BRPI0915699B1

BRPI0915699B1 - Processo de preparo de um produto em liga de alumínio- lítio para soldá-lo por fusão e ligação soldada por fusão

Info

Publication number: BRPI0915699B1
Application number: BRPI0915699-2A
Authority: BR
Inventors: Eberl Franck; Jambu Stéphane; Barthelemy Christian; Pouget Gaëlle
Original assignee: Constellium Issoire
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2018-01-09
Also published as: US20140037984A1; BRPI0915699A2; CN102083584B; CA2730070A1; EP2321436B1; ES2398537T3; US20110108170A1; EP2321436A1; WO2010004132A1; CN102083584A; FR2933424B1; CA2730070C; FR2933424A1

Description

(54) Título: PROCESSO DE PREPARO DE UM PRODUTO EM LIGA DE ALUMÍNIO- LÍTIO PARA SOLDÁ-LO POR FUSÃO E LIGAÇÃO SOLDADA POR FUSÃO (51) lnt.CI.: C21D 1/68; C21D 1/72; C22C 21/00; C22F 1/04 (30) Prioridade Unionista: 07/07/2008 FR 08/03849 (73) Titular(es): CONSTELLIUM ISSOIRE (72) Inventor(es): FRANCK EBERL; STÉPHANE JAMBU; CHRISTIAN BARTHELEMY; GAÉLLE POUGET

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO DE PREPARO DE UM PRODUTO EM LIGA DE ALUMÍNIO- LÍTIO PARA SOLDÁ-LO POR FUSÃO E LIGAÇÃO SOLDADA POR FUSÃO.

Domínio da invenção

A presente invenção refere-se, em geral, às ligas alumínio - lítio e, em particular, a esses produtos úteis na indústria aeronáutica e a respectiva soldagem.

Estado da técnica

As ligas de alumínio e de lítio (Al-Li) são reconhecidas há muito tempo como uma solução eficaz para reduzir o peso dos elementos estruturais em razão de sua baixa densidade. Sua utilização é sistematicamente considerada para as estruturas aeronáuticas as mais modernas. Por outro lado, a utilização da soldagem no lugar das técnicas habituais de rebitamento é também uma tendência atual no domínio da construção aeronáutica. É, portanto, evidente que, para serem utilizadas em construção aeronáutica, as ligas Al-Li devem, de preferência, poder ser soldadas por fusão sem dificuldade.

A patente US 5.032.359 descreve uma família de ligas Al-Li soldáveis, as ligas de alumínio - cobre - lítio - magnésio - prata. Essas ligas são, por outro lado, conhecidas pelo nome comercial WELDALITE®, o que insiste particularmente sobre a respectiva soldabilidade. Todavia, foi reconhecido nessa patente inicial e na literatura posterior que esse tipo de ligas era sensível, quando da soldagem à formação de porosidades. O mecanismo na origem desse problema é mal compreendido, parece específico das ligas Al-Li.

É conhecido de ASM Handbook Alumínio, 1991 páginas 402403, que uma solução para esse problema pode ser fornecida, efetuando um pré-tratamento, tipicamente uma decapagem da superfície da ordem de 250 pm, exata mente antes de efetuar a soldagem. O desaparecimento das porosidades após soldagem é, então, observado. Todavia, essa prática apresenta vários inconvenientes: eia necessita de efetuar uma etapa de tratamento de superfície bastante longo antes da soldagem, o que complica o processo

2/16 de fabricação e pode estar na origem de investimentos proibitivos nas usinas que não são equipadas com linhas de tratamento de superfície. Esse tratamento pode se mostrar difícil de realizar, de maneira homogênea, em particular sobre perfilados de forma complexa. Por outro lado, uma decapagem química da ordem de 250 pm é difícil de realizar, de forma precisa, e para peças de espessura estreita, tipicamente da ordem de 1 a 2 mm: uma decapagem sobre as duas faces pode representar aproximadamente 25 a 50 % da espessura final, o que apresenta problemas técnicos de respeito das tolerâncias em espessura e deve ser consideradas para o dimensionamento das peças. Enfim, esse tratamento provoca uma perda de metal que é economicamente muito desfavorável, em particular para as peças de espessura estreita.

O documento Ellis Μ B D fusion welding of aluminium - lithium alloys Welding and Metal Fabrication, IPC LTD. HAYWARDS HEATH, GB vol 64, n° 2, 1 fevereiro de 1996 página 44/56, 58, 60, indica também que é necessário retirar 0,2 mm sobre cada face para realizar soldagens isentas de porosidades sobre as ligas alumínio- lítio.

