ES2325268T3 - Fundente. - Google Patents

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Abstract

Fundente para la soldadura con estaño de piezas de aluminio o aleaciones de aluminio basadas en fluoruros complejos de metal alcalino, caracterizado porque el fundente contiene poli(alcohol vinílico) y/o derivados de poli (alcohol vinílico) como polímero soluble en agua.

Description

Fundente.
La invención se refiere a fundentes para la soldadura con estaño de componentes de aluminio y a un proceso para la fabricación de fundentes.
Grupos estructurales de piezas de aluminio o aleaciones de aluminio o en combinación con piezas de otros materiales apropiados como p.ej. cobre, latón, hierro o acero inoxidable pueden producirse por soldadura de estas piezas con estaño. Las técnicas para la soldadura con estaño de estos componentes son conocidas. Los componentes se unen unos con otros con ayuda de un metal fundido y un fundente bajo calentamiento. Para ello, el metal fundido puede añadirse por separado o puede emplearse con componentes plaqueados con metal fundido. Ventajosamente se emplean fundentes basados en metalatos de flúor complejos p.ej. fluoruros de metal alcalino complejos, que liberan de adherencias de óxidos la superficie de los componentes a soldar. Para ello, el fundente se aplica seco o en forma de pasta o como suspensión acuosa sobre los componentes a unir en forma pulverizada o los componentes se sumergen en la suspensión.
El concepto "fundente" comprende formulaciones listas para ser utilizadas, que comprenden opcionalmente adyuvantes además de fundente. En este contexto el fundente puede estar constituido exclusivamente por fundente propiamente dicho. Como adyuvantes pueden estar contenidos en la composición del fundente p.ej. aglomerantes, dispersantes, metal fundido, precursores del metal fundido, materiales formadores de soldadura o estabilizadores.
Fundentes basados en metalatos de flúor complejos pueden ser p.ej. fluoroaluminatos de metal alcalino, fluorosilicatos de metal alcalino, y fluorocincatos de metal alcalino. Pueden ser apropiados asimismo otros fundentes conocidos. Fundentes de este tipo se conocen por el documento DE-A-10108330.
Los compuestos de flúor pueden emplearse como compuesto puro o como mezcla de compuestos fluorados.
Como ya se ha indicado, el fundente o la composición de fundente se aplica en forma seca, en forma de pasta o en forma de suspensiones acuosas sobre los componentes a unir.
Para la composición de la suspensión se suspenden en agua los componentes de la mezcla. En este caso, debido a la naturaleza de los componentes, puede llegarse a molestias por polvo fino o a errores de dosificación.
Para la composición de una pasta, el fundente se mezcla con los adyuvantes y sustancias vehículo, p.ej. compuestos orgánicos, pudiendo controlarse la viscosidad de la composición por la cantidad de la sustancia vehículo.
Objeto de la presente invención es proporcionar un fundente o una composición de fundente, que puede dosificarse mejor. De este modo se evita la molestia por formación de polvo fino en el caso de la producción de una suspensión de fundente y la humectabilidad de los componentes a soldar con estaño con el fundente y la adherencia del fundente a las piezas a soldar se mejoran.
El objeto se resuelve de tal modo que un fundente o una composición de fundente basada en metalatos de flúor complejos de acuerdo con la invención contiene como polímero soluble en agua poli(alcohol vinílico) y/o derivados de poli(alcohol vinílico). El polímero soluble en agua puede emplearse como material de envoltura para el fundente o la composición de fundente, o puede aplicarse en forma de granulado o polvo en el fundente o la composición de fundente. El polímero soluble en agua puede emplearse por ejemplo como empaquetamiento soluble en agua, particularmente como hoja de empaquetamiento.
De acuerdo con la invención, el fundente o la composición de fundente contiene el polímero soluble en agua en cantidades de 0,005 a 10% en peso, referidas a la cantidad total del fundente o de la composición de fundente.
En una forma de realización de la invención, el fundente se empaqueta con los adyuvantes habituales en una bolsa de hoja de polímero soluble en agua, preferiblemente una bolsa de hoja de poli(alcohol vinílico) soluble en agua y se incorpora en la suspensión acuosa. Se ha utilizado una hoja o un espesor de p.ej. 80 \mum.
El poli(alcohol vinílico) se produce desde hace ya varios decenios en escala industrial. Debido a sus propiedades, el poli(alcohol vinílico) (PVA) se utiliza p.ej. como agente de apresto o de encolado, como emulsionante y como coloide protector. Debido a la alta resistencia del PVA frente a los disolventes orgánicos, se fabrican a partir del mismo mangueras, membranas, empaquetaduras y cuerpos huecos resistentes a la gasolina y los disolventes.
Las hojas de PVA desempeñan una posición particular en los materiales huecos o de empaquetamiento, dado que las mismas se disuelven por incorporación en agua. Las hojas de PVA solubles en agua representan por tanto exclusivamente una protección de contacto o un empaquetamiento de dosificación.
Sus posibilidades de utilización y las medidas de precaución que deben tomarse durante el almacenamiento y el transporte de las empaquetaduras de PVA, están condicionadas esencialmente por la satisfactoria solubilidad en agua y el comportamiento higroscópico de la hoja.
La hoja de PVA es un material de empaquetamiento ideal para sustancias que se emplean en solución acuosa.
Una serie completa de productos se empaquetan ya en hoja de PVA, p.ej. detergentes, agentes de limpieza o productos químicos para la agricultura.
Las hojas solubles en agua pueden prepararse a partir de diversos tipos de poli(alcohol vinílico), que se diferencian por sus grados de saponificación y polimerización. Adicionalmente, las propiedades de la hoja pueden verse influidas por la clase y cantidad de los plastificantes añadidos. Por el documento EP 283.180 se conocen hojas solubles en agua basadas en poli(alcoholes vinílicos) y de hecho copolímeros alcohol vinílico-acetato de vinilo, que están parcialmente acetalizados con derivados de benzaldehído.
