PT925143E - Soldaduras de aluminio sem solda - Google Patents

Description

|7 DESCRIÇÃO "SOLDADURAS DE ALUMÍNIO SEM SOLDA" A presente invenção refere-se a um processo para a soldadura de alumínio sem solda e a um fundente adequado para este efeito.

Na soldadura são ligadas peças metálicas com o auxílio de uma solda fundida. Na soldadura são utilizados fundentes para se obter uma superfície mais limpa e, por consequência, uma ligação firme das peças. Já foram desenvolvidos fundentes que solucionam muito bem este problema, no que se refere à~ soldadura do alumínio. Revelaram-se especialmente bem adequados fundentes à base de fluoraluminatos de potássio. A preparação dos fluoraluminatos de potássio e, respectivamente, a sua utilização como fundentes é descrita, por exemplo, nas patentes US 3 951 328; 4 428 290; 4 579 605; 5 318 764; na Publicação de Patente Alemã n.° DE 19 519 515 Al; no Pedido de Patente Alemã ... (19520812) e no Pedido de

Patente Alemã ... (19537216) . A Patente US 4 906 307 revela fundentes para a soldadura de ligas metálicas à base de alumínio, contendo o fundente 70 a 90% em peso de K2SiF6 e 30 até 10% em peso de A1F3. Este fundente pode, se desejado, ser utilizado com outros aditivos, como fluoreto de lítio ou fluoreto de sódio. Pode ser igualmente utilizado um dispersante. 1

Os processos de soldadura de alumínio conhecidos de acordo com o estado da técnica são sempre realizados de tal modo que, além do fundente, tem que ser aplicada também uma solda metálica sobre os componentes metálicos a ligar. De acordo com o conteúdo das Patentes US 5 100 048 e 5 190 596, isto também pode ser realizado de uma forma em que se incorpora no fundente um metal como silício, cobre ou germânio. De acordo com um outro processo pode-se trabalhar de modo que se utilizem componentes de alumínio que sejam revestidos com a solda metálica. A Patente EP-A 0 810 057 é um pedido mais antigo para os estados contratantes BE, DE, FR, GB e IT. Revela um fundente composto por 80-99,9% de complexo de fluoraluminato e 0, 1 a 20% de fluorsilicato metálico. O complexo de fluoraluminato consiste de preferência em KA1F4 ou numa mistura de KA1F4/-K3AIF6. Como fluorsilicato metálico utilizável cita-se o K2SiF6. Se o teor do fluorsilicato, em percentagem, estiver compreendido no intervalo preferido de 7 a 15%, é possível realizar-se uma soldadura sem solda metálica. O inconveniente dos processos mencionados é o facto de os mesmos compreenderem sempre um passo de trabalho que prevê a aplicação ou a incorporação de solda metálica, ou de outros metais, tais como silício, cobre ou germânio. O problema da presente invenção é revelar um processo para a soldadura de alumínio, o qual realiza a soldadura sem que seja necessária uma solda metálica. A solução deste problema é realizada de acordo com as características das reivindicações 1 a 8. O processo de acordo com a invenção para a soldadura de alumínio mediante a utilização de um fundente que contém fluoraluminato de potássio prevê que se trabalhe sem a adição de uma solda e que se utilize um fundente que contém ou que

consiste em 6 até 50% em peso de K2SiF6 e 50 até 94% em peso dc fluoraluminato de potássio. Se estiverem presentes menos do que 6% em peso do fluorsilicato, a qualidade da ligação soldada é prejudicada. Estão de preferência presentes no fundente 7 até 30% em peso de K2SiF6. 0 f luoraluminato de potássio está então presente no fundente numa quantidade de 93 até 70% em peso. Em particular estão presentes no fundente de 7 até menos do que 30% em peso de K2SiF6 e 93 até mais do que 70% em peso de fluoraluminato de potássio. A expressão "fluoraluminato de potássio" compreende os aluminofluoretos de potássio complexos conhecidos, os quais são compostos por potássio, alumínio, flúor e eventualmente água. Os fundentes preferidos no âmbito da presente invenção contêm como fluoraluminato de potássio KA1F4 e K2A1FS e/ou K2A1F5-H20. O K^AlFc não se encontra presente no fundente, ou está presente em quantidades reduzidas, por exemplo, até 5% em peso. Neste caso o pentafluoraluminato também pode encontrar-se presente na forma de um produto desidratado irreversivelmente, cuja preparação é realizada por aquecimento do material hidratado, a temperaturas superiores a cerca de 260°C, e está descrita na Publicação de Patente Alemã DE 19 519 515 AI. O fundente pode ser utilizado tal qual, eventualmente mediante a utilização simultânea de substâncias auxiliares correntes. A título de exemplo, pode prever-se como substância auxiliar um aglutinante, o qual promove a aderência do fundente sobre a superfície dos componentes de alumínio que se pretendem ligar. O fundente é utilizado convenientemente na forma de uma composição de fundente, a qual contém o fundente como suspensão viscosa ou pasta em água, num líquido orgânico ou numa mistura de água e de um líquido orgânico. Utilizam-se convenientemente como "líquido orgânico" as substâncias 3