O documento Ryazantsev V I preparation of the surface of aluminium alloys for arc welding Welding International, Taylor & Francis Abingdon, GB, vol.16, n° 9, 1 de janeiro de 2002 páginas 744-749, descreve diversos processos de preparo de produtos em liga de alumínio, notadamente em liga de alumínio - lítio, incluindo etapas de desengorduramento e decapagem química e colocação em solução em um forno sob vácuo.

A patente US 6.881.491 descreve um processo de proteção de uma superfície de alumínio apta a ser revestida, de forma a evitar os sopros quando de tratamentos térmicos. Esse processo não é destinado a um preparo da superfície antes da soldagem das ligas de alumínio - lítio.

Da mesma forma, o pedido de EP-A-0 882 809 indica tratamentos contendo pequenas quantidades de flúor para evitar a oxidação, mas não divulga sua utilização antes de soldagem ou para ligas de alumínio- lítio.

Existe, portanto, uma necessidade para um processo de preparo de peças em liga de alumínio - lítio visando ser soldadas, que permita evitar

3/16 a formação de porosidades na soldagem, evitando o conjunto dos inconvenientes ligados à decapagem da superfície.

Objetivo da invenção

A invenção tem por objetivo um processo de preparo de um produto em liga de alumínio - lítio para soldá-lo por fusão compreendendo as etapas sucessivas de (I) aprovisionar um produto corroído a quente em liga de alumínio, compreendendo pelo menos 0,8 % em peso de lítio;

(II) opcionalmente corroer a frio o produto assim obtido;

(III) limpar pelo menos uma superfície destinada a ser soldada do produto assim obtido;

(IV) cobrir pelo menos uma superfície limpa do produto assim obtido com uma revestimento que tem por características a seco uma quantidade compreendida entre 0,1 e 5 mg/m² e, de preferência, entre 0,5 e 4 mg/cm² e uma concentração em flúor de pelo menos 10 % em peso;

(V) efetuar uma operação de colocação em solução a uma temperatura superior a aproximadamente 450 °C seguida de uma têmpera do produto assim obtido.

Um outro objetivo da invenção é uma ligação soldada por fusão entre um primeiro membro em liga de alumínio que compreende pelo menos 1,4% em peso de lítio e pelo menos um segundo membro em liga metálica, o primeiro membro sendo um produto laminado ou fiado de espessura inferior a 5 mm e, de preferência, inferior a 2 mm, o primeiro membro tendo sido preparado pelo processo, de acordo com a invenção, caracterizado pelo fato de a soldagem está substancialmente isento de porosidades.

Ainda um outro objetivo da invenção é um painel de fuselagem, compreendendo uma ligação soldada, de acordo com a invenção.

Descrição das figuras

Figura 1: classificação da qualidade em termos de porosidade das linhas de soldagem.

Figura 2: perfilados utilizados para os testes.

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Descrição detalhada da invenção

Salvo menção contrária, todas as indicações que se referem à composição química das ligas são expressas como uma percentagem em peso baseada no peso total da liga. A designação das ligas é feita em conformidade com os regulamentos de The Aluminium Association, conhecidos do técnico. As definições dos estados metalúrgicos são indicadas na norma europeia EN 515. Salvo menção contrária, as definições da norma EN 12258-1 se aplicam. As espessuras de produtos fiados são definidas segundo a norma EN2066.

Por revestimento seco, entende-se o estado atingido pelo revestimento quando ele é seco em toda a sua espessura conforme definido na norma ISSO 9117-90, que é diferente de um revestimento seco na superfície enquanto que a grande maioria do revestimento não é ainda estabilizada.

O processo, segundo a presente invenção, é um processo de preparo de um produto em liga alumínio lítio para soldá-lo por fusão. Por soldagem por fusão, entendem-se processos, tais como a soldagem por ponto, a soldagem por faísca, a soldagem laser, a soldagem ao arco, a soldagem por feixe de elétrons, nos quais a soldagem é realizada acima do ponto de fusão da liga alumínio- lítio, na fase líquida. No âmbito da presente invenção, entende-se por liga de alumínio - lítio, na fase líquida. No âmbito da presente invenção, entende-se por liga de alumínio- lítio, ligas que compreendem pelo menos 0,8 % em peso de lítio. O processo, de acordo com a invenção, é particularmente vantajoso para ligas que compreendem pelo menos 1,4 % em peso de lítio. Vantajosamente, o processo, segundo a presente invenção, é aplicado a um produto em liga selecionada no grupo constituído das ligas 2090, 2091, 2196, 2097, 2197, 2297, 2397, 2099, 2199, 8090, 9091, 8093. Em um modo de realização preferido, o processo, de acordo com a invenção, é aplicado a um produto em liga 2196.

