu d'une seule passe à la presse à filer, était de 8 mm. Les possibilités d'utilisation d'une pareille baguette sont les mêmes que celles de l'exemple.2.
Si l'on chauffe le lingot au-dessus du point de fusion ou de l'intervalle de fusion du flux, il faut effectuer le filage à la presse à une température à laquelle le flux n'offre pas encore une résistance trop grande à sa répartition à l'inté- rieur de la baguette. Si l'on introduit le flux sous forme fondue, le filage à la presse devra être effectué à une tempéra- ture assurant la plasticité ou la fluidité du flux.
La relation entre la température de chauffage, celle du flux et celle de la transformation à chaud joue un rôle par- ticulièrement important dans la fabrication de baguettes de soudures ou de brasures en AL ou en alliages d'AL.
Il a été trouvé que, lors de la mise en oeuvre du procédé précité, la répartition du flux à l'intérieur des baguettes se fait d'une manière particulièrement avantageuse lorsque le lingot, à l'intérieur duquel on a introduit le flux décapant, est filé à la presse. Dans certains cas, il y a avantage à pratiquer ou à réserver dans le lingot un trou central conique que l'on remplit de flux ou décapant, puis à introduire le lingot de telle façon dans le cylindre de la presse à filer que la partie étroite du trou conique soit tournée vers la matrice* Cette façon de procéder permet d'assurer un rapport constant entre la section de la baguette et celle du flux sur toute la longueur de la baguette.
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On a trouvé aussi qu'il y avait avantage à ce que la section de filage ait une aire égale ou supérieure à. celle de la section transversale de la cavité du lingot contenant le flux; si on a recours à un trou central conique, il suffit que cette condition soit remplie par rapport à la partie étroite du trou6
Pour obtenir une baguette de métal d'apport selon le procédé selon l'invention, on peut donc, par exemple, le mettre en oeuvre comme suit:
Après avoir réservé dans le lingot de fonderie un trou au moyen d'un noyau, métallique ou autre, que l'on a prévu dans le moule du lingot (ce trou ne traversant pas le lingot sur toute sa longueur, pour éviter l'obligation de refermer un des orifices avant l'introduction du flux) et après avoir, éventuel- lement, fait subir à ce lingot une déformation plastique prépa- ratoire destinée soit à lui donner plus de consistance, soit à l'amener à, une forme plus près de celle qu'admet le cylindre de filage, on introduit, dans la cavité réservée dans le lingot en question, du flux qui sera de préférence sous forme pulvérulente.
On ferme ensuite l'embouchure de la cavité par un moyen ou pro- cédé quelconque, chauffe le lingot et l'introduit à chaud dans la presse à filer. Si l'on utilise une presse à filer verticale, il n'est pas toujours nécessaire de fermer l'embouchure du trou; il est évident que cette embouchure doit alors se trouver en haut lorsqu'on introduit le lingot dans la presse. Il y a avantage à ne chauffer le lingot qu'en-dessous du point de fusion du flux. Les flux ou décapants se composent souvent de différentes substances qui ne fondent pas toutes ensemble.
Dans ce cas, on ne chauffera le lingot qu'en-dessous de l'inter- valle de fusion des différents composants du flux décapante. Les conditions de travail peuvent être par exemple les suivantes:
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Quatrième exemple :
EMI7.1
<tb> Aluminium <SEP> pur
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<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 150 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 250 <SEP> mm
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> mm
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> du <SEP> fond <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique <SEP> 10 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intervalle <SEP> de <SEP> fusion <SEP> du <SEP> flux <SEP> 420 <SEP> à <SEP> 600 <SEP> C
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<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> préchauffage
<SEP> du <SEP> lingot
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> fonderie <SEP> après <SEP> introduction <SEP> du <SEP> flux <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> l'état <SEP> pulvérulent <SEP> 400 <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> filage <SEP> à <SEP> la <SEP> presse <SEP> 380 <SEP> à <SEP> 400 <SEP> C
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<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> baguette <SEP> filée <SEP> 30 <SEP> mm
<tb>
Cette baguette est amenée au diamètre final désiré par étirage à froid et sert au soudage autogène, au chalumeau de l'aluminium et de ses alliages.
Cinquième exemple:
Alliage d'aluminium silicium à 4% de silicium
EMI7.2
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 150 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 250 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 35 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Epaisseur <SEP> du <SEP> fond <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique
<tb>
<tb>
<tb> (à <SEP> l'extrémité <SEP> étroite)
<SEP> 10 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intervalle <SEP> da <SEP> fusion <SEP> du <SEP> flux <SEP> 560 <SEP> à <SEP> 630 <SEP> C
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> préchauffage <SEP> du <SEP> lingot
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> fonderie <SEP> âpres <SEP> introduction <SEP> du <SEP> flux
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> l'état <SEP> pulvérulent <SEP> 500 <SEP> C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> filage <SEP> à <SEP> la <SEP> presse <SEP> 480 <SEP> à <SEP> 5000 <SEP> C
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<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> baguette <SEP> filée <SEP> 30 <SEP> mm
<tb>
Le diamètre de cette baguette est réduit à 12 mm par laminage à froid, après quoi la baguette est soumise à un recuit intermédiaire à 3500 C environ, puis amené au diamètre final voulu par étirage à froid.
Une pareille baguette peut être utilisée pour le soudage autogène de l'aluminium et de ses alliages ainsi que pour le brasage de l'aluminium pur.
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Sixième exemple:
EMI8.1
<tb> Alliage <SEP> d'aluminium <SEP> silicium <SEP> à <SEP> 4% <SEP> de <SEP> silicium
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 60 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> du <SEP> lingot <SEP> de <SEP> fonderie <SEP> 150 <SEP> mm
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<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique <SEP> 8 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> mm
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<tb> Epaisseur <SEP> du <SEP> fond <SEP> du <SEP> trou <SEP> conique
<tb>
<tb>
<tb> (à <SEP> l'extrémité <SEP> étroite)
<SEP> 7 <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb> Intervalle <SEP> de <SEP> fusion <SEP> du <SEP> flux <SEP> 410 <SEP> à <SEP> 600 <SEP> C
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> de <SEP> préchauffage <SEP> du <SEP> lingot
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<tb>
<tb> de <SEP> fonderie <SEP> après <SEP> introduction <SEP> du <SEP> flux
<tb>
<tb>
<tb> à <SEP> l'état <SEP> pulvérulent <SEP> 500 <SEP> C <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> filage <SEP> à <SEP> la <SEP> presse <SEP> 480 <SEP> à <SEP> 5000 <SEP> C
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<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> baguette <SEP> filée
<tb>
<tb>
<tb> (diamètre <SEP> final <SEP> de <SEP> la <SEP> baguette <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> soudage) <SEP> 8 <SEP> mm.
<tb>
Les possibilités d'utilisation de cette baguette sont les mêmes que celles de l'exemple précèdent
Si par le filage on ne va pas jusqu'au diamètre final de la baguette de soudage, on réduira le diamètre de la barre filée soit par laminage, soit par tréfilage ou étirage.
REVENDICATIONS.4-
1. Procédé de fabrication de baguettes de métal d'apport pour soudures et brasures de métaux non ferreux, caractérisé en ce qu'on inclut du flux dans des cavités ménagées à l'intérieur du lingot de fonderie et soumet celui-ci à un travail mécanique susceptible de le transformer en baguettes.