Se ha encontrado que la incorporación de los polímeros solubles en agua como material de empaquetamiento en la suspensión de fundente o en forma de granulado en una composición de fundente en pasta no tiene efecto desfavorable alguno sobre el resultado de la soldadura. La cantidad y clase del polímero soluble en agua empleado depende de la clase del fundente o de la composición de fundente. En el caso de una suspensión, el volumen de la suspensión y la concentración de fundente en la suspensión son esenciales, y en el caso de una composición en pasta es esencial, además del volumen, la viscosidad deseada y el conocimiento de la interacción con las sustancias vehículo. Se ha comprobado que es favorable emplear el polímero soluble en agua en una cantidad de 0,005 a 10% en peso, preferiblemente de 0,1 a 5% en peso, y en particular de 0,5 a 2% en peso (referido a la cantidad
total).
Ha podido comprobarse que, por la adición del polímero soluble en agua, el revestimiento de los componentes con el fundente se hace muy uniforme. La humectación de los componentes con el fundente se mejora. El fundente se adhiere mejor a las componentes. La molestia causada por el polvo fino en el caos de la producción de las composiciones se reduce o no llega a presentarse. Los errores de dosificación pueden minimizarse o incluso excluirse, dado que son posibles espesores de empaquetamiento concretos.
Adicionalmente, es ventajoso que, por la adición de los polímeros solubles en agua, puede reducirse la cantidad del humectante. Como humectantes se emplean habitualmente agentes tensioactivos. Sin humectantes, es decir sin agentes tensioactivos, la suspensión de fundente se aglomeraría sobre la superficie de aluminio (formación de gotitas debido a la fuerza de cohesión del agua). Después del secado, el fundente no se distribuiría homogéneamente sobre la superficie del metal. La utilización de poli(alcohol vinílico) o derivados de poli(alcohol vinílico) tiene la ventaja de que puede reducirse la tensión superficial del agua, con lo que en el caso más favorable se hace innecesario un agente humectante adicional. El poli(alcohol vinílico) o los derivados de poli(alcohol vinílico) se comportan como un agente tensioactivo, son biológicamente degradables y no se conoce efecto toxicológico alguno de estas
sustancias.
Se ha encontrado, que la proporción de PVA puede mantenerse tan pequeña como sea posible, a no ser que no pueda tolerarse efecto negativo alguno sobre el resultado de la soldadura.
Se ha comprobado que es ventajoso mantener una relación de polímero (como empaquetamiento) a fundente de 0,1 a 5% en peso, preferiblemente de 0,5 a 2% en peso (referido a la cantidad total), a fin de que las propiedades de la soldadura no se vean influidas negativamente. Una empaquetadura excesiva de PVA puede conducir a alteraciones del color en el punto de soldadura durante el proceso de soldadura.
Una relación de polímero a cantidad de suspensión de 0,005 a 10% en peso (referida a la cantidad total) se comporta positivamente sobre el comportamiento de humectación o la admisión de los componentes con el fundente. Y un revestimiento uniforme conduce de nuevo a resultados de soldadura mejorados.
En otra forma de realización, el fundente o la composición de fundente se aplica como composición en pasta sobre los componentes a soldar. En este caso, el polímero soluble en agua, preferiblemente poli(alcohol vinílico) o derivados de poli(alcohol vinílico) se añade a la composición de fundente en forma de granulado o como polvo.
Se ha encontrado que en el caso de una adición de 0,1 a 5% en peso, referida a la cantidad total de la composición, el poli(alcohol vinílico) actúa como espesante sobre la pasta fundente. Las propiedades de la pasta fundente que contiene poli(alcohol vinílico) se mejoran también.
La utilización de poli(alcohol vinílico) como componente de composiciones de fundente tiene, como ya se ha indicado, la ventaja de que los agentes tensioactivos, que están contenidos habitualmente en la composición de fundente, pueden sustituirse. El poli(alcohol vinílico) es compatible con el medio ambiente y no provoca reacción inconveniente alguna con los componentes del fundente o las parejas de soldadura durante el proceso de soldadura.
Los ejemplos que siguen deben esclarecer la invención sin, no obstante, limitar la misma.
\newpage
Ejemplo 1
Preparación de una suspensión de fundente
En un recipiente se cargó inicialmente agua desmineralizada. Se disolvió en el agua con agitación hoja de poli(alcohol vinílico) de tipo G6102.090 de la firma Nordemia, A continuación se realizó la adición de fluoroaluminato de potasio (Nocolok). La suspensión de fundente producida estaba constituida por:
18% fluoroaluminato de potasio
2% poli(alcohol vinílico)
80% agua desmineralizada
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
Ensayos de soldadura
Muestras de aluminio plaqueadas por soldadura en un solo lado y sin plaquear, con las dimensiones de 25 x 25 x 0,4-1 mm se sumergieron durante aproximadamente 30 segundos en la suspensión homogeneizada del Ejemplo 1 y se secaron a continuación. La distribución del fundente en las muestras era homogénea. La adherencia del fundente sobre la superficie era satisfactoria y resistente al lavado.
Se realizaron en cada caso 6 soldaduras con muestras de aluminio plaqueadas por soldadura y 6 soldaduras con muestras de aluminio sin plaquear. Todas las muestras se soldaron con esquinas de aluminio.
En el caso de las muestras sin plaquear se puso en los extremos de los ángulos una pieza soldada de 3-4 mm de AlSi 12.
Los ensayos de soldadura se realizaron en el horno de soldadura de vidrio tipo III.
Condiciones de soldadura
Corriente permanente de nitrógeno
11 l/min
Velocidad de calentamiento
30ºC/min hasta una temperatura de 605ºC
Tiempo de residencia a 605ºC
2 min
Tiempo de enfriamiento
30ºC/min
Resultados
Todas las muestras se soldaban óptimamente con las esquinas.