Em uma primeira etapa, aprovisiona-se um produto corroído a quente em liga alumínio - lítio. Por corrosão, entende-se uma operação de deformação de um bloco obtido, por exemplo, por fundição semicontínua. A corrosão a quente das ligas alumínio - lítio é feira tipicamente a uma tempe5/16 ratura de início de corrosão superior a 350°C ou 400°C. As operações de corrosão são tipicamente a laminação, a fiação e a forja. Em uma realização preferida da invenção a corrosão a quente é a fiação a quente.

O produto corroído a quente pode, em seguida, estar em uma segunda etapa opcional corroído a frio, de forma a se obter um produto de espessura mais estreita. Operações de corrosão a frio são, por exemplo, a laminação a frio, o estiramento e/ou o martelamento.

Pelo menos uma superfície destinada a ser soldada do produto corroído a quente e opcionalmente corroído a frio é, em seguida, limpa. A limpeza tem por finalidade eliminar os principais resíduos provenientes das etapas de corrosão. Esses resíduos são essencialmente óleos de corrosão e partículas: óxidos e/ou partículas metálicas. A limpeza pode ser feita por qualquer meio apropriado para eliminar esses resíduos. A limpeza não é uma decapagem da superfície, assim a espessura de metal eliminada, quando da limpeza, é inferior a 20 pm por face e, de preferência, inferior a 10 pm por face. Realiza-se tipicamente uma limpeza química com o auxílio de um solvente orgânico, tal como, por exemplo, um álcool, uma cetona ou um alcano, ou de um desengordurante alcalino, tal como, por exemplo, um desengordurante à base de soda, de potassa ou de carbonato de sódio ou de um desengordurante à base de ácido, tal como, por exemplo, um desengordurante à base de ácido crômico, de ácido sulfúrico ou de ácido fosfórico. Podem-se combinar vários tipos de limpezas. Todavia, os presentes inventores constataram que a combinação de diferentes limpezas, por exemplo, a combinação de uma limpeza básica e de uma limpeza ácida não oferecia mais vantagem técnica e complicava o processo de forma inútil. De maneira preferida, realiza-se, portanto, a limpeza com o auxílio de uma única família: limpeza por solvente orgânico ou limpeza por desengorduramento básico ou limpeza por desengorduramento ácido. Em uma realização vantajosa da invenção, a limpeza é feita por tratamento com uma solução de pH superior a 9. A limpeza pode ser seguida de um enxaguamento da superfície, por exemplo, com a água desmineralizada.

A superfície assim limpa é, em seguida, coberta por um revesti6/16 mento que tem por características a seco uma quantidade compreendida entre 0, 1 e 5 mg/cm² e, de preferência, entre 0,5 e 4 mg/cm2 e uma concentração em flúor de pelo menos 10% em peso e, de preferência, de menos 25% em peso.

O revestimento pode ser depositado sob a forma de uma solução, tipicamente por imersão ou pulverização ou sob a forma de pó, tipicamente por polvilhamento eletrostático. No caso do depósito de uma solução, o solvente é, em seguida, evaporado por qualquer meio apropriado, de forma a se obter um revestimento seco. No caso de um depósito sob a forma de pó, pode-se obter diretamente um revestimento seco. Numerosos produtos fluorados permitem atingir a concentração em flúor desejada no revestimento seco. De maneira vantajosa, o flúor está sob a forma de um sal metálico de flúor ou de composto fluorado. Exemplos de sais úteis no âmbito da invenção são dados na tabela 1. Os fluxos da marca Nocolok® podem ser utilizados vantajosamente. Trata-se para a maior parte de produtos à base de fluoreto de alumínio e de potássio de fórmula geral KxAlyFz contendo eventualmente diversos aditivos.

Tabela 1. Exemplos de produtos fluorados.

Produto fluorado	Peso molecular	Densidade relativa (H₂O = 1)	Ponto de fusão (°C) ou de decomposição (d)
NaBF4	109,79	2,47	d 384
K2SÍF6	220,27	2,665	d
KBF4	125,9	2,498	d 350
NH4HF2	57,04	1,5	125,6
AIF3	83,98	2,882	1291
CaF2	78,06	3,18	1423
BaF2	175,53	4,89	1355
BaSiF6	279,41	3,21	d
Na2SiF6	188,06	2,679	d
Criolita 3NaF, AIF3		2,2	1040
Nocolok® FLUX KxAlyFz		2,8	565 - 572
Nocolok® Cs FLUXTM HXAIyFz > = 95% CsxAlyFz < 5%		2,8-3	558 - 568
Nocolok ®Zn FLUX KZnF3 > 99 %		2,8	565-572

Preferem-se os produtos que se decompõem pelo menos parci7/16 almente, quando da colocação em solução, de modo a não prejudicar a soldagem por fusão. Todavia, os presentes inventores constataram que os resíduos de certos produtos fluorados, e em particular os produtos à base de fluoreto de alumínio e de potássio não causavam dificuldade, quando da soldagem por fusão, em razão provavelmente de seu ponto de fusão inferior ao ponto de fusão das ligas de alumínio. O acréscimo de um fluoreto de alumínio e de césio é vantajoso.

