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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A UN PROCEDE DE PLACAGE D'UNE PLAQUE ET PRODUIT
EN RESULTANT.
La présente invention se rapporte à des procédés de placage de métaux et aux produits en résultant, par exemple le placage de plaques de support en métal ferreux pour obtenir des plaques relativement minces de métal nickelifère.
De telles plaques en métal nickelifère comprennent les aciers inoxydables, les aciers au chrome tels que les aciers 405 et 410 (qui en réalité ne contiennent que peu ou pas de nickel), le nickel lui-même , le métal Monel et d'autres alliages du nickel qui ont la propriété d'être extraordinairement résistants à la corrosion ou aux températures extrêmes.
Ces alliages donnent un métal analogue à l'acier que l'on appelle parfois acier spécial.
Les métaux plaqués, en particulier les métaux ferreux plaqués tels que les aciers ont été fabriqués et utilisés pendant un temps considérable. Une plaque en acier plaqué est une plaque composite consistant habituellement en une plaque en acier de qualité du commerce sur un c8té de laquelle, ou sur les deux côtés de laquelle, est réunie de façon permanente une plaque ou placage d'un métal résistant à la corrosion ou résistant à la chaleur. L'épaisseur du métal de placage, au contraire de ce qui se produit avec la galvanoplastie, constitue une partie substantielle (généralement pas moins de 5%) de l'épaisseur totale de la plaque. Evidemment, il n'y a pas de limite supérieure à l'épaisseur du métal de placage, sauf celle imposée par l'économie. Habituellement, le métal de placage doit avoir une épaisseur comprise entre 1,6 mm. et 6,3 mm.
Des aciers ont été plaqués avec de l'acier inoxydable, du métal Monel, de l'argent, du cuivre, du nickel, etc.
Les aciers plaqués sont utilisés couramment dans la construction de récipients destinés à contenir des fluides corrosifs ou des fluides à températures élevées, car il ne serait pas économique de construire un grand récipient entièrement en métal résistant à la corrosion ou résistant à la
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chaleur. Des aciers plaqués dans lesquels le métal de placage donne les propriétés de résistance désirées et dans lesquels la plaque de support donne la résistance mécanique désirée ont constitué la matière la plus facile à obtenir et la plus économique pour de tels types de constructions. Lorsque la liaison entre les plaques est d'une solidité suffisante,l'épaisseur totale de la plaque à utiliser est déterminée par l'épaisseur nécessaire pour obtenir la résistance.
On a utilisé un certain nombre de procédés pour réaliser la liaison entre le métal de 'placage et le métal à plaquer, le plus commun de ces procédés étant le procédé dit "sandwich" dans lequel on presse ensemble les deux plaques à plaquer et deux plaques de métal de placage qui sont placées entre elles pour former un "sandwich" constitué par une couche d'acier commun, deux couches de matière de placage sur lesquelles se trouve une autre couche d'acier commun. On utilise un flux entre les surfaces coopérantes du métal de placage pour empêcher leur fusion. On scelle le "sandwich" ainsi formé par soudage tout autour des bords, puis on le chauffe à une température comprise entre 1233 et 1260 c.
On lamine ensuite le "sandwich" chaud dans un laminoir sous une grande pression et cette pression qui s'exerce sur le "sandwich" chauffé à blanc réduit son épaisseur et lie ensemble plasti- quement la matière de placage et l'acier. Après refroidissement, on rogne les bords et on sépare les plaques en acier commun qui, alors, portent chacune une plaque de métal de placage.
Non seulement ce procédé est incommode et coûteux, mais encore il entraine une quantité considérable de déchets car les métaux de placage sont souvent endommagés par les grandes pressions nécessaires lors de l'opération de laminage pour réduire l'épaisseur des plaques:
On a également obtenu les plaques plaquées en soudant par résistance,par points ou par couture, la plaque de placage au métal de base, la soudure s'effectuant en des points de toute la surface des tôles ou sur une partie plus ou moins grande des surfaces entières coopérantes. On a obtenu des plaques plaquées simplement en versant le métal à plaquer à l'état fondu sur le métal de placage ou, vice.versa, en faisant fondre le métal de placage sur la surface du métal à plaquer.
Dans certains des procédés antérieurs, on formait une couche très mince d'un troisième métal sur l'une des plaques par revêtement électrolytique ou autrement en vue de la souder par pression sur l'autre plaque, mais ce troisième métal était infusible par rapport aux métaux des autres plaques.
Les plaques plaquées produites par les procédés antérieurs étaient généralement d'épaisseur inégale et ne possédaient pas une surface plane ou uniforme.
