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"Fil d'tain de soudage à remplissage de fondant; procède et dispositif de fabrication"
La présente invention concerne un fil d'étain de sou- dage tubulaire à remplissage de fondant pour soudage à la main, à la machine et au four.
Depuis plus de 50 ans, on utilise le soudage dans l'in- dustrie électrique, Il a semblé tout d'abord que la forme la
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meilleure permettant d'amener l'étain à souder au point de sou- dure était un fil d'étain de soudage plus ou moins épais. Le moyen de soudage absolument nécessaire à l'opération de soudage était amené au point de soudure soit précédemment, au cours d'une opération de travail particulière, soit en même temps que l'opé- ration de soudage elle-même. Mais souvent, il était impossible d'amener le moyen de soudage simultanément, de sorte que furent mis au point des fils de soudage tubulaires dont la cavité inté- rieure est remplie de moyens de soudage appropriés.
Certes, les fils de soudage tubulaires connus ne donnent pas l'assurance que le moyen de soudage atteindra en premier les surfaces à souder pour y provoquer sur les surface métalliques les réactions réduc- trices nécessaires avant que l'étain de soudage fondu n'entre en contact avec ces zones. Néanmoins, les fils d'étain de soudage tubulaires actuels donnent d'une façon générale dépeints de sou- dure satisfaisants, bien que, certainement, le métal de soudure entre pour une part en fusion plus tôt et recouvre au moins en partie les surfaces à souder avant que le fondant ne les atteigne.
Etant donné que, suivant l'évolution du progrès techni- que et pour diminuer les frais de revient, on cherche à souder de plus en plus vite, on a garni l'intérieur des tubes à souder avec des moyens de soudage à action de plus en plus rapide. Mais ces moyens ont pour inconvénient d'être corrosifs et de détério- rer ainsi en beaucoup d'endroits, de plusieurs ordres de grandeur les qualités d'isolement des cheminements électriques partant des soudures. Par contre, des moyens de soudage non corrosifs ralen- tissent l'opération de soudage et provoquent ainsi une augmentati appréciable des frais.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients.en réalisant de telle façon le tube à souder nor- mal déjà connu que, sur toute la longueur du fil de soudage un grand nombre de canaux très fins viennent déboucher à sa surface
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périphérique; au moment de l'échauffement marquant le début de l' opération de soudage, le fondant contenu à .1.' intérieur du fil pas- se par ces canaux et parvient au point de soudure.
En pratique, la présente invention peut connaître deux modes de réalisation radicalement différents. Conformément à un premier mode de réalisation, le moyen de soudage est logé dans une chambre creuse ménagée axialement à l'intérieur du fil et rem- plie de fondant;
le fil de soudage est muni d'un grand nombre ,de canaux très fins qui, traversant la paroi, vont de l'âme conte- nant le fondant vers l'extérieur et réalisent de multiples pos- sibilités de sortie pour le fondant soit sur la totalité de la surface extérieure du fil tubulaire de soudage, soit dans une ou plusieurs directions privilégiées* Conformément à un deuxiè- me mode de réalisation, on se contente de doter un fil d'étain de soudage massif sans alésage intérieur axial d'un grand nombre de canaux transversaux de ce genre qui, -ou 'bien pénètrent seulement jusqu' à une certaine profondeur dans le fil, ou bien le traver- sent de part en part, et qui sont remplis d'un fondant qui, sous l' effet de la chaleur au début de l'opération de soudage:
, sécou- le à l'extérieur avant que le métal de soudage lui-même n'entre en fusion.
Sous l'effet de l'échauffement du fil de soudage, le fondant qui se trouve dans ce fil et qui a un point de fusion de loin inférieur à celui du chemisage métallique fond Le pre- mier et s'exsude d'une certaine manière par les nombreux canaux;: il recouvre les surfaces à souder en les nettoyant et en procé- dant à une réaction de réduction avant que n'arrive à l'état de fusion le métal de soudage qui va pouvoir s'allier .aux surfaces métalliques déjà nettoyées en formant un point de soudure satis- faisant.