Vantajosamente, o revestimento compreende um agente ligante cuja concentração a seco está compreendida entre 5 % e 50 % em peso. O agente ligante permite obter um depósito homogêneo e reprodutível do produto fluorado. Para os revestimentos depositados a partir de uma solução aquosa, utiliza-se tipicamente um espessante, como, por exemplo, aqueles utilizados na indústria alimentícia, cosmética ou pinturas. A carbóxi metil celulose é um agente ligante útil no âmbito da invenção. Um promotor de aderência pode também ser utilizado, de forma vantajosa, nos revestimentos depositados a partir de uma solução aquosa. Dentre os promotores de aderência, os silanos são particularmente vantajosos. De acordo com a invenção, o silano pode ser qualquer silano de fórmula geral R’Si(OR)3, na qual R’ é um grupo que contém pelo menos um radical orgânico e na qual OR é um radical alcóxi. De preferência, utiliza-se um amino-silano ou um epóxi-silano, tais como, por exemplo, os silanos AMEO (3-amino propil trietóxi-silano) ou Glimo: (3- glicido propil trimetóxi-silano). Para os revestimentos depositados sob a forma de pó, o agente ligante é tipicamente um composto polímero. Os polímeros úteis no âmbito da invenção incluem as resinas epóxi, as resinas poliuretano, as resinas poliolefina, as resinas poliacrilato, as resinas poliéster, os látex, resinas alquil silicone, as resinas poli-isocianato. A utilização de resinas alquil silicone é preferida.

Em um modo de realização da invenção o revestimento é depositado a partir de uma solução aquosa e compreende, em % em peso, entre 75% e 95% de NaBF₄, entre 0 e 15% de carbóxi metil celulose e entre 0 e 15% de um silano. Vantajosamente, o revestimento, segundo esse primeiro modo de realização não compreende outro componente que NaBF₄, a car8/16 bóxi metil celulose o silano. Em um segundo modo de realização da invenção, o revestimento seco depositado, de preferência, por polvilhamento eletrostático compreende, em % em peso, entre 50% e 100% de KxAIyFz entre 0 e 5% de CsxAIyF e entre 0 e 50% em peso de um agente ligante, de preferência uma resina alquil silicone. Vantajosamente, o revestimento, de acordo com esse segundo modo de realização, não compreende outro componente que K_xAI_YFz, Cs_xAI_yF e um agente ligante.

A limpeza e o depósito de um revestimento não são necessários sobre o conjunto da superfície do produto, pois a invenção se refere à melhoria da qualidade da junta soldada e só as superfícies destinadas a serem soldadas necessitam, portanto, de um tratamento. Todavia, pode ser vantajoso efetuar essas etapas de limpeza e depósito sobre a maioria ou, de preferência, sobre o conjunto da superfície do produto, pois isto apresenta a vantagem em termos de simplicidade e de reprodutibilidade do tratamento.

Após o depósito do revestimento, realiza-se uma operação de colocação em solução a uma temperatura superior a aproximadamente 450°C seguida de uma têmpera. Trata-se de uma operação clássica sobre as ligas de alumínio - lítio que é realizada ao ar ambiente ou sob uma atmosfera mais fracamente oxidante tal como compreendendo do argônio, do hélio, do CO2, do nitrogênio, sozinhos ou em mistura. Uma vantagem da presente invenção é de obter soldagens sem porosidades, independentemente da atmosfera utilizada, quando do tratamento de colocação em solução. A invenção pode também ser vantajosa, no caso em que se realizam tratamentos térmicos de adoçamento intermediários a uma temperatura superior a 250°C ou 300°C no decorrer das etapas de deformação a frio, por exemplo, entre passes de laminação a frio de chapas ou de estiramento de tubos.

Opcionalmente, limpa-se pelo menos uma superfície coberta de um revestimento do produto colocado em solução assim obtido. No decorrer das etapas de colocação em solução e têmpera, o revestimento é pelo menos parcialmente eliminado. Em certos casos, resíduos do revestimento continuam presentes na superfície. Esses resíduos podem dar um aspecto indesejável ao produto e/ou se mostrar incômodos quando das operações de

9/16 soldagem. Eles podem ser, se necessário, limpos, as condições de limpeza já descritas sendo apropriadas. Nesse ponto, os revestimentos que compreendem um produto fluorado de tipo NaBF4 ou KBF4 são vantajosos, pois nas condições da invenção, nenhum resíduo aparente visualmente subsiste, após colocação em solução e têmpera. Os revestimentos que compreendem um produto fluorado de tipo KxAI_YF_z, e/ou CsxAlyF são também vantajosos, pois nos resíduos que subsistem após colocação em solução e têmpera não incomodam as operações de soldagem por fusão.