Lors de la production d'un acier plaqué pour construction, il est essentiel que l'ensemble plaqué agisse comme un tout pendant tous les processus de fabrication, d'érection ou d'assemblage et sous toutes les forces de tension, de compression, de torsion ou autres auxquelles l'assem- blage terminé peut être soumis. Etant donné que l'on effectue normalement le placage sur des plaques planes qui sont ensuite mises sous forme cylindri- que, sphérique ou sous d'autres formes courbes, le joint brasé doit être suffisamment robuste pour supporter des mouvements de cintrage, de torsion et autres, mouvements imposés par la fabrication et qui, sauf pour la matière de brasage, provoquent un déplacement d'une des plaques par rapport à l'autre.
Conformément au procédé objet de l'invention, la demanderesse est capable de produire une plaque plaquée par un procédé qui est considérablement plus simple et moins coûteux. Dans le procédé de l'invention, la demanderesse produit une liaison entre le métal de placage et le métal à pla- quer en plaçant entre eux une couche de matière de brasage, en appliquant une pression sur les plaques pour les obliger à venir en contact avec la matière de brasage, puis en chauffant ensuite la matière jusqu'à sa température de fusion pour former une liaison parfaite entre les métaux. La matière de brasage préférée est un métal ou un alliage non-ferreux ayant un point de
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fusion supérieur à 427 C, mais inférieur à celui des métaux à réunir.
Toute- fois, on exige surtout de la matière de brasage qu'elle ait un point de fu- sion inférieur à celui des métaux à réunir, qu'elle soit capable, lorsqu'elle est fondue, d'imprégner les surfaces correspondantes des métaux et qu'elle ait une résistance suffisante à la traction et au cisaillement pour donner une liaison suffisamment saine, résistante et permanente.
Le métal de brasage peut être le bronze ou des alliages de cuivre et de silicium, de cuivre et de phosphore, des alliages contenant de l'ar- gent et tout autre métal ou alliage approprié. La matière de brasage préfé- rée est le cuivre. Si l'on utilise des alliages de cuivre, leur point de fusion sera à un niveau faible correspondant et ils ne doivent pas contenir d'ingrédients dont la volatilité, sous les conditions de vide et de chaleur auxquelles ils sont soumis, soit telle que les caractéristiques de'la matière de brasage soient affectées de manière nuisible.
Le choix de la matière de brasage entre entièrement dans les pos- sibilités des techniciens et dépend des métaux particuliers à réunir. Par exemple, lorsqu'on plaque un acier doux (c'est-à-dire un acier à faible teneur en carbone ayant une teneur en carbone voisine de 0,25% ) avec de 1' acier inoxydable, on peut utiliser du bronze comme matière de brasage. Lors- que ces aciers doivent être plaqués avec de l'aluminium, on peut utiliser un alliage de brasage tel qu'un alliage cuivre-aluminium-silicium.
On peut plaquer de l'acier inoxydable avec du cuivre grâce à la présente invention ou, si on le désire, on peut plaquer des métaux avec des métaux analogues, c'est-à-dire de l'acier doux avec de l'acier doux, la seule chose nécessaire étant de suivre les recommandations données par la suite et d'utiliser la matière de brasage appropriée.
Bien que, d'après la description, il apparaisse clairement que l'on peut utiliser le procédé objet de l'invention pour plaquer un grand nombre de métaux de support avec un métal dissemblable, il est entendu que son utilisation la plus commune sera dans le domaine des aciers de placage tels que les aciers pour construction et les qualités d'acier pour chaudières ou pour foyers qui sont les aciers doux à basse teneur en carbone, par exemple ceux appelés par l'American Society for Testing Metals "A 283 Qualité C ou D" ou "A 285 Qualité C" avec un métal résistant à la corrosion ou à la chaleur tel qu'un acier inoxydable, le nickel, le métal Monel, etc.. L'épaisseur de la plaque support ou plaque en acier doit être de l'ordre de 7,6 cm. environ ou moins tandis que l'épaisseur de la plaque de placage sera de l'ordre de 1,6 mm. à 6,3 mm.
La demanderesse souhaite faire remarquer, toutefois,que l'invention n'est pas limitée à une épaisseur donnée particulière pour le métal de support et le métal de placage, sauf lorsqu'on l'indique formellement et, en outre, que le terme "plaque" ne doit pas être considéré comme limitant l'épaisseur.
Conformément aux moyens généraux de la présente invention, la demanderesse peut également produire un conduit plaqué qui est un conduit dont l'extérieur et 1'intérieur sont en métal plaqué. Antérieurement, les conduits plaqués à l'intérieur, communément appelés conduits chemisés, étaient obtenus en introduisant de façon télescopique le placage dans le conduit ou. tube et en réduisant ensuite les deux éléments ou en leur faisant subir un rétreint ou une compression. Ce procédé donne un contact métal contre métal sur la longueur entière du conduit, mais aucune liaison entre le conduit et le placage. Les conduits ou tuyaux ainsi constitués ne peuvent pas être mis en forme ou travaillés en raison du risque de séparation entre les métaux.
