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Procédé et dispositifs de soudage du verre au métal et objets en comportant application.
Le soudage du verre, ou d'une matière vitreuse, au métal présente de grandes difficultés du fait de la mauvaise conductibilité calorifique du verre et de son coefficient de dilatation sensiblement plus faible que ceux des métaux; en particulier la contraction des métaux et celle du verre depuis la température de son ramollissement jusqu'au refroidis- sement ne s'accordent pas.
Le procédé suivant la présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et .consiste à interposer entre le métal et le verre une matière susceptible de faire corps avec l'un et l'autre et de créer, par ses propriétés physiques, une liaison suffisamment élastique pour éviter les arrachements dus aux différences de contraction du métal et du verre.
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La matière qui permet de réaliser avantageusement cette liaison est un métal superficiellement oxydé, tel que 1'aluminium ou le cuivre, par exemple. Ce métal est déposé, de préférence à l'état grenu, sur la surface préalablement décapée du métal à souder.
Le dépôt peut être effectué par tout procédé connu, en particulier par pulvérisation de gouttelettes métalliques fondues.
Lorsque la surface à recouvrir est de dimensions réduites et présente des courbures prononcées, il est plus avantageux de frotter énergiquement la surface décapée avec le métal de revêtement, de manière que des particules de ce métal soient arrachées du frottoir ainsi constitué, et adhèrent à la dite surface grâce à la pression et à la chaleur produites par le frottement. On donne au frottoir des formes appropriées à la surface qui doit être recouverte, par exemple la forme d'un disque, ou celle d'une brosse dont les filssont fabriqués avec le métal de revêtement, et l'on fait agir ces frottoirs sur la surface en leur imprimant de préférence des mouvements de rotation rapides.
Dans le cas où la surface à recouvrir est celle d'un fil métallique, on fait passer celui-ci dans une filière garnie du métal de revêtement.
Les dispositifs indiqués ci-dessus à titre d'exemples ne sont pas limitatifs pour l'application du métal de revêtement sur le métal à souder, cette application consistant essentiellement dans le fait que des particules du premier sont déposées sur la surface du second grâce à l'action combinée de la pression et de la chaleur.
L'élévation de température peut encore être aug- ,-,entée par le chauffage du frottoir, ou de la surface, ou de l'un et de l'autre, au moyen d'une source de chaleur
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quelconque. par exemple d'un brûleur, ce qui favorise en même temps l'oxydation du métal de revêtement; le degré d'oxydation peut aussi être réglé par la composition du combustible gazeux employé dans le brûleur.
L'adhérence du verre au métal recouvert de la matière ainsi déposée à sa surface est obtenue soit par pression, soit par pénétration de l'objet en métal dans la masse de verre, à une température au moins égale à celle du relâchement des tensions internes dans le verre et pouvant même atteindre celle de sa fusion.
Dans ce dernier cas, il est recommandable que le verre soit réducteur, l'est-à-dire qu'il ait été fondu en atmosphère réductrice et à partir d'un mélange vitrifiable oontenant des éléments réducteurs; ce mélange doit donc, autant que possible, ne pas renfermer d'éléments oxydants tels que l'anhydride arsénieux et l'oxyde d'antimoine; par contre la présence d'anhydride borique dans le mélange vitrifiable facilite la combinaison avec le verre de la pellicule d'oxyde qui recouvre le dépôt métallique grenu effectué comme il est dit ci-dessus.
L'invention vise aussi les objets en verre et métal obtenus au moyen de ce procédé.
Le dessin annexé représente schématiquement, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de l'objet de l'invention, à savoir: 'dans la fige 1, l'application d'une pastille en métal sur une feuille de verre; dans la fi go 2, l'insertion d'un treillis métallique entre deux feuilles de verre; dans la fig. 3, l'encastrement de pièces en métal dans une masse de verre; dans la fige 4, un récipient à conserves dont la fermeture est réalisée suivant l'invention; dans les figs. 5,6 et 7, des variantes de ce récipient;
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dans la fig. 8, un verre à bière dont la poignée en métal est soudée au verre suivant l'invention; dans la fig. 9, un isolateur électrique soudé sur son support métallique suivant l'invention; et, dans les figs. 10 et 11, un culot de lampe électrique obtenu suivant le procédé de l'invention.
Dans la fig. 1, une pastille en métal 1, dont la face inférieure est garnie du dépôt grenu 2 en métal superficiellement oxydé, est appliquéepar pressinn entre des éléments de presse 3 et 4 sur une feuille de verre 5 préalablement chauffée comme il est dit ci-dessus.