Após a etapa opcional de limpeza ou antes dela, que segue a colocação em solução, pode-se, caso seja necessário, efetuar etapas de deformação a frio e/ou aplainamento e/ou correção e/ou enformação e/ou revenido habituais para esse tipo de produto.

O produto oriundo do processo de preparo, segundo a invenção, está apto a ser soldado por fusão. A soldagem por fusão é feita por qualquer técnica de soldagem por fusão. Em um modo de realização da invenção, realiza-se a soldagem por fusão por soldagem laser sob atmosfera inerte. O preparo realizado assegura uma grande estabilidade ao produto em liga de alumínio - lítio, a soldagem por fusão pode, se necessário, ser feita várias semanas após o fim do tratamento. Graças ao preparo do produto, de acordo com a invenção, são obtidas soldagens por fusão substancialmente isentas de porosidades. A propensão elevada das soldagens feitas sobre ligas de alumínio- lítio a formar porosidades estando mal compreendida, o mecanismo que explica a eficácia do tratamento, de acordo com a invenção, é particularmente difícil de elucidar. Sem estar ligados a uma teoria em particular, os presentes inventores pensam que o revestimento interage, de forma sinérgica com o hidrogênio presente na atmosfera e o lítio presente na liga, quando da colocação em solução.

A invenção é particularmente vantajosa, quando o produto corroído a quente e opcionalmente corroído a frio é um produto laminado ou fiado de espessura inferior a 5 mm e de preferência inferior a 2 mm. Com efeito, quanto mais estreita for a espessura do produto, mais o processo conhecido de decapagem, antes da soldagem se mostrará delicado de realizar de for10/16 ma confiável e mais o respeito pelas tolerâncias em espessura do produto será problemático.

Assim, a invenção permite a fabricação de uma ligação soldada por fusão, com uma soldagem substancialmente isenta de porosidades, entre um primeiro membro em liga de alumínio, compreendendo pelo menos 1,4% em peso de lítio e pelo menos um segundo membro em liga metálica no qual o primeiro membro é um produto laminado ou fiado de espessura inferior a 5 mm e, de preferência, inferior a 2 mm, tendo sido preparado pelo processo, segundo a invenção. Vantajosamente, a tolerância em espessura do primeiro membro é mais ou menos de 0,20 mm, de preferência mais ou menos 0,15 mm e de maneira ainda mais preferida mais ou menos 0,10 mm. O primeiro membro e o segundo membro são produtos corroídos, tipicamente um perfilado, uma chapa, um tubo, uma barra ou uma peça forjada. A possibilidade de atingir essa tolerância em espessura, notadamente para produtos de espessura estreita é uma vantagem técnica da invenção, pois com os processos, segundo a técnica anterior, utilizando uma decapagem química de 0,2 mm a 0,25 mm sobre cada face que pode representa aproximadamente 25 a 50% da espessura final do produto, é difícil atingir essas tolerâncias.

A invenção é particularmente vantajosa, quando os dois membros da ligação soldada são em liga de alumínio - lítio, pois é mais difícil, nesse caso obter soldagens substancialmente isenta de porosidades. Em uma realização vantajosa da invenção, a ligação soldada compreende pelo menos um segundo membro em liga de alumínio, que compreende pelo menos 0,8% em peso de lítio.

Em um outro modo de realização da invenção, o segundo membro é uma liga de titânio e a ligação é, de preferência, uma operação de soldagem- soldadura, na qual há fusão do membro em liga de alumínio lítio, mas sem fusão do membro em liga de titânio.

Ainda em um outro modo de realização, o segundo membro é em qualquer produto soldável por fusão com o primeiro membro, notadamente em qualquer liga de alumínio.

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Em um modo de realização vantajoso da invenção o primeiro membro é um perfilado, de maneira preferida em liga 2196 e o segundo membro é uma chapa ou um perfilado.