Il est évident qu'un tube de soudage selon l'invention, même avec un remplissage de fondant entièrement mon corrosif
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augmente considérablement la vitesse de l'opération de soudage.
Des expériences ont montré que, dans le soudage à la main, cette accélération atteignait presque 20 %. L'importance de ce résul- tat pour l'industrie ressort de l'exemple suivant d'une entre- prise qui travaille avec 1200 soudeuses : avec le fil à souder selon l'invention et avec le même fondant on peut accomplir le même travail avec seulement 1000 à 1100 soudeuses.
Les caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, du nouveau fil d'étain à souder et de l'installation permettant de pratiquer des canaux dans un fil d'étain à souder, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un fil d'étain à souder tubulaire selon l'invention avec ses canaux et son remplissage qui, lorsqu'il est échauffé, peut s'échapper par les canaux et, avant la fusion du métal de soudage, préparer les surfaces métalliques pour la soudure; la figure 2 représente la coupe transversale d'un tel fil, exécutée perpendiculairement à l'axe du fil et montrant quatre canaux situés dans un même plan ou répartis sur une cer- taine longueur du fil, et disposés à angle droit les uns par rapport aux autres;
la figure 3 représente en coupe transversale une autre disposition des canaux pour permettre par exemple une évacuation plus abondante du fondant dans une direction favorisée, vers le bas dans le cas de cette figure ; les figures 4 à 6 sont analogues aux figures 1 à 3 et se rapportent à un autre mode de réalisation de l'invention appli- qué à un fil d'étain de soudage massif ; la figure ? est une vue de dessus d'un segment partiel de fil massif du type ci-dessus qui permet de voir la forme et la disposition dans le fil des orifices de sortie des canaux rem-
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plie de fondant d'une série de canaux;
la figure 8 représente un dispositif simple pour réa- liser les canaux dans le fil d'étain de soudage, et le figure 9 représente à plus grande échelle une vue partielle de ce dispositif,
Dans les cas du mode de réalisation selon les figures 4 à 7. il n'existe pas dans le fil de soudage de chambre axiale creuse permettant de recevoir une quantité suffisante de fondante il est donc nécessaire quela capacité des canaux transversaux 2b soit supérieure à celle des canaux transversaux 2 du mode de réa- lisation suivant les figures 1 à3. On peut obtenir ce résultat soit en augmentant le nombre de canaux transversaux, soit en aug- mentant leur diamètre ou leur profondeur.
D'une façon générale, quel que soit le mode de réalisa- tion de l'invention, on peut se baser sur le principe que, pour une longueur unitaire déterminée du fil, le poids de remplissage du fondant contenu dans les canaux ou dans les canaux et dans la chambre axiale du fil de soudage doit représenter de 0,5 à 4,5 % du poids de métal du fil d'étain de soudage que comporte cette longueur de fil. Lorsqu'on emploie le mode de réalisation selon les figures 4 à 7, il est possible de ramener la quantité de fondant par longueur unitaire de fil à une proportion notable- ment inférieure à 3,5 % en poids, et même à l'abaisser jusqu'à environ 0,1 %.
On évite de la sorte un écoulement en quantité superflue de fondant, colophane par exemple, aux points de sou- dure, ce qui est particulièrement important quand on procède à des soudures de circuits électriques miniaturisés.
Etant donné que, lorsque le fil est du type représenté aux figures 4 à 7, le fondant n'a plus à supporter au cours de la fabrication les températures de 120 à 1400 auxquelles il est exposé dans la fabrication du fil d'étain de soudage tubulaire selon les figures 1 à 3, on peut utiliser dans le fondant des
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activeurs, tels que par exemple des combinaisons d'hydrazine, qui ne pourraient être utilisées aux températures énoncées ci-dessus, En outre, les fils de soudage selon les figures 4 à 7 se carac- térisent par rapport aux fils de soudage tubulaires perforés se- lon les figures 1 à3 par une solidité mécanique plus élevée,
C facteur offre une importance particulière pour le soudage à la machine où l'alimentation en fil d'étain de soudage se fait méca- niquement. En outre, en renonçant à donner au fil de soudage la forme d'un fil creux, on simplifie considérablement sa fabrica- tion, en abaissant également son prix de revient.
