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Publication number: BE564284A
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Description


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   L'invention est relative à des procédés permet- tant d'accroître la résistance à la corrosion d'assemblages métalliques soudés. Elle s'applique plus particulièrement niais non   exclusivement,à   des assemblages bimétalliques, c'est-à-dire à ceux dans lesquels la jonction soudée s'ef- fectue entre deux métaux ou alliages différents. 



   Le soudage à la soudure tendre des assemblages à trai- ter par le procédé conforme à l'invention est effectue de la manière habituelle.Les soudures tendres employées sont celles que l'on utilise habituellement dans ces tech-   niques;elles   sont à base de plomb et/ou d'étain, et peu- vent également comporter un ou plusieurs des hétaux suivante argent, bismuth, cadmium et zinc. 

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   Un problème de corrosion particulièrement sévère se rencontre fréquemment au point de jonction d'assemblages métalliques composites constitués au moyen d'une opération du soudure, et plus spécialement à hauteur des points de jonction d'assemblages bimétalliques,par exemple d'alu- minium et de cuivre ou de leurs-alliages respectifs.Un assem- blage de tubes de cuivre à parois minces et d'ailettes dt aluminium,tels que ceux employés dans la fabrication des radiateurs d'automobiles, constitue un exemple typique   d'un   cas dans lequel ce problème peut être très sérieux.La cor- .osion peut véritablement être parfois tellement grave qu' elle peut provoquer la rupture totale du joint soudé,   et   ce dans un temps relativement court. 



   On amaintenant mis au point,selon l'invention, un procédé permettant de passiver les joints soudés,procédé qui permet de ralentir et même,souvent, d'éliminer d'une manière pratiquement absolue la corrosion à hauteur des points de jonction d'un assemblage bimétallique de cuivre. et d'aluminium réalisé à l'aide des soudures tendres du type précédemment spécifié, qui peut aussi être avantageu- sement mis en oeuvre dans le cas d'autres métaux assemblés   au moyen des dites soudures ;on pu constater que le dit   procédé,pouvait très souvent produire une certaine passi- vation, même sur d'autres   métaux,assemblés   à l'aide d'au-   ' tres   soudures tendres. 



   Par suite de l'importance industrielle et commerciale de tels assemblages,la présente invention a toutefois été mise au point spécialement en vue d'accroître la résis- tance à la corrosion de jonctions soudées entre cuivre et aluminium,et sera par conséquent décrite   comme   se   rappor-   tant à ce type d'applications.Il est bien entendu que, au cours de la description qui va suivre,le ternle 'aluminium" 

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 ne se rapporte pas uniquement à l'aluminium pur, mais supplique également aux alliages dans lesquels ce métal entre comme constituant principal; le terme "cuivre" s'ap- plique, de même,aux alliages cuivreux tels que le laiton et le bronze. 



   On a pu constater, et c'est sur ce fait qu'est basée la présente invention,que si des joints soudés propres du type spécifié sont soumis à l'action d'une solution aqueuse acide de traitement ayant une acidité spécifiée et contenant, à certaines concentrations, du chrome hexa- valent et les anions d'un acide minéral plus fort que 1' acide chronique, la surface ainsi traitée devient hau- tement résistante à la corrosion.Par "plus fort", il convient de comprendre les acides dont la constante de dissociation est plus élevée que celle de l'acide chronique. 



   L'invention a donc pour objet un procédé qui permet d'accroître la résistance à la corrosion d'un assemblage métallique composite réalisé à l'aide d'une soudure ten- dre du type spécifié dans la présente.invention, et dans lequel les surfaces propres de l'assemblage sont traitées à l'aide d'une solution aqueuse acide'contenant de 20 à 75 grammes par litre de chrome hexavalent (exprimé en CrO3) et au moins 0,03 équivalents-grammes par litre des anions d'un acide minéral plus fort que l'acide chromi- que et dont l'acidité soit comprise entre 0,2 et 1,0 N au vert de bromo-crésol. 



   En pratique, on utilisera de préférence au maximum 6,5 équivalents-grammes par litre des anions de l'acide minéral plus fort que l'acide chromique. 



   Des sources convenables de chrome hexavalent sont constituées,par exemple, par de l'acide chromique et par des chromates et. des bichromates d'ammonium,de sodium et de potassium. Des sources plus particulièrement convenables 

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 d'anions d'acides minéraux plus forts que l'acide chromique sont les acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique et leurs sels solubles, tels par exemple que le chlorure de sodium et le sulfate de sodium. 