Toutefois, en utilisant le procédé objet de l'invention, la demanderesse peut produire un tube ou tubulure plaqué, soit intérieurement, soit extérieurement avec un métal de placage qui est fermement réuni à la surface correspondante de la tubulure.
On va maintenant décrire l'invention en se référant au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue en plan, partiellement arrachée pour plus de clarté, de l'un des procédés de placage d'une plaque.
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La figure 2 est une coupe faite par 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue de la plaque achevée plaquée par le procédé des figures 1 et 2.
La figure 4 est une vue analogue à la figure 2 d'une variante.
La figure 5 est une coupe de la plaque achevée plaquée par le procédé de la figure 4.
La figure 6 est une coupe d'une disposition pour plaquer deux plaques à la fois.
La figure 7 est une variante d'une disposition pour produire simultanément deux plaques plaquées.
La figure 8 est une vue montrant deux plaques plaquées reliées ensemble pour constituer une partie d'une structure complète.
La figure 9 est une coupe verticale d'une variante.
La figure 10 est une coupe montrant un procède pour produire un cônduit plaqué,
La figure 11 est une coupe par 10-10 de la figure 10.
La figure 12 est une vue du conduit plaqué terminé.
Lors de la mise en oeuvre du procédé, on donne à une plaque 20 que l'on doit plaquer une surface supérieure propre 21 par décapage au jet de sable ou d'une autre manière, une ouverture 22 s'étendant à travers la plaque. On place sur la surface 21 une matière de brasage ayant les propriétés que l'on vient de mentionner. La matière de brasage peut être sous forme d'une poudre, d'une pellicule ou d'une' feuille, de rubans ou de baguettes ou avoir la forme d'un tamis 23 percé de trous multiples,comme représenté.
On préfère utiliser une feuille de cuivre électrolytique ayant approximativement 0,06 mm d'épaisseur. On place la plaque de placage 24 sur la feuille dont la surface inférieure 25 est décapée au jet de sable ou nettoyée d'une autre manière.. On scelle le sandwich ainsi formé sur des bords, par exemple par une soudure continue 26 et on fait le vide dans l'espace laissé entre les plaques et occupé par la matière de brasage au moyen d'une pompe (non représentée) reliée à un conduit 27 fixé dans l'ouverture 22.
Lorsqu'on obtient un vide sensible, de l'ordre de 0,98 à 1,0 kg/ cm2, les plaques 20 et 24 sont sollicitées l'une contre l'autre avec une pression voisine de 9,766 kg/m2. On chauffe ensuite les plaques pour élever la température de la matière de brasage 23 à son point de fusion qui, si le tamis est en cuivre, sera de l'ordre de 1.083 C. Cette température est bien au-dessous du point de fusion du métal à plaquer si celui-ci est de l'acier doux et du métal de placage si celui-ci est de l'acier inoxydable. Après refroidissement, la plaque présente les caractéristiques illustrées sur la figure 3 sur laquelle on voit que le métal de placage 24 est lié fermement à la plaque 20 par une couche fondue 28 de matière de brasage placée entre eux.
La soudure 26 sert d'élément d'écartement pour maintenir les bords extérieurs des deux plaques à la même distance, même lorsque le processus est terminé. Ainsi, approximativement, les 25 ou 50 mm. extérieurs de la plaque semblent être courbés vers le haut, comme représenté sur la figure 3, par rapport au reste de la plaque. Sous l'action du vide produit, le métal de placage est amené de force vers l'intérieur en contact avec la matière de brasage et, par suite, amène de force cette dernière en contact avec la plaque de"support. Lorsque le point de fusion de la matière de brasage est atteint, les plaques se déplacent ensemble à un degré suffisant pour que la matière de brasage remplisse l'espace entier qui est ainsi laissé entre les plaques.
Evidemment, ce déplacement supprime le vide entre les plaques et, étant donné que la soudure 26 sert d'élément d'écartement pour le bord du métal de placage, les bords de la plaque de placage ne se déplacent pas en direction du métal de support. Ainsi, les bords extérieurs du métal de placage seront espacés de la plaque de support d'une distance plus
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grande que le reste de la plaque. Si on le désire, on peut rogner ces
25 mm. extérieurs ou non étant bien entendu que la couche de matière de brasage est continue entre les plaques, à peu près jusqu'à leurs bords ex- trêmes. On peut obturer le trou 22 avec du métal de soudure ou de toute autre manière appropriée ou le supprimer lors du rognage.
On remarquera que l'on n'utilise pas de flux entre les plaques car, en laissant un vide entre celles-ci, on chasse l'oxygène d'une manière tout à fait efficace.
Ainsi, la couche résultante de matière de brasage est sensiblement exempte d'oxyde.
