BE530116A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à des fondants pour soudures et plus particulièrement à des fondants pour la soudure et la brasure des métaux non ferreux, en particulier les métaux légers tels que l'aluminium, le magnésium et leurs alliages,   c'est-à-dire   des alliages comprenant au moins 
50 % en poids d'un ou de plusieurs métaux   légerso   
Depuis que s'est largement répandu l'usage des métaux légers dans la fabrication d'innombrables objets manufacturés exigeant la légèreté de poids, la solidité, la résistance à la corrosion et une conductibilité thermique et électrique élevée, l'industrie a eu à faire face au problème de trouver un moyen satisfaisant de souder et de braser ces métaux et leurs alliages.

   La soudure et la brasure de l'aluminium, du magnésium et de leurs alliages impose au soudeur des conditions si précises que seuls les opéra- teurs extrêmement qualifiés et possédant une grande expérience sont suscep- tibles de parvenir à des résultats, même médiocres, au prix d'une propor - tion élevée de rebuts provenant de soudures défectueuses, de pièces fondues, etc. 



   Ces métaux commençant à être utilisés en plus grandes quantités et à trouver une plus grande variété d'application, particulièrement dans la production moderne en aéronautique, on a mis au point un certain nombre de fondants de soudure spéciaux qui, tout en étant loin d'être parfaits, of- frent une solution partielle au   problème.,   
Le plus populaire et le plus généralement accepté de ces fon- dants est peut être celui dit, dans le métier, "à base chlorurée" qui com- prend généralement un véhicule composé principalement de chlorures de mé- taux alcalins et de certains ingrédients actifs dont le plus important est   le sel double 3 NaF.

   AlF3 qu'on trouve à l'état naturel sous le nom de "cryolithe"o   
Bien que les fondants à base chlorurée soient peut être les plus satisfaisants mis au point jusqu'ici, ils laissent encore beaucoup à dési- rer quant à leur compatibilité avec les techniques de soudure à grande vi- tesse essentielles dans les industries modernes à grosse production. La pré- sente invention se rapporte principalement à des perfectionnements relatifs à ces fondants à base chlorurée augmentant sensiblement leur activité et réduisant leur coût.

   Le brevet des Etats-Unis n  205520104 déposé le 15 Jan- vier 1949 décrit un fondant type à base   chloruréeo   
Parmi les défauts les plus courants des anciens fondants figu- rent la tendance à fondre et couler à température trop basse ou trop élevée, la gène visuelle de la zone de soudure apportée par les scories et les in- clusions, l'absence de viscosité suivant la fonte et le manque de fluidité au cours de l'opération de soudure. 



   Un autre inconvénient également important des fondants connus est leur teneur en cryolithe, minéral relativement rare, coûteux et qu'on est obligé d'importer du   Groenland,   et qui figure sur la liste des matières très critiques. Bien qu'on puisse préparer par synthèse le sel double 3 NaF   A1F3 qui est l'équivalent chimique de la cryolithe, le procédé est coûteux et si l'on utilise le produit à titre de fondant, il est généralement néces-   saire d'y ajouter un pourcentage important de cryolithe naturelle. 



   Ainsi le but général de l'invention est de fournir des compo- sitions fondantes perfectionnées intéressantes dans la soudure oxyacétylé- nique, la soudure et la brasure des métaux légers et leurs alliages, accé- lérant et simplifiant ces opérations, ces compositions fondantes étant à base chlorurée, ne contenant qu'un faible pourcentage d'ingrédients actifs critiques et coûteux et exerçant une meilleure action de nettoyage et d'en- lèvement de   l'oxyde.   L'invention vise de même à obtenir des compositions fondantes nouvelles indiquant clairement le moment où la température prô- prement dite de soudure va être atteinte, possédant de meilleures caractéris- tiques de soudure, s'appliquant aisément et, en cours d'application,

   aidant à contrôler la flaque de soudure et facilitant du même coupe   l'opération   en 

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 général sans obstruer la zone de soudure de scories opaques. L'invention se propose encore de fournir des compositions fondantes coulant à la températu- re de soudure tout en conservant une viscosité suffisante pour rester dans le champ de soudure et former un enduit protecteur pendant l'opération, et en étant faciles à enlever après l'opération de soudure:

  , sans produire de piqûres de corrosion sur le métal   associéo   
Ces   buts,et   d'autres, ainsi que la manière d'y parvenir appa- raîtront   clairement..aux   spécialistes grâce à la description qui suit 
La demanderesse a découvert que les difficultés et les incon- vénients indiqués ci-dessus tiennent non seulement aux ingrédients des com- positions fondantes mais aussi aux proportions particulières des divers con- stituants. 



   D'une manière générale les fondants connus du type envisagé par l'invention,   c'est-à-dire   à base chlorurée, sont composés principalement de chlorures constituant un véhicule des fluorures, qui sont considérés comme les ingrédients actifso On a découvert que l'on ne peut obtenir un fondant possédant les caractéristiques désirées que par un réglage précis en fonc- tion de facteurs jusqu'ici méconnus des proportions précises des ingrédients En particulier, on a découvert que l'on peut obtenir le point de fusion opti- mum du fondant en réglant le rapport des chlorures aux fluorures et le rap- port mutuel des chlorures, et que l'action fondante la meilleure avec un mi- nimum de fondant est réalisée par réglage du rapport des fluorures.

   Un rap- port élevé Chlorure/fluorure fournit un fondant assurant une protection com- plète à la zone de soudure sans former de scories, d'inclusions, etc... qui la dérobent aux regardso 
La base ou véhicule chloruré est formé de chlorures de métaux alcalins, savoir de chlorures de sodium NaCl et de chlorure de potassium KCl. 