   . La succession des opérations qui ont lieu lors de la réalisation d'un assemblage métallique composite et de sa passivation ultérieure conformément à la présente   inven   tion s'effectue de la façon   suivante.L'assemblage   métalli- que est d'abord réalisé par une opération de soudage classi- que en utilisant une soudure tendre du type précédemment spécifié.Des exemples typiques de telles soudures tendres ' sont les soudures classiques plomb/étain/argent et les soudures bimétalliques tendres telles que 70-zinc/30-étain, 75-plomb/25-étain et   $5=plomb/15-étain.   



   Ensuite, le joint soudé qu'il s'agit de passiver doit être propre. Le nettoyage, plus spécialement dans le cas d'un radiateur composite ou dtautres assemblages de structure compliquée et qui sont, par conséquent, diffi- ciles à nettoyer, est habituellement réalisé dans les meilleures conditions en éliminant d'abord, par rinçage, les restes de flux soluble qui polluent la surface soudée, ce rinçage s'effectuant au moyen d'eau, de préférence chaude et en éliminant alors les corps qui souillent la surface du joint soudé en se servant d'un mélange d'acides fluor- hydrique et nitrique. 



   Dans un tel mélange servant au nettoyage, la concen- tration de l'acide fluorhydrique est de préférence com- prise entre 2 et 4% (poids/volume) et celle de l'acide nitrique est de préférence comprise entre 5 et 15% (poids/ volume).En outre,lorsqu'on emploie une faible concentra- tion d'acide fluorhydrique,il est également préférable d'employer une faible concentration d'acide nitrique, tandis qu'une concentration élevée d'acide fluorhydrique 

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 doit être accompagnée d'une concentration élevée d'acide nitrique. 



   D'une façon générale, un nettoyage satisfaisant est réalisé à l'aide de ces mélanges au bout d'un temps de traitement compris entre 0,5 et 3 minutes à la température moyenne ordinaire, de 21 à   2$ ,ou: en   un temps plus court à des températures plus élevées,comprises entre 28 et 32  
Après ce nettoyage à l'aide'd'une solution acide,les substances acides qui demeurent sur la surface ainsi trai- tée doivent être éliminées en la rinçant avec de l'eau ou, de préférence, avec une solution d'un alcali avec addition d'un inhibiteur.L'emploi d'une solution alcaline est par-   ticulièrement   souhaitable parce que cette façon de pro- .céder assure la neutralisation de l'acide qui peut se trouver retenu, ainsi que c'est plus particulièrement le cas avec des assemblages compliqués.Lorsqu'on utilise des solutions alcalines,

   il est des plus recommandable qu'elles soient inhibées de telle sorte que l'on n'ait à craindre aucune attaque notable des parties en aluminium de   l'assem -   blage par   l'alcali.   



   Après un nettoyage adéquat, l'assemblage est alors soumis   à l'action   de la solution passivante. 



  Passivation. 



   A titre d'exemple, un bain de traitement concentre, passivant peut être préparé conformément à la formule sui- vante : 
Formule 1 
Acide chromique   242,8   grammes 
Chlorure de sodium. 74,94 
Eau pour faire 1 litre 
Lorsqu'une telle solution concentrée est diluée   de 20   à 
30%en volumes par de l'eau et est utilisée sur un assem- blage bimétallique soudé de cuivre et d'aluminium dans une 

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 installation au trempé   foncbionnant   à une température com- prise entre 21 et 27 ,une passivation satisfaisante est habituellement conférée à la jonction bimétallique après des temps de traitement compris entre 0,5 et 1,5 minute. 



  Il est possible de mettre en oeuvre des temps de traite- ment plus longs et une température plus élevée si on le dé- sire,mais l'expérience acquise montre qu'une telle façon de procéder n'est pas particulièrement avantageuse étant donné qu'il paraît uniquement nécessaire que la solution passivante se trouve au contact de la totalité de la surface à traiter si l'on veut qu'une passivation effica- ce soit réalisée. 



   L'objet passivé est finalement sorti de la solution et séché.On peut aussi, si on le désire, rincer préalable- ment l'objet avant le séchage. 



