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Soudure pour le soudage avec alliage.
Il est connu de rattacher ensemble des objets métalliques par chauffage dans une atmosphère réductrice, après introduc- tion d'un ,létal d'alliage entre les surfaces de contact.Les joints entrer les objets métalliques à rattacher étaient dans ce cas très petits, pour que la soudure introduite s'allie aussi complètement que possible aux objets à relier, en vue d'augmenter ainsi la résistance du joint soudé.
S'il s'agit de relier des pièces de fer ou d'acier, le métal d'alliage con- venant spécialement est le cuivre qui est toutefois très flui- de, pour cette raison, il fallait réduire, par compression ou
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par contraction des objets métalliques, la distance entre eux de façon qu'il se produise des joints capillaires dans lesquels la soudure de cuivre est aspirée.
Dans les cas où la création de joints capillaires n'est pas possible parce que les métaux à souder ne peuvent pas être mis sous pression ou parce que lors de la compression il ne se forme que des joints partiellement capillaires, on ne peut donc pas employer de la soudure de cuivre pur, car cette soudure coulerait à travers les joints trop larges sans qu'il se produise un alliage entre la soudure de cuivre et les objets métalliques à reliera
La présente invention concerne une soudure qui, meme dans le cas de joints plus larges (environ 1/20mm), où lors de l'emploi de soudure de cuivre ou de laiton il ne se pro- duirait pas d'action capillaire, donne avec les objets à relier un alliage et produit une liaison tout à faire sure des pièces à réunir.
Suivant la présente invention, on utilise comme soudure un alliage cuivre.,nickel, tlne soudure faite en un alliage cuivre-nickel est connue en elle...même, il est vrai, mais elle a été employée uniquement jusqu'à présent avec utili- sation de sel à souder (boraxet non pas en présence d'un gaz réducteur,La propriété de l'alliage cuivre-nickel d'ê- tre formé, à l'état liquide aussi bien qu'à l'état solide, de cristaux mixtes qui s'allient facilement aux objets à re- lier, constitue ici un avantage particulier'En outre, par l'addition de nickel au cuivre, la soudure devient plus vis- queuse et cela d'autant plus que la teneur en nickel est plus grande.
La soudure ne peut donc s'écouler que lentement dans les joints, et y reste en s'alliant en même temps avec les parois voisines. Une plus grande quantité de nickel est par conséquent prise pour des joints plus larges.
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Lors du soudage du métal Monel au moyen de soudure de cui- vre, on avait déjà constaté que par dissolution du nickel du métal Monel dans la soudure de cuivre, cette dernière devient plus élaisse. Ce phénomène a toutefois été considéré comme un inconvénient vu que les surfaces de paroi à considérer étaient déforcées par suite de l'extraction du nickel et que la soudu- re de cuivre-nickel visqueuse ne pénétrait qu'un peu dans les joints capillaires qui étaient prévus pour la soudure*La pré- sente invention utilise les propriétés considérées comme nui- sibles jusqu'à présent de la soudure de cuivre enrichie au moyen de nickel, et cela consciemment, dans les cas où ces pro- priétés sont avantageuses.
L'augmentation de la teneur en nickel a toutefois aussi pour conséquence que la. température de fusion de la soudure augmente*Ceci n'est pas toujours désiré, soit que l'on ne veuil- le pas exposer les objets métalliques à relier à d'aussi for- tes températures, soit qu'on veuille préserver le four utilisé pour la soudure* Dans ce cas, il est avantageux d'ajouter à l'alliage cuivre-nickel, d'une manière connue, un métal plus facilement fusible ou plusieurs métaux de ce genre qui n'abais- sent pas la bonne capacité d'alliage de la soudure avec les pièces à re lier (Par exemple le zinc, l'étain, le plomb, l'a- luminium, le cadmnium, etc.). On diminue ainsi la température de fusion sans réduire dans la même mesure la viscosité désirée de la soudure,
vu que la diminution de la température de fu- sion de la soudure par le métal ajouté se fait plus rapidement que la diminution de la viscosité Mais dans les cas également où l'abaissement de la température de fusion a moins d'impor- tance et où une viscosité minime de la soudure est seulement désirée, l'addition d'un métal facilement fusible est avanta- geuse dans certaines circonstances en comparaison de l'abais- sement de la,
teneur en nickel de l'alliage cuivre-nickel.De
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semblables cas se présentent par exemple lorsqu'un alliage cui- vre-nickel a très minime teneur en nickel est difficile à fa- briquer ou lorsqu'il faut employer pour des raisons économi- ques un alliage cuivre-nickel se trouvant dans le commerce et ayant une plus grande teneur en nickel. Par l'addition ci' un ou de plusieurs métaux plus facilement fusibles, on peut réduire à la mesure désirée la viscosité trop grande de l'alliage cuivre-nickel qui peut mieux être fabriqué ou Cont on dispose.
Si malgré la compression des pièces métalliques à souder ensemble, il se forme en quelques endroits des joints qui ne. sont pas capillaires, la soudure à employer doit d'uns paît ê- tre suffisamment fluide pour pouvoir pénétrer dans ceux-ci, mais d'autre part elle doit aussi être visqueuse pour adhérer également dans les fentes plus lerges pour qu'il se produise effectivement une soudure partout.