  'Pour obtenir les caractéristiques de fusion et la viscosité optima, le pour- centage de chlorure de sodium doit être au moins égal à celui du chlorure de potassium et, en se maintenant dans le rapport critique chlorure/fluorure mentionné ci-dessus, la gamne critique de proportions des constituants du véhicule est de   42,5   à 44% en poids de NaCl et de   42,4     à.     40,9 %   en poids de KCl, la quantité totale de chlorures n'étant pas inférieure à   84,9 %   de la composition totale. 



   Le reste, soit   15,1 %   en poids du mélange total, est constitué de fluorures de lithium, de sodium et d'aluminium, ces deux derniers sous forme de cryolithe 3 NaFo AlF3 représentant au maximum   8,5 %   de l'ensemble et le premier (LiF) les 6,6 %3restante 
Comme il est facile de le calculer d'après la formule chimique   3 NaF. AlF3, la cryolithe contient 60 % en poids de fluorure de sodium et 40 % de fluorure d'aluminium et par conséquent la teneur en cryolithe (8,5 %   de l'ensemble) donne un pourcentage de 3,4% pour AlF3 et de 5,1 % pour NaF. 



  Ainsi la composition de la forme préférée de fondant est la suivante : 
Chlorures (véhicule) 84,9 % 
Constituants en Roide 
Chlorure de sodium (NaCl)   42,5 -   44 
Chlorure de potassium (KCl) 42,4u- 40,9 
Chlorures totaux 84,9 - 84,9 

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Fluorures (ingrédients actifs) 1591 %
Fluorure de lithium   (LiF)   6,6 
Fluorure de sodium 5,1 * Fluorure d'aluminium 3,4 
Fluorures totaux 15,1 * Cryolithe (fluorure alumino-sodique 3 NaFo   A1F3)   
On a également obtenu de bons résultats en augmentant la te- neur en chlorure jusqu'à 85,1 % et en diminuant les fluorures de manière correspondante. 



   On prépare le fondant en poudre en broyant mécaniquement les in- grédients secs, de préférence dans un broyeur à boulets ordinaire, de ma- nière à obtenir une dimensions granulaire maximum assez petite pour passer par un tamis de 150 mailles au pouce linéaire (25,4 mm). Bien que ce degré de finesse donne complètement satisfaction,   unedimension   granulaire plus petite facilite l'application du fondant sur la pièce à travaillero
Pour l'usage, on fait une barbotine ou bouillie aqueuse en mé- langeant la poudre de fondant avec de l'eau et on l'applique sur la pièce à travailler, de préférence à la brosseo Au cours de l'opération de sou- dure, le fondant reste inerte jusqu'à ce qu'on atteigne une température d'environ 595 Co A ce moment, le fondant se liquéfie en globules transpa- rents limpides.

Claims (1)

1. La température approchant progressivement de 620 C, le fondant manifeste une action mouillante excellente et s'étale sur toute la zone à souder, La température optimum de soudure étant de 650 Cenviron, le début de l'action mouillante du fondant fournit une indication visible que le mé- tal est prêt à être soudéo Au cours du cycle de soudure, le fondant reste à l'état de liquide limpide protégeant la zone de soudure et assurant une action décapan- te et désoxydante excellente suffisamment énergique et avec une fluidité suffisante pour enlever la couche de scorieo Cette action permet de distin- guer nettement la masse de soudure et supprime la nécessité d'enlever la sco- rie à l'aide d'une baguette à brasser.

   .Le fondant liquide donne une pelli- cule plus visqueuse sur les bords plus froids de la masse de soudure, ce qui facilite le contrôle du métal fonduo La soudure terminée et la pièce refroidie, on peut aisément enlever le fondant à l'aide d'eau chaude ou d'acide sulfurique étendu sans endommager le métal associéo Il ressort de ce qui précède que la composition fondante nouvelle préparée conformément aux principes de l'invention est simple et peu coûteuse à constituer et fabriquer et exige au maximum 8.5% de cryolithe tout en fournissant un moyen de faciliter et d'améliorer la soudure et la brasure des métaux légerso L'invention peut affecter d'autres formes particulières sans s'écarter de son esprit ou de ses caractéristiques essentielles.

   Le mode de mite en oeuvre décrit doit donc être considéré comme purement illustratif et nullement limitatif, et susceptible de variantes entrant dans le cadre de l'inventiono RESUME.

   L'invention a pour objet une composition fondante destinée à la soudure et à la brasure des métaux et alliages non ferreux en particu- <Desc/Clms Page number 4> lier de l'aluminium et du magnésium, la dite composition étant remarquable notamment par les caractéristiques suivantes,considérées séparément ou en combinaisons : a) elle est formée d'un mélange (les constituants n'ayant pas réagi entre eux) d'au moins 84,9 %, et de préférence 84,9 à 85,1 % en poids, de chlorure de métaux alcalins et d'au plus 15,1 %, et de préférence 15,1 à 14,9% en poids,de fluorures de métaux alcalins;

   b) la composition contient une proportion de chlorure de sodium de 42,5 à 44% en poids,une proportion de chlorure de potassium de 42,4 à 40,9 % en poids avec pourcentage total maximum des chlorures de 85,1 et le reste de la composition est formé de fluorures de lithium et de cryolithe dans le rapport approximatif de 1,3/1; c) la proportion totale des chlorures est de 84,9 % de l'ensemble, le fluorure de lithium y figure pour 6,6 % et la cryolithe pour 8,5 %, ladite cryolithe contenant essentiellement 60 % en poids de fluorure de sodium et 40 % en poids de fluorure d'aluminium.