utilizadas habitualmente como dissolventes orgânicos, tais como álcoois, em especial metanol, etanol, propanol ou isopropanol. Para a preparação da composição podem-se misturar o K2SiF6 e o fluoraluminato de potássio, individualmente ou como mistura com a fase liquida. 0 teor de água ou do liquido orgânico é ajustado de tal modo que seja alcançada a consistência pretendida, no que se refere á suspensão ou à pasta. A suspensão, ou a pasta, respectivamente, contêm vantajosamente de 3 a 70% em peso do fundente, e o restante para 100% em peso são a água ou o liquido orgânico, eventualmente impurezas e eventualmente outras substâncias auxiliares, como dispersantes. 0 processo de acordo com a invenção pode ser utilizado para componentes de alumínio ou de ligas de alumínio. O teor de magnésio das ligas deve, sobretudo, situar-se abaixo dos 0,5% em peso. A soldadura pode ser realizada de forma corrente, por exemplo, num forno ou por meio de um maçarico. A temperatura de soldadura apropriada pode eventualmente ser determinada por ensaios manuais. O alumínio pode ser soldado de forma óptima num intervalo de temperaturas de 580°C até 605°C. 0 recobrimento dos componentes a soldar pode ser efectuado de forma tradicional, por exemplo, por imersão, pulverização, rega, impressão ou pintura. 0 processo de acordo com a invenção presta-se em geral para a ligação por soldadura de componentes de alumínio ou de ligas de alumínio, sem a adição de solda. Presta-se em especial para a soldadura de radiadores e de permutadores de calor, por exemplo, para a indústria automóvel, assim como na indústria electrónica para a soldadura de condutores de todos os tipos e tamanhos. Podem-se soldar também, por exemplo, 4

Cd— folhas delgadas.

Um outro objectivo da invenção é um fundente isento de solda. Este é caracterizado pelo facto de conter de 6 até 50% em peso de K2SiFe e 50 até 94% em peso de fluoraluminato de potássio, ou consistir nestas duas substâncias. As quantidades preferidas destas duas substâncias e os fluoraluminatos de potássio preferidos para utilização já foram descritos acima. Se desejado podem estar igualmente presentes no fundente substâncias auxiliares correntes, como aglutinantes. 0 fundente isento de solda, de acordo com a invenção, também pode ser apresentado na forma de um "kit", caso em que as substâncias se encontram presentes separadas umas das outras e são previstas para utilização conjunta no processo de acordo com a invenção.

Um outro objecto da presente invenção é uma composição de fundente isento de solda. Esta compreende um teor de um fundente, eficaz para a soldadura sem solda do alumínio, o qual contém 6 até 50% em peso de K2SiF6 e 50 até 94% em peso de fluoraluminato de potássio, assim como outras substâncias auxiliares correntes, em especial água e/ou líquidos orgânicos. Uma composição preferida de fundente isento de solda compreende 3 até 70% em peso do fundente, assim como água e/ou líquidos orgânicos como o resto para 100% em peso, bem como, eventualmente, outras substâncias auxiliares correntes, como aglutinantes ou dispersantes. A utilização de K2SiF6 e de fluoraluminato de potássio para a preparação de um fundente ou de uma composição de fundente, que é apropriada para a soldadura sem solda do alumínio ou de ligas de alumínio, é nova e é igualmente objecto da invenção. 5

A invenção realiza a soldadura do alumínio sem a adição separada dc uma solda ou de um metal. Isto facilita a aplicação técnica e, além disso, reduz os custos do processo de soldadura.