Pour obtenir un mode de travail satisfaisant avec le fil de soudage selon l'invention, il faut déterminer de façon judicieuse le nombre, la forme et la direction des canaux de pe- tites dimensions. Le nombre de canaux doit être au minimum d'en- viron 500 par mètre courant de fil, ces canaux étant à égale dis- tance les uns des autres. D'après une autre caractéristique pré- férée de l'invention, il en est prévu au moins deux groupes de ce genre répartis sur la périphérie. Un autre mode de réalisation préféré et utilisable en toutes circonstances prévoit environ 2000 à 4000 canaux et plus au mètre courant de fil.
Quelques uns des groupes de canaux ou même la totalité des canaux transver- saux peuvent être disposés sur des lignes parallèles à l'axe du fil de soudage; ou bien on peut aussi décaler les uns par rapport aux autres les canaux ou les groupes de canaux, sur des lignes hélicoïdales. D'une façon générale, il faut tendre à avoir par segment de 2 mm environ du fil de soudage, au moins deux canaux répartis sur la circonférence, par exemple situés en sens opposé, de sorte que, pour chaque soudage, on puisse disposer en temps voulu, au moins par un canal, de la quantité optimale de fondant.
La forme, en particulier le diamètre et la profondeur, des canaux transversaux doit naturellement être déterminée en fonction de tous les facteurs entrant en ligne de compte, en par-
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ticulier des forces capillaires éventuelles, de telle sorte que l'écoulement hors des canaux, lors de l'opération de soudage, du fondant liquéfié par échauffement, ou la mise en place de ce fondant lors de la fabrication du fil, ne soient pas rendus plus ' difficiles, voire impossibles.
De préférence, les canaux sont de forme telle qu'ils vont en s'élargissant en forme de cône en direction de la sur- .face extérieure du chemisage métallique.
Lorsqu'on emploie le mode de réalisation de l'invention selon les figures 1 à 3, on peut encore accélérer l'effet recher- ché par l'invention en remplissant les canaux à l'aide de fon- dant provenant de l'âme en fondant 3, soit pendant soit immédia- tement après la fabrication du fil, en le soumettant à un traite- ment thermique suffisant pour faire fondre le fondant tout en se maintenant en dessous de la température de fusion du métal de soudage ; la figure 1 représente en 2a cette façon de procéder.
On a intérêt à refroidir le fil ainsi traité immédiatement après son traitement pour que le remplissage en fondant se solidifie dès que les canaux sont remplis et avant qu'une quantité notable de ce fondant ait pu sortir à la surface du fil.
Un procédé simple pour obtenir les canaux 2 dans un fil d'étain de soudage selon l'invention consiste à opérer en continu à l'aide d'une paire de cylindres. Dans la surface péri- ,phérique de chaque cylindre est pratiquée par tournage une rai- nure ; dans le fond de la rainure de l'un ou des deux cylindres se trouvent un grand nombre de saillies en forme d'aiguilles.
Pendant que le fil d'étain de soudage passe dans le dispositif, ces aiguilles plongent de façon continue dans la paroi en y pra- tiquant des canaux qui, lorsqu'il s'agit d'un fil d'étain de sou- dage tubulaire, pénètrent jusqu'au remplissage en fondant contenu dans l'alésage axial du fil et, quand il s'agit d'un fil d'étain de soudage massif, pénètrent jusqu'à une profondeur déterminée
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ou bien, le percent de part en part. Si l'on monte les unes der- rière les autres plusieurs paires de cylindres dont les axes sont inclinés les uns par rapport aux autres, on peut obtenir des ca- naux pénétrant dans la paroi du fil d'étain tubulaire et forment les uns par rapport aux autres tout angle désiré.