As ligações soldadas, de acordo com a invenção, encontram aplicações particularmente vantajosas na construção aeronáuticas no que se refere à fabricação de elementos de estrutura. O termo elemento de estrutura se refere a um elemento utilizado em construção mecânica para o qual as características mecânicas estáticas e/ou dinâmicas têm uma importância particular para o desempenho e a integridade da estrutura e para o qual um cálculo da estrutura é geralmente prescrito ou feito. Trata-se tipicamente de uma peça mecânica, cuja falha é capaz de colocar em perigo a segurança dessa construção, de seus usuários, ou de terceiros. Para um avião, esses elementos de estrutura compreendem notadamente os elementos que compõem a fuselagem (tais como o revestimento de fuselagem (fuselagen skin em inglês), os enrijecedores ou longarinas de fuselagem (stringers), as divisórias estanques (bulkheads), as armações de fuselagem (circumferencial frames), as asas (tais como o revestimento de velame (wing skin), os enrijecedores (stringers ou stiffeners), as nervuras (ribs) e longarinas (spars)) e a empenagem composta notadamente de estabilizadores horizontais e verticais (horizontal or vertical stabilisers), assim como os perfilados de piso (floor beams), os trilhos de bancos (seat tracks) e as portas.

Em um modo de realização preferido, as ligações soldadas, segundo a invenção, são utilizadas para a fabricação de painéis de fuselagem. EXEMPLOS

Exemplo 1

Nesse exemplo, perfilados em liga AA2196 de espessura 1,6 mm e 3,2 mm no estado T4 foram soldados por fusão. As seções dos perfilados de espessura 1,6 mm e de espessura 3,2 mm são apresentadas na figura 2. A colocação em solução era de 45 minutos a 524°C. As linhas de soldagem foram realizadas por soldagem laser com um fio de fornecimento em liga 4047, a uma potência 2300W e uma velocidade de soldagem de 5,4 m/min., sob uma atmosfera constituída de uma mistura Ar (30 %)/He (70%).

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Uma decapagem de espessura controlada compreendida entre 0 e 300 pm por face foi feita com o auxílio de um decapante alcalino.

A presença de porosidades nas soldagens obtidas foi caracterizada por imageria aos raios X. A figura 1 ilustra 4 níveis de porosidades utilizados para avaliar os resultados obtidos. O nível A corresponde à presença de no máximo um número muito pequeno de poros, a soldagem é substancialmente isenta de porosidade, a qualidade da soldagem é boa. O nível B corresponde a uma densidade de poros superior àquela do nível A, o diâmetro dos poros continuando inferior a 0,5 mm. O nível C corresponde a uma densidade ainda superior àquela do nível Β, o diâmetro dos poros continuando inferior a 1,5 mm. O nível D corresponde a uma densidade elevada de poros, certos poros tendo um diâmetro superior a 1,5 mm.

Os resultados obtidos são apresentados na tabela 2. Uma decapagem de 200 pm a 250 pm se mostra necessária para obter linhas de soldagem substancialmente isentas de porosidades.

Tabela 2. Qualidade das linhas de soldagem para diferentes condições de decapagem.

	Perfilados de espessura de 1,6 mm	Perfilados de espessura de 3,2 mm
Decapagem	Referência Amostra	Qualidade de soldagem em termos de porosidade	Referência Amostra	Qualidade de soldagem em termos de porosidade
0 pm	M1	D	E1	C
20 pm	M2	D	E2	D
50 pm	M3	D	E3	C
100 pm	M4	C	E4	B
200 pm	M5	A	E5	B
250 pm	M6	A	E6	A
300 pm	M7	A	E7	A

Exemplo 2

Nesse exemplo, perfilados em liga AA2196 de espessura 1,6 mm, cuja seção é descrita na figura 2 foram revestido com os produtos indicados na tabela 3, após ter sofrido uma limpeza em meio alcalino seguida de um enxaguamento com água permutada e de um tratamento de neutralização com ácido nítrico 58 % em volume durante 1 minuto e de um enxaguamento com água permutada. Após secagem do revestimento, a quantidade depositada foi medida e os perfilados foram colocados em solução, tempe13/16 rados, antes de subirem linhas de soldagem em condições idênticas àquelas do exemplo 1. Os resultados em termos de qualidade de linha de soldagem são indicados na tabela 3 também.

Tabela 3. Condições de revestimento utilizadas.