Une autre manière de mettre en oeuvre le procédé de l'invention est représentée sur la figure 4. Comme on le voit sur cette figure, la surface correspondante de la plaque à plaquer 30 est préparée comme on l'a déjà décrit, après quoi on dépose sur cette surface une matière de brasage
33 qui est ensuite recouverte d'une plaque 32 de métal de placage. On prati- que dans la plaque 30 un premier trou 34a que l'on relie à un conduit 34 aboutissant à une pompe à vide. On prévoit également dans la plaque 30 un second trou 35 que l'on relie à un conduit 36 aboutissant à son tour à une source de gaz non oxydant, tel que l'argon, l'hélium ou un gaz analogue.
Si l'on désire un agent fortement réducteur, on peut introduire de l'hydro- gène par le conduit 36. On scelle ensemble les bords des plaques par un joint flexible en métal 37, soudé en 38 et 39 au métal de placage et à la plaque de support respectivement. Lorsque les bords de la plaque sont scel- lés de cette manière, on met en marche la pompe à vide pour faire le vide dans l'espace laissé entre les plaques et occupé par la matière de brasage 33. Lorsqu'on a fait le vide, on introduit du gaz non oxydant dans l'espace précité par l'intermédiaire du conduit 36 et de l'ouverture 35 pour chasser l'oxygène qui pourrait y rester et également pour chasser les gaz. qui pourraient être dégagés par les métaux pendant le procédé d'évacuation et pendant la phase de chauffage ultérieure.
Lorsqu'on chauffe les plaques pour amener la matière de brasage à son point de fusion, la pompe à vide peut continuer à fonctionner et l'évacuation des gaz dans l'espace par le conduit 36 peut également se poursuivre pour chasser les gaz qui pourraient émaner des métaux pendant le chauffage. Le joint flexible 37 permet une dilatation relative entre les plaques pendant la phase de chauffage et permet également au bord de la plaque de placage de se déplacer vers le bas en direction de la plaque de support. Le conduit 36 peut être relié à une pompe à vide au lieu de l'être à une source de gaz non oxydant.
La plaque plaquée résultante est représentée sur la figure 5 sur laquelle on voit que la plaque de placage 32 est liée fermement à la plaque de support 30 par une couche continue 40 de matière de brasage. Toutefois, il résulte d'un examen de la figure 5 que les bords des plaques sont plus proches l'un de l'autre que les parties centrales des plaques. En fait, dans la zone allant jusqu'à environ 25 mm du bord des plaques, il se produit un contact métal contre métal réel entre le métal de placage et la .plaque de support. Ceci revient à dire que les parties en saillie voisines des surfaces des deux plaques sont en contact tandis que les parties en creux sont remplies de matière de brasage. L'épaisseur la plus grande de la matière de brasage à l'endroit des bords est de l'ordre de 0,025 mm.
Cette fois encore,avec le procédé que l'on.-vient de décrire, il n'est pas nécessaire d'utiliser de flux et, ainsi,,la couche de matière de brasage est exempte d'oxyde et, sauf sur les 25 mm. extérieurs de la plaque composite, présente une épaisseur uniforme sur toute sa surface.
Le procédé que 1'on vient de décrire peut également être mis en oeuvre pour plaquer deux plaques simultanément, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 6. Comme illustré, on place l'une contre l'autre deux plaques à plaquer 50 et 51 dont les surfaces extérieures 52 et 53 qui sont destinées à constituer les surfaces coopérantes sont nettoyées par décapage au jet de sable ou d'autre manière. On place les couches de matière de brasage 54 et 55 sur les surfaces correspondantes sur lesquelles on place les plaques de placage 56 et 57.
On soude un joint flexible 58 aux plaques de placage entièrement sur leurs bords pour rendre étanche le "sandwich"
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ainsi forme. On fait ensuite le vide dans l'espace 59 entourant les bords des plaques et on chauffe ces dernières pour faire fondre la matière de brasage. L'organisation représentée sur la figure 6 est tout à fait intéressante lorsque les métaux de placage et les métaux à plaquer sont de nature différente et sont réfractaires à la soudure du joint qui leur est appliqué. Ainsi, si le placage est en aluminium, le joint 58 doit également être en aluminium et l'aluminium est difficile à souder à l'acier. Dans de telles circonstances, l'organisation de la figure 6 est tout à fait satisfaisante car le joint 58 est soudé à la fois à ses deux bords et au métal de placage.
Un tel joint en aluminium ne pourrait pas être facilement soudé de la manière illustrée sur la figure 4 qui exige le soudage du joint au métal de placage sur un bord et au métal à plaquer sur l'autre bord.
En faisant le vide dans l'espace laissé entre les plaques, la demanderesse non seulement, crée une pression s'exerçant contre la matière de brasage, mais encore supprime absolument efficacement les bulles d'air qui peuvent se former dans la matière de brasage lorsqu'elle fond. Pour cette raison, on conseille de maintenir le vide pendant le procédé de chauffage.
