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FLUX POUR SOUDAGE OU BRASAGE.
La présente invention, due à Monsieur René D. Wasserman, se rapporte aux flux en général et plus particulièrement aux flux destinés aux opérations de soudage ou brasage sur articles en aluminium et en alliages contenant comme constituants principaux l'aluminium, le magnésium ou les alliages de magnésium.
C'est un fait bien connu que lorsqu'on soumet à un traitement thermique quelconque l'aluminium ou les alliages précités, la surface des pièces traitées s'oxyde rapidement; l'oxydation est tout spécialement intense à la surface des soudures contenant de l'aluminium ou de;ses alliages. il en résulte que le pouvoir liant des alliages pour soudage et brasage diminue considérablement et que des souflures ou d'autres défauts similaires de la soudure peuvent compromettre la solidité et l'aspect des assemblages.
On a déjà'proposé d'utiliser des flux spéciaux pour souder ou braser les pièces en aluminium ou en magnésium., notamment des flux contenant un support avec addition de chlorure de,cadmium ou de chlorure de zinc.
Des sels halogénés des métaux alcalins tels les chlorures de potassium et de sodium ou les fluorures correspondants ont été proposés comme supports de quantités relativement minimes (moins de 12 à 16% du poids total du flux) de chlorure de zinc ou de chlorure de cadmium,
On considérait jusqu'à présent comme indésirables des quantités supérieures, estimant que le dépôt de métaux lourds tels que le zinc ou le cadmium rendrait la soudure plus sensible à la corrosion.
Bien que le but principal de l'emploi de ces flux connus fut d'empêcher la formation d'oxydes d'aluminium ou de magnésium et de réduire tous les oxydes qui eûssent déjà pu se trouver à la surface des articles en aluminium ou en magnésium à souder, on n'a apparemment jamais observé qu'une augmentation de la teneur en chlorure de cadmium dans un support judicieuse; ment dosé contenant des chlorures de sodium, potassium et lithium ainsi que du fluorure de sodium procure certains avantages dans les opérations de soudage et brasage d'articles en aluminium et/ou en magnésium, avantages qu'on
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ne pouvait obtenir avec les flux connus.
L'objet de la présente invention est un flux pour soudage et brasage caractérisé principalement en ce qu'il contient environ 20% à 30% en poids d'au moins un sel pris parmi un groupe comprenant le chlorure de camium et le chlorure de zinc mais avec un maximum de 10% en poids de chlorure de zinc,25 à 30% en poids de chlorure de lithium, la totalité des sels précités s'élevant à au moins 50% en poids, environ 10% en poids de fluorure de sodium et'le reste de chlorures de sodium et de potassium.
Le flux selon la présente invention donne des résultats pratiquement uniformes dans des opérations de soudage utilisant des sousures à points de fusion très variables ; permet d'obtenir des soudures propres et lisses dont la couleur s'accorde avec celle du métal ou des métaux de base.
Les constituants du flux selon l'invention et leurs proportions sont choisis de façon à lui conférer un pouvoir mouillant nettement marqué susceptible d'accélérer le soudage et le brassage, d'assurer l'action capillaire de la soudure fluide et de réaliser une économie considérable de soudure allant jusqu'à 50% de la soudure employée dans les procédés de soudage utilisant les flux connus précités.
Ce nouveau flux présente, non seulement l'avantage d'empêcher efficacement. l'oxydation et de réduire ou dissoudre les oxydes formés pendant le soudage ou le brasage, mais encore celui de pouvoir être utilisé avec une grande variété de soudures d'aluminium, quels que soient leurs points de fusion, et par conséquent de façon beaucoup plus économique et rationnelle sans effets nuisibles dus à la surchauffe des surfaces à traiter du métal de base aluminium ou magnesium.
Dans les opérations de soudage et brasage de pièces en aluminium, l'emploi d'un flux convenable est essentiel. L'aluminium chauffé au chalumeau oxy-acétylénique est facilement brûlé et possède une forte affinité pour l'oxygène. Il est donc d'importance vitale d'employer un flux qui serve d'indicateur de la chaleur appliquée et qui permette l'utilisation de baguettes de soudure à points de fusion relativement élevés. Les baguettes de soudure à l'aluminium peuvent varier considérablement suivant l'épaisseur des pièces à souder et la nature de la liaison à exécuter entre ces pièces.