Refe- renda	Produto ativo	Ligante 1	Ligante 2*	Sol- vente	Técnica de revestimento	Quantidade depositada (mg/cm²)	Qualidade de soldagem em termos de porosidade
AA1							C
AA2							D
BB1	NaBF4 161,5/Kg	Silano Glymo 10g/kg	CMC 6,75 g/I	água	imersão	0,63	B
BB2	NaBF4 161,5/Kg	Silano Glymo 10g/kg	CMC 6,75 g/l	Água	imersão	0,62	B
LL1	NaBF4 161,5/Kg	Silano Glymo 5g/kg	CMC 6,75 g/l	Água	imersão	0,4	A-B
LL2	NaBF4 161,5/Kg	Silano Glymo 5g/kg	CMC 6,75 g/I	Água	imersão	0,37	A-B
CC1	NaBF4 845/Kg	SILRES ®MK 155g/kg	0	Água	Polvilhamento eletrostático	1,66	B
CC2	NaBF4 845/Kg	SILRES ®MK 155g/kgágua	0	água	Polvilhamento eletrostático	1,29	B
JJI	KBF4 169g/kg	Silano Glymo 10g/kg	CMC 6,75 g/l	Água	Imersão	0,1	C
JJ2	KBF4 169g/kg	Silano Glymo 10g/kg	CMC 6,75 g/1	Água	Imersão	0,13	B
DD1	B203 60g/kg	SILRES ®MK 50g/kg	0	Não	Polvilhamento eletrostático	2,67	B
DD2	B203 60g/kg	SILRES ®MK 50g/kg	0	Não	Polvilhamento eletrostático	1,77	B
GG1	TiB2 100 g/kg	SILRES ®MK 17g/kg	0	Não	Polvilhamento eletrostático	1,17	D
GG2	TiB2 100 g/kg	SILRES ®MK 17g/kg	0	Não	Polvilhamento eletrostático	0,98	D
KK1	TiB2 100g/kg	Silano Améo 10g/kg	0	Água	Pincel	7,6	D
KK2	TiB2 100g/kg	Silano Améo 10g/kg	0	água	Pincel	6,6	D

* CMC: carbóxi- metil celulose

Silano AMEO: 3-amino propil trietóxi- silano

Silano Glymo: 3 -glicido propil trimetóxi-silano

Em relação às amostras de referência AA1 e AA2, a maior parte das amostras testadas mostram uma melhoria da porosidade das linhas de soldagem colocadas à parte as amostras para as quais o produto ativo é TiB2. As amostras tratadas com B203 apresentam numerosos resíduos na superfície após a colocação em solução.

Exemplo 3

Perfilados de espessura 1,6 mm em liga AA2196 de seção idên15 tica àquela dos exemplos precedentes foram obtidos por fundição de esfe14/16 ras, cuja composição é fornecida e fiação a uma temperatura superior 400°C.

Tratamentos de preparo de superfície antes da colocação em solução foram feitos. Inicialmente uma limpeza em uma solução alcalina, seguida em certos casos de um tratamento em uma solução ácida. Três tipos de tratamento s foram em seguida feitos: um primeiro tratamento à base de fluoro borato de sódio (NaBF4), um segundo tratamento à base de óxido de boro e um terceiro tratamento à base de fluoreto de alumínio e de potássio (KxAlyFz). O tratamento KxAlyFz era à base do fluxo referenciado por

Nocolok®Cs FLUX TM, esse fluxo contendo entre 95 e 100% de fluoreto de alumínio e de potássio K2AIF5 e menos de 5% de fluoro aiuminato de césio CsAIF4. Uma resina polimetil siloxano SILRES® MK powder da sociedade Wacker Chimie foi acrescentada em certas composições. O silano glimo (glicido propil trimetóxi- silano) foi acrescentado ao primeiro tratamento.

Por outro lado, diferentes condições de colocação em solução foram utilizadas. Assim, duas atmosferas de forno foram testadas: atmosfera padrão e atmosfera voluntariamente umidificada, de forma a criar condições mais severas.

As condições utilizadas e os resultados obtidos foram fornecidos na tabela 4.

Tabela 4. Condições de revestimento utilizadas.

	Limpeza básica³	Tratamento ácido^b	Revesti- mento	Colocação em solução⁰	Qualidade soldagem (porosidade)³
E1	Não	Não	Não	1	C
E2	Não	Não	Não	2	D
E3	Sim	Não	NaBF4	1	A
E4	Sim	Não	NaBF4	2	C
E5	Sim	Sim	NaBF4	1	A
E6	Sim	Sim	NaBF4	2	C
E7	Sim	Não	B203	1	D
E8	Sim	Não	B203	2	B-D
E9	Sim	Sim	B203	1	A-D
E10	Sim	Sim	B203	2	C
E11	Sim	Não	KxAlyFz	1	A
E12	Sim	Não	KxAlyFz	2	A

a 5 min. a 60 °C em uma solução Novaclean AL 708 ®, pH = 11 seguido de um enxaguamento à água desmineralizada

15/16 b 1 min. em uma solução de ácido nítrico (50% em vol) seguido de um enxaguamento na água desmineralizada c MaBF4: NaBF4: 161 g/kg - silano glimo 10 g/kg - Revestimento umedecedor: 5 g/kg - Espessante CMC 9 g/kg Água: 814 g/kg - 0,8 a 1 mg/cm² (imersão)

B203: B2O3 (55 % em peso) SILRES ® MK powder (45% em peso) - 3 a 4, 7 mg/cm² - Polvilhamento eletrostático > = 95 % K2AIF5 + < 5% CsAIF4: Nocolok ®Cs FLUX TM (70% em peso) SILRES ® MK powder (30% em peso) - 2 a 3,5 mg/cm2 - Polvilhamento eletrostático:

d 1.: 45 min. 524°C 0 ar padrão.