Avec certains métaux de placage tels que l'aluminium, il est nécessaire d'utiliser le flux ou l'agent de réduction approprié, même si l'oxygène a été chassé de l'espace laissé entre les plaques. Les oxydes d'aluminium se forment si rapidement qu'ils exigent la présence d'un agent pour les dissoudre ou les éliminer. Lorsqu'on réunit des aciers, cependant, l'élimination de l'oxygène supprime la néeessité d'un flux.
Evidemment, il n'est pas nécessaire que là pression entre les plaques soit engendrée par le vide. Ainsi, par exemple, on peut utiliser une force telle qu'un poids 60, comme représenté sur la figure 7, ppur forcer les plaques formant un "sandwich" de deux métaux de placage et de deux plaques de support à venir en contact étroit avec la matière de brasage.
Ainsi, le poids 60 oblige les plaques de support 61 et 62 à venir en contact intime avec les couches 63 et 64 de la matière de brasage interposée entre les plaques de support et les plaquesde placage 65 et 66. Si l'on ne doit pas utiliser le vide et si l'on doit conduire le chauffage dans une atmosphère oxydante, il est évidemment nécessaire que le flux soit appliqué aux surfaces correspondantes des plaques de support et des plaques de placage. Le flux à utiliser dépend des métaux à lier et de l'alliage de brasage particulier et le choix du flux approprié est tout à fait dans les aptitudes des techniciens versés dans cette technique. Lorsqu'on chauffe la matière de brasage à sa température de fusion, il s'y forme évidemment des oxydes.
Si l'on désire utiliser le vide avec l'organisation de la figure 7, on peut utiliser un joint du type représenté sur la figure 4 et -qui. réunit la plaque de support 61 à la plaque de support 62 par soudure.
A titre d'exemple particulier du procédé, la demanderesse a assemblé un "sanmdwich" tel que celui représenté sur les figures 1 et 2 consistant en une plaque de 2 cm. d'épaisseur en acier à basse teneur en carbone (A-285 c), en une plaque de 1,98 cm. d'épaisseur en acier inoxy- dable (n 405) et une matière de brasage placée entre les plaques sous forme d'un tamis en bronze courant. On nettoie les surfaces coopérantes des plaques par décapage au jet de sable; on lave ensuite les surfaces et le tamis en bronze avec une solution d'acide chlorhydrique à 15 % et on sèche à l'air. Le tamis est constitué sensiblement par 87,6 % de cuivre, 9,3 % de zinc, 1% d'étain et 3 % de fer et d'aluminium avec des traces de soufre et de phosphore. Le tamis est tissé avec un fil de 0,28 mm de diamètre.
On scelle le "sandwich" le long de ses bords, puis on le chauffe à une température de 985-1040 C dans un four tout en maintenant un vide d'environ 1,0 kg/cm2 dans l'espace laissé entre les plaques. On maintient cette température pendant 15 minutes, puis on refroidit les plaques dans un four. On n'utilise pas de flux. L'examen et l'essai de la plaque composite résultante représentée montrent une couche continue de matière de brasage entre les plaques complètement exempte d'oxyde. La liaison est exeel- lente.
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Etant donné que les plaques sont chauffées à leur température critique dans le four de brasage, il est possible, en réglant le temps et les températures de refroidissement de manière appropriée, de recuire les plaques pendant l'opération de placage. Ainsi, par exemple, la demanderes- se a constitué un "sandwich" tel que celui représenté sur les figures 1 et
2 se composant d'une plaque support de 1,8 cm d'épaisseur en acier A-285 0 et d'une plaque de 0,36 cm d'épaisseur en acier inoxydable n 430, un tamis en bronze étant placé entre elles comme matière de brasage. On soumet l'en- semble, lorsqu'il a été scellé sur ses bords, à un vide d'environ 1,0 kg/ cm2, puis on le chauffe à 1095 C dans le four. On maintient cette tempé- rature pendant 15 minutes.
On abaisse alors la température à 870 C pen- dant 1 heure, puis on fait cesser le vide et on refroidit les plaques de 28 C par heure jusqu'à ce que la température tombe à 595 C. On enlève alors la plaque composite du four et on la refroidit par l'air. La plaque composi- te résultante est si parfaitement recuite qu'elle permet à des bandes dé- coupées de la plaque d'être courbé*de 180 sur elles-mêmes avec le placage à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la courbure sans que le liant soit altéré entre les plaques et sans déchirure du métal de placage.
A titre d'exemple de son procédé, la demanderesse a assemblé un "paquet" ou "sandwich" constitué par une plaque support en acier A-285,
Qualité C, de 1,8 cm. d'épaisseur et par une plaque de placage en acier inoxydable n 405 de 0,4 mm. d'épaisseur entre lesquelles est placé un tamis en fil de bronze. On décape au jèt de sable les'surfaces correspondantes, puis on les lave avec une solution d'acide chlorhydrique à 15%.