A la suite de l'opération de perçage des canaux, la par- tie superficielle du fil d'étain de soudage manifeste une certai- ne rugosité qui peut avoir des suites gênantes, par exemple dans des machines automatiques d'avance et de dosage ; dansce cas, on peut encore faire passer le fil d'étain de soudage tubulaire fini par une filière à polir, qui réalise un polissage superfi- ciel du fil.
Selon un mode de réalisation représenté aux figures 8 et 9, chacun des deux cylindres se compose de deux demi-cylindres 5 et 6 séparés dans le plan médian d'une rainure circonférentiel- le 4. Lors de leur assemblage, par exemple à l'aide d'écrous fi- letés 7, on pose entre ces deux demi-cylindres une feuille d'acier mince 8 qui, de façon analogue à une lame de scie circulaire, porte sur toute sa circonférence une fdentation aiguë 10. Les dente 10 dont la forme détermine celle des canaux 2, par exemple une forme conique, font saillie à l'intérieur des rainures 4 autant qu'il est nécessaire pour donner la profondeur voulue aux canaux à pratiquer dans la paroi du fil de soudage.
Ces dents sont ai- guisées de façon à être plus minces vers la périphérie, pour ob- tenir un meilleur effet de coupe, et sont ensuite polies po.r ralentir ou même éviter entièrement l'encrassage des dents par l'alliage d'étain de soudage. Pour l'opération de poinçonnage, on peut dans le même but appliquer un agent de séparation liquede sur la surface du fil de soudage et/ou de l'outil de perforation 8 ou 10. Il est préférable que cet agent de séparation soit m accélérateur plutôt qu'un ralentisseur de soudage. Un agent de
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séparation à point de fusion très bas est particulièrement avan- tageux.
A titre d'exemple, une solution de suif de boeuf, d' hui- le de palme ou de corps gras analogue remplit les conditions voulues.
La dimension de la rainure à section semi-circulaire de chacun des deux cylindres est déterminée de telle sorte que la section englobée par les deux rainures à la zone de contaot 9 des deux cylindres est légèrement supérieure à la circonférence du fil de soudage. Les paires de cylindres sont montées de fa- , çon réglable dans un cadre 12 et peuvent être dotées le cas échéant de façon connue d'un dispositif de commande pour au moins l'un des deux axes de cylindre.
Si l'on utilise plusieurs paires de cylindres dispo- sées les unes derrière les autres pour obtenir des canaux fai- sant entre eux un certain angle, ces paires de cylindres doivent être actionnées de façon synchrone, surtout si le fil d'étain à souder tubulaire ne possède qu'une solidité réduite.
Les possibilités de fabrication indiquées ci-dessus pour le fil d'étain de soudage selon l'invention ne sont don- nées qu'à titre d'exemple. D'autres modes de fabrication ne sont pas exclus.
La présente invention donne également la possibilité de fabriquer des fils de soudage tendre d'un diamètre égal et inférieur à 2 mm pour des soudages à main de courte durée, par exemple environ 1 seconde, de points de soudure de petites di- mensions; les résultats en sont parfaits.
Les canaux transversaux peuvent prendre n'importe quelle forme; il n'est pas nécessaire que ces canaux soient uni- ques, ils peuvent être également réalisés sous forme de canaux à embranchement, c'est-à-dire ayant des branches débouchant à l'extérieur à des endroits différents de la surface périphérique extérieure du fil d'étain de soudage.
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Lorsqu'il n'y a pas d'âme intérieure 3 de fondant, le remplissage à l'aide de fondant des différents canaux ou creux transversaux dans le fil peut être facilité grâce au fait qu'a- près avoir pratiqué dans un fil massif ces canaux ou creux 2, ces derniers sont remplis d'un liquide à pouvoir dispersant élevé, dont le point de vaporisation est supérieur à la température am- biante et est égal ou inférieur au point de fusion du fondant.