Malgré la variété des alliages utilisés pour les baguettes de soudure à l'aluminium, il.est important que le flux appliqué ne produise aucune décoloration autour de la soudure et ne rende pas cette dernière trop apparente.
Tandis qu'on a généralement soin de choisir le métal de la soudure de façon que sa couleur s'accorde bien avec celle du métal de base, on n'accorde que très peu d'attention au comportement du flux à cet égard, les compositions connues tendant avant tout à assurer la solidité et l'uniformité de la soudure.
En revanche le flux selon la présente invention tient également compte de ce point et il permet d'effectuer toutes les opérations de soudage et de brasage tant au chalumeau qu'à l'arc électrique pour régénérer et réparer toutes sortes de parties en aluminium, tubes, feuilles et similaires.
A titre d'exemple, un flux pourrait avantageusement contenir un quart de chlorure de cadmium, des portions égales de chlorure de lithium, de chlorure de sodium et de chlorure de potassium avec quelque petite addition de fluorure ou de bifluorure de sodium. Il peut être parfois avantageux d'ajouter une petite quantité de chlorure de zinc sans cependant dépasser 8 à 10% en poids du mélange total et en réduisant d'autant la quantité de chlorure de cadmium.
Le flux qui est de préférence anhydre doit être préparé avec les précautions habituelles ; faut que le produit fini soit réduit en pou- dre fine pour donner de meilleurs résultats. Le flux peut toutefois être
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employé aussi bien sous forme de pâte que sous forme de poudre sèche.
Le chlorure de cadmium contenu dans le flux a pour effet de former à la surface du métal de base chauffé une sorte de fine pellicule de cadmium qui empêche l'oxydation de l'aluminium et ne laisse aucun résidu indésirable sur la soudure déposée. Il se produit une sorte de placage uniforme du métal fondu par le chlorure de cadmium. Ce dernier, mélangé au chlorure de lithium, contribue efficacement à exercer une ac- tion réductrice sur les oxydes d'aluminium qui se forment pendant le soudage et par le métal de la baguette de soudure. La teneur globale en chlorure de cadmium et chlorure de lithium doit être au moins 50% du poids total du flux. Si l'on remplace une petite partie du chlorure de cadmium par du chlorure de zinc, la teneur en chlorure de zinc doit être comprise dans cet- te proportion minimum de 50%.
L'application du flux selon l'invention peut se faire de toute manière habituelle (pour protéger la surface du métal de base et/ou l'allia- ge de la soudure); on peut l'appliquer de préférence au métaux facilement oxydables tels que l'aluminium et ses alliages que l'on soumet à des opéra- tions de soudage, brasage ou similaires.
Le flux selon l'invention contribue puissamment à l'obtention de liaisons solides entre la soudure et les parties d'aluminium à souder et ce résultat peut être au moins partiellement attribué à la présence conjoin- te du chlorure de cadmium et du chlorure de lithium comme composants prin- cipaux du flux.
Il résulte des essais pratiques effectués qu'il est préférable d'utiliser le chlorure de cadmium seul ou combiné avec de plus petites quantités de chlorure de zinc. Les exemples suivants donnent la compositions de flux particulièrement efficaces : EXEMPLE 1 : chlorure de sodium environ 20% en poids chlorure de lithium environ 30% en poids chlorure de potassium environ 20% en poids fluorure de sodium environ 10% en poids chlorure de cadmium au moins 20% en poids EXEMPLE 2 : ----------- chlorure de sodium environ 20% en poids chlorure de lithium environ 30% en poids chlorure de potassium environ 20% en poids fluorure de sodium environ 10% en poids chlorure de cadmium de 10% à 20% chlorure de zinc quantité appréciable mais moins de
10% en poids.