On lave le tamis d'une manière similaire. On sèche les plaques à l'air et on les assemble de la manière représentée sur la figure 4. On rend étanches les bords du "sandwich" et on le place dans un four. On fait un vide de 1,0 kg/ cm2 dans l'espace laissé entre les plaques et on envoie ensuite de l'argon dans cet espace pour faire cesser le vide. On cesse d'envoyer de l'argon et on fait démarrer à nouveau la pompe à vide pour établir à nouveau un vide de 1,0 kg/cm2. On chauffe l'ensemble à 985-104000 et on maintient cette température pendant 15 minutes, après quoi on ferme les brûleurs à gaz, on ouvre la porte du four et on refroidit l'ensemble à 595 C. On arrête alors la pompe à vide et on enlève la plaque du four, puis on la refroidit par l'air.
On n'utilise pas de flux dans l'opération et l'examen des plaques montre qu'une couche parfaitement continue de matière de brasage se trouve entre elles.
Un avantage supplémentaire du procédé conforme à l'invention, qui apparaît clairement des exposés qui précèdent, réside dans le fait que l'épaisseur des plaques ne diminue pas pendant l'opération de placage.
Ainsi, une couche de matière de placage d'une épaisseur initiale quelconque conserve son épaisseur après avoir été réunie au métal à plaquer. Ceci est également vrai pour la plaque de support. En outre, les surfaces de chacun des métaux ne sont pas altérées par le procédé, ce qui fait qu'il ne s'y produit aucune déformation. Ceci, pour ce qu'on en sait, ne se produit pas avec les plaques plaquées obtenues par un autre procédé quelcon- que .
Les plaques plaquées produites par l'un quelconque des procédés que l'on vient de décrire peuvent être soudées ensemble, comme représenté sur-la figure 8, pour produire une structure finie. Les plaques de support 70 et 71 sont placées dans une position finale avec leurs bords placés bout à bout. Une rainure 72 est formée par ébarbage, rabotage ou oxy-coupage dans les bords avoisinants des plaques. Conformément aux procédés de soudure bien connus, la rainure peut être en forme d'U, à biseau double ou en forme de V, comme représenté, et ses proportions dépendent de l'épaisseur de la plaque conformément aux modes de mise en oeuvre acceptés. Cette rainure s'étend de préférence sur la plaque de support jusqu'au ras de la matière de brasage.
On peut ensuite remplir la rainure avec une matière de soudure 73 ayant la même composition générale que le métal de la plaque de support. Après l'achèvement de la soudure, on remplit ensuite une rainure en V 74 pratiquée dans les bords voisins des plaques dé placage 75 et 76 s'étendant vers le bas à travers
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la couche 77 de la matière de brasage jusqu'à la plaque de support avec une matière de soudure 78 en utilisant des électrodes dont la dimension et le type sont appropriés au côté plaqué.
Sur la figure 9, on a représenté une forme d'assemblage d'un "sandwich" qui fait l'objet d'une autre invention. Toutefois, cette forme convient parfaitement bien pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l' invention. Sur la figure 9, l'ensemble comprend une feuille de support 80 en acier doux dont la surface supérieure est soigneusement décapée au jet de sable et nettoyée. Sur cette surface, se trouve placée une feuille de cuivre 81. Cette dernière provient normalement de rouleaux d'environ 76 cm. de large (1,05 kg au cm2) posés bord à bord. La feuille de cuivre est éga- lement soigneusement nettoyée pour en enlever l'oxyde, par exemple par abra- sion suivie d'un nettoyage avec de l'alcool méthylique absolu. Sur la sur- face de la feuille de cuivre se trouve un placage 82 en métal Monel.
Celui- ci a été également soigneusement décapé au jet de sable et nettoyé, au moins sur la surface à braser. Au-dessus du métal Monel se trouve une sé- rie de feuilles de séparation 83 en acier doux. Celles-ci doivent également être nettoyées, mais elles n'ont pas besoin d'être décapées au jet de sable.
A la partie supérieure se trouve une plaque de couverture 84 en acier doux.
On notera que la plaque de support 80 s'étend au delà de la feuille de métal Monel 82 à chaque extrémité, que la plaque de couverture 848"étend au delà de la feuille Monel mais pas aussi loin que la feuille de support. Près du bord de la feuille de support se trouve une bande mince 85 en acier doux dont l'épaisseur est à peu près celle de la plaque composite constituée par les feuilles de cuivre, de métal Monel et de séparation pour former une chambre 86 s'étendant sur le périmètre entier du "sandwich". Des ouvertures 87 et 88 d'environ 1,27 cm. de diamètre chacune ou davantage communiquent avec la chambre 86 et assurent ainsi une bonne communication.
Dans les deux ouvertures 87 et 88 sont emmanchés des conduits qui sont soudés à la canali- sation à vide de manière à être en communication constante avec la pompe à vide.