Si l'on fait passer le fil se trouvant dans cet état dans un bain composé du fondant à l'état de fusion, le liquide se vaporise immédiatement et la cavité vide est rapidement et uniformément occupée par le fondant. Le surplus de fondant resté adhérent à la surface périphérique du fil est éliminé par un dispositif de raclage et le fil est immédiatement refroidi.
Un autre mo7en pour réaliser avec certitude le remplis- sage total à partir de l'extérieur des creux ou canaux, consiste à exposer à l'action des ultra-sons le fil, ou le bain de fondant, ou ces deux éléments. On peut naturellement aussi utiliser en les combinant à volonté les uns ou les autres des moyens exposés ci-dessus.
Un exemple de réalisation d'un tel mode de fabrication est décrit ci-dessous.
Un fil massif d'étain à souder d'un diamètre de 1,5 mm est envoyé dans un ou de préférence plusieurs dispositifs de poinçonnage selon les figures 8 et 9 travaillant dans des plans différents. Les dents 10 de l'outil 8 pratiquent dans le fond des rainures les cavités en forme de canaux 2 dans le fil d'étain à souder 1, qui convergent de l'extérieur vers l'intérieur.
Après avoir passé les outils de poinçonnage, le fil passe par exemple dans un bain d'alcool, pour lequel on peut utiliser de l'alcool dénaturé, et auquel on peut éventuellement ajouter un agent humidificateur dont la volatilité est comprise entre les mêmes limites. Au cours de cette opération, les ca-
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vités en forme de canaux du fil se remplissent d'alcool.,Le fil se trouvant dans cet état traverse alors un bain de fondant liquéfié par réchauffement.
On peut utiliser par exemple com- me fondant un mélange de colophane ou de résine synthétique avec des activeurs, dont le point de solidification est supérieur à environ 60 et qui, après être passé par l'état visqueux, arrive à l'état très fluide à une température inférieure à environ 150 La température de ce bain de fusion à 1)état très fluide est com- prise entre 90 et '110 . Lorsque le fil de soudage pénètre dans le bain de fondant, l'alcool s'évapore instantanément et, à sa place, le fondant vient remplir pratiquement en totalité les creux en forme de canaux. On peut encore faciliter cette opéra- tion en soumettant à l'action des ultra-sons le bain, le fil ou ces deux éléments.
Le fil de soudage quitte le bain en pas- sant dans un racleur qui détache le fil par raclage le fondant en excès. Dès que le fil à l'extérieur du bain arrive dans la zone de température ambiante normale et, de préférence, y est soumis à un refroidissement supplémentaire, par exemple en le soumettant à un courant d'air froid, le fondant se solidifie dans les canaux; le fil est alors prêt à être utilisé et peut être bobiné sous la forme appropriée.
La fabrication du fil d'étain de soudage tubulaire selon l'invention empêche les éclaboussures jusqu'ici inévita- bles ainsi que l'écoulement trop important du fondant rendu li- quide par réchauffement, en particulier en cas de successions ra- pides de soudages, ce qui, avec les fils d'étain de soudage tubu- laires jusqu'ici connus avec âme en fondant avait pour suite que, lorsqu'on procédait au soudage de nombreux points de soudure im- médiatement les uns après les autres, on ne disposait plus au bout d'un certain temps que d'une quantité insuffisante de fon- dant.
Un autre avantage essentiel de l'invention consiste
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en ce que,, même en cas de succession rapide de soudages, il ne se produit plus du tout d'inclusion de fondant dans les perles de soudure.
Le fil de soudage selon l'invention peut être utilisé . pour toutes les techniques de soudage. Il s'emploie de façon particulièrement avantageuse avec la technique de soudage dite unilatéral,) qui est appliquée par exemple pour les soudages sur ' circuits imprimés et dans la microtechnique. La technique de soudage unilatéral consiste en ce qu'au début de la réaction de soudage, le fil de soudage se trouve entre le point de soudure et le fer à souder; sous l'effet de la chaleur dégagée par le fer à souder, la quantité de soudure nécessaire est alors fondue et appliquée sur le point à souder et, simultanément, la quanti- té de chaleur nécessitée par l'opération de soudage est transmise par la quantité de métal de soudage fondue.