Claims (8)

1. Fundente para la soldadura con estaño de piezas de aluminio o aleaciones de aluminio basadas en fluoruros complejos de metal alcalino, caracterizado porque el fundente contiene poli(alcohol vinílico) y/o derivados de poli(alcohol vinílico) como polímero soluble en agua.
2. Fundente según la reivindicación 1, caracterizado porque el mismo contiene adyuvantes como p.ej. aglomerantes o dispersantes.
3. Fundente según la reivindicación 1, caracterizado porque el fundente contiene como polímero soluble en agua poli(alcohol vinílico) y/o derivados de poli(alcohol vinílico) en cantidades de 0,005 a 10% en peso (referidas a la composición de fundente.
4. Fundente según la reivindicación 1, caracterizado porque el fundente se encuentra en forma de una composición en pasta de fundente y porque el polímero soluble en agua se incorpora como granulado o polvo en la composición en pasta de fundente.
5. Fundente según la reivindicación 1, caracterizado porque el poli(alcohol vinílico) o los derivados de poli(alcohol vinílico) se encuentra(n) como hoja soluble en agua como material de envoltura para la composición de fundente.
6. Proceso para la fabricación de fundentes para la soldadura con estaño de piezas de aluminio o aleaciones de aluminio, caracterizado porque se utiliza un polímero soluble en agua como material de envoltura para la composición de fundente.
7. Proceso para la fabricación de fundentes según la reivindicación 6, caracterizado porque se utiliza una hoja soluble en agua de poli(alcohol vinílico) o derivados de poli(alcohol vinílico) como material de envoltura para la composición de fundente.
8. Utilización de composiciones de fundente según la reivindicación 1 a 7 para la soldadura con estaño de componentes de aluminio o aleaciones de aluminio o para la soldadura con estaño de componentes de aluminio o aleaciones de aluminio y materiales apropiados, p.ej. componentes de cobre, latón, hierro o acero inoxidable.
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