Lorsque l'assemblage est achevé, les bords sont soudés comme en 90 complètement autour du "sandwich et de façon hermétique afin de sceller celui-ci.
Lorsque le brasage est achevé, on peut rogner les parties du" sandwich" qui s'étendent au delà du métal Monel d'une manière quelconque.
A titre d'exemple du procédé,on prépare un "sandwich" en utili- sant une plaque de support en acier doux (A-283) de 2,4 m. de large sur 10 mm. d'épaisseur et 6,13 m. de longueur. La matière de brasage est con- stituée par des feuilles de cuivre de 0,06 mm. en bandes de 76 cm. On net- toie soigneusement cette feuille de cuivre pour la débarrasser de l'oxyde et on la lave avec de l'alcool méthylique avant de l'utiliser. La plaque de support en acier doux est décapée au jet de sable immédiatemant avant son utilisation et est lavée avec de l'alcool méthylique immédiatement avant d'être utilisée. Afin d'empêcher le gauchissement de la plaque, on la déca- pe au jet de sable sur les deux faces.
Lé métal plaqué est constitué par des feuilles de métal Monel de calibre 12 ou 16 ayant 93 cm. de large et 2,3 m de long. On utilise une série de feuilles d'acier laminées à chaud, de calibre 26-32, de 93 cm de large sur 2,34 mètres de long comme feuilles de séparation. On décape le métal Monel au jet de sable sur les deux faces immédiatement avant utilisation et on le nettoie avec de l'alcool méthylique. Les feuilles de séparation sont simplement nettoyées avec de l'alcool sur leurs deux faces Au-dessus des feuilles, on utilise une plaque de couverture en acier doux A-283. On utilise deux couches de feuilles de séparation.
Des bandes de séparation sont séparées sur leurs bords, par des bandes de largeur étroite en acier laminé à chaud et oxydé, de calibre 16, 6,3 mm., qui constitue un canal étroit autour du métal Monel que l'on fait ensuite communiquer avec . une canalisation à vide à chaque extrémité de la feuille. La plaque de cou- verture a 25 mm.de moins en longueur et en épaisseur que la plaque de sup-
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port et elle a 6,3 mm. d'épaisseur. Elle est soudée au bord extérieur pour former un joint étanche à l'air entourant complètement le "paquet" ou "sandwich".
On laisse un intervalle d'environ 3,6 mm, entre les feuilles de métal Monel, à leurs bords, pour permettre la dilatation. On rogne le cuivre qui se trouve au-dessous de l'intervalle.
On place le "sandwich" entier dans le four et on chauffe aussi rapidement que possible jusqu'à 1.205 c, température à laquelle on le maintient pendant 45 minutes. On le laisse ensuite refroidir lentement dans le four tout en maintenant le vide jusqu'à ce qu'une température inférieure à 260 C soit atteinte. On enlève alors la plaque de couverture.
Le tableau suivant montrant les temps et les températures réels relevés pendant le chauffage. Les températures données ont été déterminées par des connexions pyrométriques constituées par des thermocouples en chrome-alumel.
TABLEAU I
EMI9.1
<tb>
<tb> Temps <SEP> Temp. <SEP> à <SEP> l'a- <SEP> Temp. <SEP> au <SEP> Temp. <SEP> à <SEP> l'ar- <SEP> Temp. <SEP> Vide <SEP> en <SEP> Kg/cm2
<tb> vant <SEP> de <SEP> la <SEP> centre <SEP> de <SEP> rière <SEP> de <SEP> la <SEP> du
<tb> plaque <SEP> la <SEP> plaque <SEP> plaque <SEP> four <SEP> Plaque <SEP> Pompe
<tb> 9:45 <SEP> Allumage <SEP> du <SEP> four <SEP> 1,01 <SEP> 1,03
<tb>
EMI9.2
10:00 18700 1790C 188 C 205 0 z01 ilo
EMI9.3
<tb>
<tb> 10:30 <SEP> 671 <SEP> 643 <SEP> 667 <SEP> 732 <SEP> 0,95 <SEP> 1,03
<tb> 11 <SEP> :00 <SEP> 812 <SEP> 793 <SEP> 808 <SEP> 899 <SEP> 0,74 <SEP> 1,03
<tb> 11 <SEP> :30 <SEP> 912 <SEP> 890 <SEP> 920 <SEP> 982 <SEP> 0,47 <SEP> 1,03
<tb> 12:00 <SEP> 1025. <SEP> 1003 <SEP> 1023 <SEP> 1082 <SEP> 0,47 <SEP> 1,03
<tb> 12:30 <SEP> 1086 <SEP> 1067 <SEP> 1093 <SEP> 1138 <SEP> 0,46 <SEP> 1,03
<tb> 1:
00 <SEP> 1141 <SEP> 1120 <SEP> 1140 <SEP> 1177 <SEP> 0,53 <SEP> 1,03
<tb> 1 <SEP> :30 <SEP> 1184 <SEP> 1164 <SEP> 1184 <SEP> 1221 <SEP> 0,72 <SEP> 1,03
<tb> 1 <SEP> :45 <SEP> 1205 <SEP> 1184 <SEP> 1205 <SEP> 1232 <SEP> 0,74 <SEP> 1,03
<tb> 2:10 <SEP> 1214 <SEP> 1190 <SEP> 1212 <SEP> 1238 <SEP> 0,74 <SEP> 1,03
<tb> 2 <SEP> :30 <SEP> 1208 <SEP> 1200 <SEP> 1205 <SEP> 1232 <SEP> 0,76 <SEP> 1,03
<tb>
Dans une autre opération, les données suivantes sont celles du cycle de température.