Un autre avantage, dehpréférence lié à l'utilisation de la technique de soudage unilatéral qui vient d'être décrite, consiste en ce que, pour une vitesse de soudage identique, la température de soudage peut être abaissée par rapport à celle nécessitée par les fils de soudage jusqu'ici connus, jusqu'à une température de 50 C Ceci facilite énormément le soudage de piè- ces sensibles à la chaleur, ou même le rend possible, ce qui n'était pas le cas jusqu'à maintenant.
Il peut y avoir intérêt à clore vers l'extérieur par une couche de vernis les orifices des canaux remplis de fondant, soit pour empêcher que le fondant ne s'échappe sans qu'on le veuille, soit pour le protéger contre l'action de l'air ou con- tre tout autre contact extérieur. Naturellement, cette couche de vernis ne doit pas être durcissable à l'air et doit se liqué- fier dans les mêmes limites de température que le fond:..!, comme par exemple la colophane plastifiée.
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"Welding tin wire filled with flux; process and device for the manufacture"
The present invention relates to a flux-filled tubular solder wire for hand, machine and oven soldering.
Welding has been used in the electrical industry for more than 50 years. At first it seemed that the shape
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The best way to bring the soldering tin to the soldering point was a more or less thick soldering tin wire. The welding means absolutely necessary for the welding operation was brought to the welding point either previously, during a particular working operation, or at the same time as the welding operation itself. But often it was impossible to bring the welding means simultaneously, so that tubular welding wires were developed, the inner cavity of which is filled with suitable welding means.
Admittedly, the known tubular welding wires do not give the assurance that the welding means will first reach the surfaces to be welded in order to cause therein on the metal surfaces the reducing reactions necessary before the molten welding tin enters. in contact with these areas. Nonetheless, current tubular tin solder wires generally give satisfactory solder pictures, although certainly the solder metal melts in part earlier and at least in part covers the surfaces to be welded. solder before the flux reaches them.
Given that, according to the evolution of technical progress and to reduce the cost price, we are trying to weld more and more quickly, we have lined the inside of the tubes to be welded with welding means with more action. and faster. However, these means have the drawback of being corrosive and thus deteriorating in many places, by several orders of magnitude, the insulation qualities of the electrical paths starting from the welds. On the other hand, non-corrosive welding means slow down the welding operation and thus cause an appreciable increase in costs.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks by producing the already known normal welding tube in such a way that, over the entire length of the welding wire, a large number of very fine channels emerge on its surface.
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peripheral; at the time of heating marking the start of the welding operation, the flux contained at .1. ' The interior of the wire passes through these channels and arrives at the weld point.
In practice, the present invention can know two radically different embodiments. According to a first embodiment, the welding means is housed in a hollow chamber formed axially inside the wire and filled with flux;
the welding wire is provided with a large number of very fine channels which, passing through the wall, go from the core containing the flux to the outside and provide multiple outlet possibilities for the flux either on the entire outer surface of the tubular welding wire, either in one or more preferred directions * According to a second embodiment, it is sufficient to provide a solid welding tin wire without an axial internal bore with a great number of transverse canals of this kind which, -or 'well penetrate only to a certain depth in the wire, or else pass through it right through, and which are filled with a flux which, under the effect of heat at the start of the welding operation:
, dries it out before the welding metal itself melts.
Under the effect of the heating of the welding wire, the flux which is in this wire and which has a melting point much lower than that of the metal liner melts first and exudes in a certain way. by the numerous channels ;: it covers the surfaces to be welded by cleaning them and by carrying out a reduction reaction before the welding metal reaches the state of fusion which will be able to alloy with the metal surfaces. already cleaned, forming a satisfactory weld point.