Dans la fig. 2 un objet en métal 6 dont la surface est garnie du dépôt grenu 7, par exemple un treillis métal- lique, une feuille de métal déployé, etc., est inséré entre deux feuilles de verre 8 et 9 que l'on chauffe comme il est dit ci-dessus et que l'on applique par pression sur cet objet entre des éléments de presse 10 et 11.
On peut aussi déposer le treillis sur une couche de verre coulé et laminé, puis recouvrir l'un et l'autre d'une deuxième couche de verre coulé et laminé. Grâce à la pression réalisée par ce second laminage sur les trois éléments ainsi superposés, ceux-ci se soudent ensemble et l'on obtient ainsi une dalle en verre armé dont le treillis forme l'armature interne; cette dalle se distingue de tous les produits similaires antérieurs par l'aspect pur du treillis dû à la pellicule de métal oxydé qui le recouvre et qui assure sa liaison parfaite evec le verre.
Dans la fig. 3 des objets en métal 12, 13, 14 et 15. dont la surface est garnie du dépôt grenu 16, sont introduits dans des logements 17 d'un moule 18 que l'on remplit de verre fondu 19, ce verre étant appliqué contre les parois du moule 18 et de son couvercle 20 par le poinçon 21, de façon à noyer partiellement les objets en métal dans lamasse de verre.
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Suivant la fig. 4, un récipient en verre 22 destiné par exemple à recevoir des conserves, est fermé par un couvercle métallique 23 à l'aide d'une bague métallique 24 à section en L, dont la partie cylindrique est revêtue intérieurement d'un dépôt grenu 25 en métal superficielle- ment oxydé. Cette bague est placée dans le moule de sorte que pendant le pressage du récipient, le verre vient adhérer au revêtement intérieur de la partie cylindrique.
Au lieu-de recuire le récipient muni de sa bague, il peut y avoir avantagé, aussitôt après démoulage, à lui faire subir une certaine trempe. Quel que soit le traitement adopté, le couvercle 23 est soudé ou serti sur,la bague 24.
Dans la variante de la fig. 5 une collerette 26, sensiblement cylindrique. recouverte d'un dépôt métallique grenu superficiellement oxydé 27, est noyée lors du moulage dans le bord du récipient en verre 28, et le couvercle à bord relevé 30, est soudé ou serti par ce bord sur la collerette 26.
Dans la forme d'exécution de la fig. 6, une bague 31 analogue à la bague 24 de la. fig. 4, est fixée, comme celle-ci, sur le récipient en verre 32 et une bague semblable 33, également recouverte d'un. métal grenu super- ficiellement oxydé 34, est fixée de la même manière à la en verre tranche du couver 0-Le les bagues 31 et 33 sont ensuite soudées ou serties entre elles par leurs parties annulaires adjacentes.
La variante de la fige 7 représente un récipient en verre 36, avec une collerette 37 noyée, comme la colle- rette 26 de la fig. 5, dans le bord du récipient et un couvercle en verre 38 avec uns collerette 39 également noyée dans le pourtour de ce couvercle, par l'intermédiaire
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d'un métal superficicllemej-,I-, oxydé 40, les doux ccl7 -c. irEs 37 et 39 étant soudées ou serties l'une sur l'autre.
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.8ui vant la fig. S, une anse métallique 41 est noyée par Ses extraites dans la paroi d'un verre à bière 42 avec interposition de métal grenu superficiellement oxyde 43 déposa sur les extrémités de l'anse.
On pourra de même appliquer l'invention à tous autres récipients creux en verre à anse ou manche métallique, tels que taxies, ustensiles de cuisine ou de table, par exemple pour fixer le manche sur une casserole en verre à haute teneur en silice type Pyrex, etc.
Suivant la fig. 9, une ferrure-support 44 recou- verte d'un dépôt métallique grenu superficiellement oxydé 45 est fixée dans un isolateur en verre 46.
Enfin, les figs. 10 et 11 représentent respective- ment en vue par dessous et en coupe suivant la ligne A-B-C de la fl. 10 un culot de lampe électrique en verre 47 sur lequel sont fixés par le procédé de l'invention et par l'intermédiaire de métal.grenu superficiellement oxydé 48 d'une part les pastilles 49 d'amenée du courant et d'autre part les ergots 50 destinés à s'engager dans une douille à baïonnette.
Comme autres applications de l'invention on peut encore citer des radiateurs ou écrans chauffants comportant une résistance métallique soudée par le nouveau procédé à une plaque ou élément en verre ou matière vitreuse.
L'invention n'est d'ailleurs pas limitée aux
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npplicat50ns sus-indiçuées, qui n'ont été mentionnées c3,uà titre d'exemple.