2: 45 min 524°C - ar úmido e Vide a figura 1

Na ausência de tratamento de superfície antes da colocação em solução, as porosidades estão presentes em todos os casos.

O tratamento NaBF4 permite obter resultados satisfatórios na maior parte dos casos. Só as condições as mais severas (45 min. 524°C - ar úmido) levam a uma densidade de porosidades de nível C. Anota-se, por outro lado, que o tratamento ácido após a operação de limpeza em meio básico não fornece nenhuma vantagem, obtém-se com efeito resultados exatamente idênticos com ou sem esse tratamento suplementar.

O tratamento B203 não permitiu obter resultados favoráveis, de forma homogênea e reprodutível. Por essa razão, vários níveis de densidade de porosidades observados localmente foram indicados. Além disso, numerosos resíduos são observados na superfície, depois que as etapas de colocação em solução e têmpera. Uma limpeza suplementar (limpeza básica e tratamento ácido) da superfície após colocação em solução e têmpera e antes da soldagem permite eliminar a maior parte desses resíduos e anota-se então uma melhoria da densidade de porosidade, sem, todavia, atingir uma qualidade aceitável de nível A, de forma homogênea e reprodutível.

O tratamento KxAly Fz permitiu obter excelentes resultados (nível A) para o conjunto das condições de colocação em solução testadas.

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Além disso, a ausência de resíduos nefastos para a soldagem na superfície permite evitar realizar um tratamento de limpeza após colocação em solução.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de preparo de um produto em liga de alumínio- lítio para soldá-lo por fusão, caracterizado por compreender as etapas sucessivas de:

(I) aprovisionar um produto corroído a quente em liga de alumínio, compreendendo pelo menos 0,8% em peso de lítio;

(II) opcionalmente corroer a frio o produto assim obtido;

(III) limpar pelo menos uma superfície destinada a ser soldada do produto assim obtido;

(IV) cobrir pelo menos uma superfície limpa do produto assim obtido de um revestimento tendo por características a seco uma quantidade compreendida entre 0,1 e 5 mg/cm² e, de preferência, entre 0,5 e 4 mg/cm²e uma concentração em flúor de pelo menos 10% em peso;

(V) efetuar uma operação de colocação em solução a uma temperatura superior a 450°C seguida de uma têmpera do produto assim obtido.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que essa liga de alumínio compreende pelo menos 1,4% em peso de lítio.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que essa liga de alumínio é selecionada no grupo constituído das ligas 2090, 2091, 2196, 2097, 2197, 2297, 2397, 2099, 2199, 8090, 9091, 8093.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o produto corroído a quente e opcionalmente corroído a frio é um produto laminado ou fiado com espessura inferior a 5 mm e, de preferência, inferior a 2 mm.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a limpeza da etapa (III) é feita por tratamento com uma solução aquosa de pH superior a 9.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as etapas (II) e (IV) são realizadas sobre

2/3 a maioria ou, de preferência, sobre o conjunto da superfície desse produto.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que esse revestimento compreende um agente ligante, cuja concentração a seco está compreendida entre 5 e 50% em peso.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que esse revestimento compreende a seco, em % em peso, entre 75% e 95% de NaBF4 entre 0 e 15% em peso de carbóxi metil celulose e entre 0 e 15% de um silano.
9. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que esse revestimento compreende após secagem, em % em peso, entre 50% e 100% de KxccAlyFz, entre 0 e 5% de CsxAlyFz entre 0 e 50% em peso de um agente ligante.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que esse agente ligante é uma resina alquil silicone.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que esse revestimento é depositado por polvilhamento eletrostático.
12. Ligação soldada por fusão entre um primeiro membro em liga de alumínio, compreendendo pelo menos 1,4% em peso de lítio e pelo menos um segundo membro em liga metálica, esse primeiro membro sendo um produto laminado ou fiado de espessura inferior a 5 mm e, de preferência inferior a 2 mm, esse primeiro membro tendo sido preparado pelo processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de a soldagem ser isenta de poros com diâmetro superior a 0,5 mm.
13. Ligação soldada, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de quea tolerância em espessura desse primeiro membro sendo de - 0,20 mm a + 0,20 mm, de preferência de - 0,15 mm a + 0,15 mm e de maneira ainda mais preferi de - 0,10 mm a + 0,10 mm.
14. Ligação soldada, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um segundo mem3/3 bro em liga de alumínio, compreendendo pelo menos 0,8% em peso de lítio.
15. Ligação soldada, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que esse primeiro membro é um perfilado e esse segundo membro é uma chapa ou um perfilado.

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