  Entretien du bain: 
Ainsi qu'on l'a indiqué précédemment, l'acidité du bain de traitement doit être maintenue entre 0,2 et 1,0 N au vert de bromocrésol, et la teneur en chrome hexa- valent (exprimée en   Cr03)   doit être maintenue entre 20 et 75 grammes par   litre.Il'est   possible de réaliser ces con- ditions en procédant périodiquement à des titrages du bain à l'aide d'une solution caustique titrée avec emploi du vert de bromocrésol comme indicateur,après quoi on procè- de aux additions de produits convenables pour redonner au bain l'acidité et la concentration en chrome hexavalent voulues.On peut habituellement avoir recours à la solution établie d'après la formule suivante pour redonner au bain l'acidité désirée,

   étant donné que la dite solution a été composée de manière à reconstituer à la fois la teneur en chrome hexavalent et l'acidité dans les proportions rela tives voulues pour la plupart des bains d'usage courant: 

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Formule II 
Acide chromique   287,9   grammes 
Acide sulfurique 66 Bé   99,9   grammes 
Eau pour faire 1 litre 
En ce qui concerne la solution d'entretien établie conformément à la Formule II, il convient de noter que l'acide sulfurique y sert de source de l'anion d'acide minéral,tandis que ce rôle était joué par le chlorure de sodium dans la Formule I.On peut,si on le désire, rempla- cer dans la Formule II l'acide sulfurique par de l'acide chlorhydrique.Toutefois, pour une raison qui n'a pas été entièrement élucidée,

  on a pu observer que des résul- tats supérieurs sont généralement obtenus si on recharge les bains en employant des anions d'acides minéraux autres que ceux qui ont servi à constituer le bain à l'origine.

Claims

RESUME ------------ .L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux procédés permettant d'accroître la résis- tance à la corrosion d'assemblages métalliques soudés, notamment bimétalliques,à l'aide de soudures tendres tel- les qu celles à base de plomb et/ou d'étain,mais pouvant aus- si comporter d'autres métaux tels que argent, bismuth, cadmi- um"et zinc.Les dits perfectionnements comportent notam- ment les particularités suivantes, à utiliser séparément ou en combinaison: l.Les surfaces propres de l'assemblage sont traitées avec une solution acide aqueuse contenant de 20 à 75 grammes par litre de chrome hexavalent (exprimé en crO3) et au moins 0,03 équivalent-gramme par litre des anions dtun acide minéral plus fort que l'acide chromique,et ayant une acidité de 0,3 à 1,0 N au vert de bromocrésol.

2. La solution contient les dits anions d'acide minéral jusqu'à concurrence d'une concentration ne dé- passant pas 6,5'équivalents-grammes par litre. <Desc/Clms Page number 8>

3. Les anions d'acide minéral contenus dans la solu- tion sont ceux de l'un ou de plusieurs des acides sui- vants : acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique,et/ou de leurs sels solubles.

4. On effectue, avant de procéder à la passivation.. des surfaces, un nettoyage préliminaire des dites surfaces.

5. Le nettoyage préliminaire est effectué en rinçant d'abord la surface à l'eau chaude,puis en traitant la surface rincée par un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique dilués.

6. Les concentrations d'acides dans le mélange de nettoyage dilué sont comprises entre 2 et 4% (poids/volume) pour l'acide fluorhydrique et entre 5 et 15% (poids/vo- lume) pour l'acide nitrique.

7. Les concentrations respectives d'acide fluorhydri- que et d'acide nitrique dans le mélange de nettoyage dilué sont toutes deux maintenues soit à une faible valeur, soit . à une valeur élevée.

8. Le nettoyage avec le mélange 'dilué d'acides fluor- hydrique et nitrique est effectué pendant un temps compris entre 0,5 et 3 minutes.

9. L'assemblage est trempé dans la solution acide aqueuse passivante pendant un temps compris entre 0,5 et 1,5 minute.

10. La température de la solution acide aqueuse dans laquelle l'assemblage est-trempé est comprise entre 21 et 27 .

Il. On procède à l'entretien du bain passivant en le régénérant,dès que cela apparaît nécessaire,par introduc- tion d'anions d'acides minéraux autres que ceux qui y avaient été initialement incorporés.

12. Les anions d'acides minéraux initialement incor- porés sont ceux de l'acide chlorhydrique,et la régénéra- tion s'effectue au moyen des anions de l'acide sulfurique. <Desc/Clms Page number 9>

13. Le procédé de passivation est appliqué à un assemblage bimétallique constitué de cuivre et d'alumi- nium.

14. L'assemblage de cuivre et d'aluminium comporte une, jonction soudée passivée réalisée, entre les dits métaux, au moyen d'une soudure tendre du type spécifiée L'invention vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation des caractéristiques susvisées ; et elle vise,plus parti- culièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les produits obtenus à l'aide des procédés sua- spécifiés,ainsi que les installations pour la mise en oeuvre de ces procédés.