Os exemplos que se seguem permitem elucidar a invenção mais pormenorizadamente, sem a limitarem no seu âmbito.

Exemplo 1: preparação de um fundente de acordo com a invenção 2,5 g de K2SiF6 e 10 g de Nocolok®, um fluoraluminato de potássio à base de KA1F4 e K2A1F5, produto da Solvay Fluor und Derivate GmbH, foram misturados entre si numa forma finamente dividida.

Exemplo 2: preparação de uma suspensão de fundente de acordo com a invenção a) 5 g de água foram misturados com 2,5 g de K2SiF6 e 10 g de Nocolok®, mediante a formação de uma suspensão aquosa viscosa com cerca de 43% em peso de teor de sólidos. b) 5 g de água foram misturados com 12,5 g do fundente obtido de acordo com o exemplo 1, com a formação de uma suspensão aquosa com cerca de 43% em peso de teor de sólidos.

Exemplo 3: utilização na soldadura de uma suspensão contendo K2SiF6 e Nocolok®

Generalidades: cantoneiras de liga de alumínio AA 3003, com as dimensões 40x5*0,5 mm, foram soldadas sobre placas do mesmo material de alumínio com as dimensões 25*25*0,3 mm. Os componentes foram imersos na suspensão que continha o fundente e em seguida foram aquecidos com um queimador a gás propano. 6

I A suspensão foi preparada por mistura das quantidades indicadas dc água, K2SiFe c Nocolok®. exemplo quantidade de H20 [g] quantidade de K2SiF6 [g] quantidade de Nocolok® [g] resultados 3.1 5 2,5 10 soldado 3.2 12 3, 0 18 soldado 3.3 180 7,0 31 soldado 3.4 180 O co 31 soldado 3.5 180 9,0 31 soldado 3.6 180 10 31 soldado 3.7 180 12 31 soldado

Exemplo 4: soldadura em forno de soldar A realização decorreu de forma análoga ao exemplo 3.5, no entanto os componentes foram colocados num forno de soldar aquecido a cerca de 600°C. Os componentes puderam ser retirados do forno já soldados.

Lisboa, 13 de Dezembro de 2001 /agen te oficial da propriedade industrial 7

Claims (8)

1. REIVINDICAÇOE S 1. Fundente isento de solda, constituído por 6 até 50% em peso de K2SiF6 e 50 até 94% em peso de fluoraluminato de potássio, eventualmente na forma de um "kit", o qual contém as substâncias individuais, presentes em forma separada, para utilização conjunta.
2. 2. Fundente isento de solda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter como fluoraluminato de potássio KA1F4 e K2AIF5 e/ou K2A1F5*H20.
3. 3. Fundente isento de solda, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por conter o fundente K2SiFe numa quantidade de 7 até 30% em peso.
4. 4. Composição de fundente isenta de solda, compreendendo um teor, eficaz para a soldadura sem solda de alumínio, de um fundente de. acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, assim como outras substâncias auxiliares correntes, em especial água e/ou líquidos orgânicos.
5. 5. Processo para a soldadura de alumínio mediante a utilização de um fundente que contém fluoraluminato de potássio, caracterizado por se trabalhar sem a adição de uma solda e se utilizar um fundente de acordo com as reivindicações 1 a 3. 1
6. 6. Processo para a soldadura de alumínio mediante a utilização de uma composição de fundente que contém fluoraluminato de potássio, caracterizado por se trabalhar sem a adição de uma solda e se utilizar uma composição de fundente de acordo com a reivindicação 4, a qual contém o fundente na forma de uma suspensão viscosa ou de pasta em água, num líquido orgânico ou numa mistura de água e de um líquido orgânico.
7. 7. Processo de acordo com as reivindicações 5 e 6, caracterizado por se realizar a soldadura do alumínio a uma temperatura de 580°c até 605°C.
8. 8. Utilização de K2SiF6 e de fluoraluminato de potássio para a preparação de um fundente de acordo com as reivindicações 1 a 3, ou para a preparação de uma composição de fundente de acordo com a reivindicação 4, para a soldadura sem solda do alumínio. Lisboa, 13 de Dezembro de 2001