La houvelle soudure convient en particulier pour le sou- dage de fonds de cylindre en plusieurs pièces, de pistons et d'autres éléments en plusieurs pièces de moteurs à combustion interne, c'est à dire d'éléments qui sont constitués non pas au moyen d'une pièce moulée mais bien de pièces séparées faci- les à fabriquer au moyen d'une matière laminée ou forgée, éven- tuellement avec intercalation de pièces coulées.Dans le cas de fonds de ce genre, il est souvent difficile de maintenir aux points de liaison les joints capillaires permettant la péné- tration de soudure de cuivre, parce qu'on n'a pas l'occasion d'exercer la pression nécessaire à cet effet.En pareils cas,
la nouvelle soudure permet d'établir des joints soudés irréprochables même dans le cas de joints qui 'ne peuvent plus agir comme joints capillaires.
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Solder for welding with alloy.
It is known to reattach metal objects by heating in a reducing atmosphere, after introducing a lethal alloy between the contact surfaces. The joints between the metal objects to be reattached were in this case very small, so that the weld introduced becomes allied as completely as possible with the objects to be connected, in order to thus increase the resistance of the welded joint.
If it is a question of joining pieces of iron or steel, the alloying metal which is especially suitable is copper, which is however very fluid, for this reason it was necessary to reduce, by compression or
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by contraction of metallic objects, the distance between them so that capillary joints are produced in which the copper solder is sucked.
In cases where the creation of capillary joints is not possible because the metals to be welded cannot be pressurized or because during compression only partially capillary joints are formed, it is therefore not possible to use pure copper solder, because this solder would flow through joints that are too wide without producing an alloy between the copper solder and the metal objects to be connected
The present invention relates to a solder which, even in the case of larger joints (about 1 / 20mm), where when using copper or brass solder no capillary action would occur, results with objects to connect an alloy and produces a bond quite to make sure parts to join.
According to the present invention, a copper alloy is used as solder. Nickel, a solder made of a copper-nickel alloy is known per se ... even, it is true, but it has been employed only so far with use. - sation of soldering salt (borax and not in the presence of a reducing gas, The property of the copper-nickel alloy to be formed, in the liquid state as well as in the solid state, of Mixed crystals which easily ally themselves with the objects to be connected constitutes a particular advantage here. In addition, by the addition of nickel to copper, the solder becomes more viscous and this all the more so as the nickel content is bigger.
The solder can therefore only flow slowly into the joints, and remains there while allying at the same time with the neighboring walls. A larger amount of nickel is therefore taken for larger joints.
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When soldering Monel metal by means of copper solder, it has already been observed that by dissolving the nickel of the Monel metal in the copper solder, the latter becomes thinner. This phenomenon was, however, considered to be a drawback since the wall surfaces to be considered were deforested as a result of the nickel extraction and the viscous copper-nickel solder only penetrated a little into the capillary joints which were intended for soldering * The present invention makes use of the properties heretofore considered to be harmful of copper soldering enriched by means of nickel, and this consciously, in cases where these properties are advantageous.
However, the increased nickel content also results in the. melting temperature of the solder increases * This is not always desired, either because one does not want to expose the metallic objects to be joined to such high temperatures, or one wants to preserve the furnace used for soldering * In this case, it is advantageous to add to the copper-nickel alloy, in a known manner, a more easily fusible metal or several metals of this kind which do not lower the good capacity of Alloy of the solder with the parts to be joined (eg zinc, tin, lead, aluminum, cadmnium, etc.). The melting temperature is thus reduced without reducing to the same extent the desired viscosity of the solder,
since the decrease in the melting temperature of the solder by the added metal occurs more rapidly than the decrease in viscosity But also in cases where the lowering of the melting temperature is less important and where minimal weld viscosity is only desired, the addition of a readily fusible metal is advantageous in certain circumstances compared to lowering the.
nickel content of the copper-nickel alloy.
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Similar cases arise, for example, when a copper-nickel alloy with a very low nickel content is difficult to manufacture or when a commercially available copper-nickel alloy has to be used for economic reasons and having a greater nickel content. By adding one or more more easily fusible metals, the excessively high viscosity of the copper-nickel alloy can be reduced to the desired extent, which can be better manufactured or available.
If despite the compression of the metal parts to be welded together, it forms in some places joints that do not. are not capillary, the solder to be employed must on the one hand be sufficiently fluid to be able to penetrate into them, but on the other hand it must also be viscous in order to adhere also in the smaller slots for it to occur indeed a weld everywhere.
The new weld is particularly suitable for the welding of multi-piece cylinder heads, pistons and other multi-piece components of internal combustion engines, ie components which are not made by means of of a molded part but of separate parts which are easy to manufacture by means of a rolled or forged material, possibly with the interposition of castings. In the case of bases of this kind, it is often difficult to maintain at connection points the capillary joints allowing the penetration of copper solder, because we do not have the opportunity to exert the necessary pressure for this purpose.
the new weld makes it possible to establish flawless welded joints even in the case of joints which can no longer act as capillary joints.