TABLEAU II
EMI9.4
<tb>
<tb> Temps <SEP> Température <SEP> de <SEP> Température
<tb> la <SEP> plaque <SEP> du <SEP> four
<tb> 2:20 <SEP> Le <SEP> four <SEP> est <SEP> allumé <SEP> -
<tb> 3:00 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 993 0
<tb> 3:30 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 1232
<tb> 3 <SEP> :45 <SEP> 1205 0 <SEP> 1271
<tb> 4:15 <SEP> 1202 <SEP> 1315
<tb> 4 <SEP> :45 <SEP> 1209 <SEP> 1315
<tb>
L'effet de la chaleur et du vide est tel que le carbone dispaRAIT virtuellement de la zone de l'acier voisine du cuivre. On suppose que le carbone réagit pour former des oxydes de carbone qui sont chassés
<Desc/Clms Page number 10>
par Inaction du vide. Ceci est démontré par l'absence de perlite et de carbone libre dans les zones d'acier immédiatement voisines du cuivre.
Les articles composites obtenus conformément à la présente invention montrent des résistances au cisaillement supérieures à 1.400 kg/cm2 lorsqu'on les essaie par des procédés d'essai classiques.
On peut utiliser le procédé conforme à l'invention pour plaquer des tubes ou des conduits,il suffit d'avoir des surfaces coopérantes propres entre lesquelles se trouve la matière de brasage, pour obliger les surfaces à venir en contact avec la matière de brasage, et de chauffer ensuite pour faire fondre la matière et faire adhérer les métaux ensemble. On a représenté sur les figures 10 et 11 une manière simple de mettre en oeuvre le procédé; sur ces figures? on représente un tube 80 dans lequel on a introduit une garniture de métal de placage 84 dont la surface extérieure a été recouverte avec une matière de brasage 83. La matière de brasage peut être appliquée sur la surface extérieure du métal de placage par revêtement électrolytique ou d'une autre manière, suivant le désir.
Les extrémités du tube composite sont scellées par des plaques de métal 81 et 82 qui sont percées d'une ouverture 85. On applique ensuite la pression d'un fluide à l'intérieur du tube composite par l'intermédiaire d'un conduit 86 relié à l'ouverture 85, le fluide étant un sel fusible ou autre matière qui maintient la pression fluide nécessaire aux températures élevées du procédé de chauffage ultérieur.
Lorsque la pression a été appliquée pour provoquer le contact intime entre la garniture, la matière de brasage et la surface intérieure du tube, on chauffe l'ensemble à la température de fusion de la matière de brasage pour faire fondre la matière qui, lors du refroidissement forme une liaison efficace entre la garniture en métal de placage et le conduit. Evidement, on peut utiliser d'autres procédés pour obliger les surfaces coopérantes du conduit et de la garniture à venir en contact avec la matière de brasage. Par exemple, on peut réduire les deux éléments par le froid ou bien,, en choisissant une garniture ayant un coefficient de dilatation relativement élevé, on peut assurer un contact adéquat grâce à la dilatation de la garniture par rapport au conduit pendant le procédé de chauffage.
En tout cas, le résultat de ce procédé est représenté sur la figure 12 sur laquelle le tube composite se compose du tube extérieur 80 et de la garniture en matière de placage 84 qui est liée au conduit par une couche continue de matière de brasage'87.
Bien que l'on ait décrit et représenté certains modes de réalisation de l'invention, il est bien entendu que l'on peut y apporter de nombreuses modifications. Par conséquent, on peut apporter des changements dans la construction et l'organisation sans s'écarter pour cela de la portée de la présente invention.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour plaquer une plaque consistant : à nettoyer les surfaces coopérantes, d'une plaque de placage plane et de la plaque à plaquer; à placer la plaque de placage contre la plaque à plaquer, une couche de matière de brasage étant placée entre ces plaques; à obturer de manière étanche les bords des plaques pour étanchéiser l'espace occupé par la matiè- re de brasage; à faire le vide dans cet espace pour amener les surfaces coopérantes des plaques et la matière de brasage en contact; enfin, à chauffer les plaques à la température de fusion de la matière de brasage tout en maintenant le vide.