La teneur en chlorure de cadmium ou, cas échéant, la teneur globale en chlorures de cadmium et de zinc peut aller jusqu'à 30 % environ tandis que la teneur en chlorure de lithium peut rester constante ou diminuer seulement dans une mesure telle que la teneur totale en Li Cl + Cd C12 (en calculant tout.le Zn C12 comme s'il s'agissait de Cd Ci ) ne soit pas inférieure à 50% en poids du flux,
On a remarqué d'autre part que si la teneur en Zn C12 dépasse 10%, le mouillage des parties d'aluminium de base devient très irrégulier et ces parties sont facilement sujettes aux effets de surchauffe.
Si la teneur én chlorures de sodiumpotassium et lithium est inférieure à 60% du
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poids total, le flux donne des résultats peu satisfaisants à cause du point de fusion élevé et la feuille d'aluminium risque d'être brûlée avant que l'action de mouillage du flux ait pu se faire sentir.
Les flux donnés ci-dessus à titre d'exemples assurent une fusion rapide et une forte capillarité de l'alliage d'aluminium utilisé comme soudure.
Cet alliage peut contenir au moins 90% en poids d'aluminium avec d'autres sub- stances telles que le silicium.
En abaissant la teneur en Cd C12 et en remplaçant une partie du Cd Cl par du Zn C12, on n'obtient pas un pouvoir mouillant aussi fort et l'action d'écoulement capillaire de l'alliage d'aluminium s'en trouve quel- que' peu diminuée.
Un des résultats les plus remarquables obtenus avec la flux selon l'invention est qu'il permet de souder ou braser pratiquement sans distorsion ni voilure des pièces minces en aluminium ou magnésium telles que des plaques, des feuilles ou des tubes, et sans aucune décoloration de la soudure ou des parties adjacentes du métal de base.
Le flux selon l'invention favorise l'écoulement de la soudure et des essais ont montré que l'on peut économiser environ 50% de métal pour soudure par rapport aux procédés de soudage utilisant des flux connus conte- nant beaucoup moins de chlorure de cadmium et dans lesquels la somme des com- posants Li Cl + Cd ci-2 Zn C12 (si ce dernier est aussi présent) est infé- rieure à 50% du poids total du flux. Le flux objet de l'invention occlut rapidement les oxydes du métal fondu de la soudure et du métal de base chauf- fé; il possède apparemment une tension superficielle suffisante pour former une mince pellicule sur la soudure fondue et n'influence ou ne modifie pas la composition de cette dernière.
L'absence de Zn C12 dans certains exemples peut améliorer la qualité du flux, car les vapeurs de zinc sont nettement contraires à des conditions de travail saines et laissent parfois des trai- nées ou des taches à la surface du métal de base.
En augmentant la teneur en Li Cl on abaisse le point de fusion du flux, tandis qu'une augmentation de la teneur en Cd C12 contribue à amé- liorer l'action désoxydante du flux sur la soudure et sur le métal de base et à élever le point de fusion du flux. On peut donc, avec le flux objet de l'invention, utiliser comme soudure des alliages d'aluminium à points de fusion plus élevés. Comme le cadmium a une plus forte affinité que le zinc pour l'aluminium, l'action capillaire due au nouveau flux se fait sen- tir rapidement et avant que l'action liante de la soudure se soit manifestée.
Il y a lieu de noter encore que tout ou partie du fluorure de so- dium Na F peut être remplacé par du bifluorure Na H F2 que le flux peut con- tenir jusqu'à environ 10% en poids.
Une composition particulièrement abantageuse du flux objet de l'invention peut être la suivante : chlorure de sodium environ 20% en poids chlorure de lithium de 25 à 30% en poids chlorure de potassium environ 20% en poids fluorure de sodium environ 10% en poids chlorure de cadmium et chlorure de zinc ensemble de 20 à 25 % en poids, mais le chlorure de zinc faisant moins de 10% en poids du flux total.
Il va sans dire que les quantités et le.s proportions indiquées à titre d'exemples ne sont pas absolues et de petites quantités d'autres ingrédients que ceux mentionnés peuvent être ajoutées au flux pour lui con- férer des caractéristiques spéciales et pour autant que la présence de ces ingrédients ne détruise pas matériellement d'autres caractéristiques favora- bles du flux objet de l'invention.