It is obvious that a welding tube according to the invention, even with a filling of fondant entirely my corrosive
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greatly increases the speed of the welding operation.
Experiments have shown that in hand welding this acceleration reaches almost 20%. The importance of this result for the industry emerges from the following example of a company which works with 1200 welders: with the welding wire according to the invention and with the same flux, the same work can be accomplished. with only 1000 to 1100 welders.
The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the description which follows, by way of example, of the new tin wire to be soldered and of the installation making it possible to make channels in a wire. tin solder, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 shows a longitudinal section of a tubular tin solder wire according to the invention with its channels and its filling which, when heated, may s '' escape through the channels and, before melting the welding metal, prepare the metal surfaces for welding; FIG. 2 represents the transverse section of such a wire, taken perpendicular to the axis of the wire and showing four channels situated in the same plane or distributed over a certain length of the wire, and arranged at right angles to each other. to others;
FIG. 3 shows in cross section another arrangement of the channels to allow for example a more abundant discharge of the flux in a favored direction, downward in the case of this figure; Figures 4 to 6 are analogous to Figures 1 to 3 and relate to another embodiment of the invention applied to a solid soldering tin wire; the figure ? is a top view of a partial segment of solid wire of the above type which allows to see the shape and arrangement in the wire of the outlet openings of the filled channels.
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fondant folds from a series of channels;
FIG. 8 represents a simple device for making the channels in the soldering tin wire, and FIG. 9 represents on a larger scale a partial view of this device,
In the cases of the embodiment according to FIGS. 4 to 7, there does not exist in the welding wire a hollow axial chamber making it possible to receive a sufficient quantity of flux, it is therefore necessary that the capacity of the transverse channels 2b be greater than that. transverse channels 2 of the embodiment according to Figures 1 to 3. This can be achieved either by increasing the number of transverse channels or by increasing their diameter or depth.
In general, whatever the embodiment of the invention, it can be based on the principle that, for a given unit length of the wire, the filling weight of the flux contained in the channels or in the channels and in the axial chamber of the welding wire should represent from 0.5 to 4.5% of the metal weight of the tin welding wire that this length of wire comprises. When employing the embodiment according to Figures 4 to 7, it is possible to reduce the amount of flux per unit length of wire to a proportion significantly less than 3.5% by weight, and even to lower it. up to about 0.1%.
In this way, a flow of a superfluous quantity of flux, rosin for example, at the soldering points is avoided, which is particularly important when soldering miniaturized electrical circuits.
Since, when the wire is of the type shown in Figures 4 to 7, the flux no longer has to withstand during manufacture the temperatures of 120 to 1400 to which it is exposed in the manufacture of the soldering tin wire tubular according to Figures 1 to 3, it is possible to use
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activators, such as for example combinations of hydrazine, which could not be used at the temperatures stated above, In addition, the welding wires according to Figures 4 to 7 are characterized in relation to the perforated tubular welding wires. - lon Figures 1 to 3 by a higher mechanical strength,
This factor is of particular importance for machine welding where the supply of welding tin wire is made mechanically. In addition, by dispensing with giving the welding wire the shape of a hollow wire, its manufacture is considerably simplified, while also lowering its cost price.
In order to obtain a satisfactory working method with the welding wire according to the invention, the number, shape and direction of the small-sized channels must be determined judiciously. The number of channels should be at least about 500 per running meter of wire, these channels being equidistant from each other. According to another preferred characteristic of the invention, there are provided at least two groups of this kind distributed on the periphery. Another preferred embodiment which can be used in all circumstances provides for about 2000 to 4000 channels and more per running meter of wire.
Some of the groups of channels or even all of the transverse channels can be arranged in lines parallel to the axis of the welding wire; or it is also possible to offset the channels or the groups of channels with respect to each other, on helical lines. In general, it is necessary to tend to have in segments of approximately 2 mm of the welding wire, at least two channels distributed over the circumference, for example located in opposite directions, so that, for each welding, it is possible to have in time required, at least by one channel, of the optimum amount of flux.
The shape, in particular the diameter and the depth, of the transverse canals must of course be determined on the basis of all the factors involved, including
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particular capillary forces, such that the flow out of the channels, during the welding operation, of the flux liquefied by heating, or the placement of this flux during the manufacture of the wire, are not rendered more 'difficult, if not impossible.
Preferably, the channels are shaped such that they widen in the shape of a cone towards the outer surface of the metal liner.
When the embodiment of the invention according to Figures 1 to 3 is employed, the effect sought by the invention can be further accelerated by filling the channels with the aid of flux from the core. melting 3, either during or immediately after fabrication of the wire, subjecting it to a heat treatment sufficient to melt the flux while maintaining below the melting temperature of the welding metal; Figure 1 shows in 2a this way of proceeding.
It is advantageous to cool the wire thus treated immediately after its treatment so that the filling by melting solidifies as soon as the channels are filled and before a significant quantity of this flux has been able to exit at the surface of the wire.
A simple method for obtaining the channels 2 in a soldering tin wire according to the invention consists in operating continuously using a pair of cylinders. In the peripheral surface of each cylinder is formed by turning a groove; in the bottom of the groove of one or both cylinders are a large number of needle-shaped protrusions.
As the tin soldering wire passes through the device, these needles plunge continuously into the wall, making channels therein which, in the case of a tubular tin soldering wire , penetrate to the filling by melting contained in the axial bore of the wire and, in the case of a solid soldering tin wire, penetrate to a determined depth
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or else, pierce it right through. If several pairs of cylinders are mounted one after the other, the axes of which are inclined with respect to each other, one can obtain channels penetrating into the wall of the tubular tin wire and forming one by one. compared to others any desired angle.
Following the channel drilling operation, the surface part of the soldering tin wire exhibits a certain roughness which can have troublesome consequences, for example in automatic feed and metering machines; in this case, the finished tubular solder tin wire can also be passed through a polishing die, which performs a surface polishing of the wire.
According to an embodiment shown in Figures 8 and 9, each of the two cylinders is composed of two half-cylinders 5 and 6 separated in the median plane of a circumferential groove 4. During their assembly, for example at the Using threaded nuts 7, a thin sheet of steel 8 is placed between these two half-cylinders which, in a manner analogous to a circular saw blade, carries a sharp slit 10 around its entire circumference. the shape determines that of the channels 2, for example a conical shape, protrude inside the grooves 4 as much as is necessary to give the desired depth to the channels to be made in the wall of the welding wire.
These teeth are sharpened so that they are thinner towards the periphery, to obtain a better cutting effect, and are then polished to slow down or even entirely avoid the clogging of the teeth by the tin alloy. welding. For the punching operation, for the same purpose, a liquid release agent can be applied to the surface of the welding wire and / or the puncture tool 8 or 10. It is preferable that this release agent is an accelerator. rather than a welding retarder. An agent of
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very low melting point separation is particularly advantageous.
By way of example, a solution of beef tallow, palm oil or the like fatty substance fulfills the desired conditions.
The dimension of the semi-circular section groove of each of the two cylinders is determined such that the section encompassed by the two grooves at the contact area 9 of the two cylinders is slightly greater than the circumference of the welding wire. The pairs of cylinders are mounted in an adjustable manner in a frame 12 and can optionally be provided in known manner with a control device for at least one of the two cylinder axes.
If several pairs of cylinders are used arranged one behind the other to obtain channels forming a certain angle between them, these pairs of cylinders must be actuated synchronously, especially if the tin wire to be soldered tubular has only reduced strength.
The manufacturing possibilities indicated above for the tin soldering wire according to the invention are given only by way of example. Other manufacturing methods are not excluded.
The present invention also makes it possible to manufacture soft welding wires with a diameter equal to and less than 2 mm for hand welds of short duration, for example about 1 second, of weld spots of small dimensions; the results are perfect.
Cross channels can take any shape; it is not necessary that these channels are unique, they can also be made in the form of branched channels, that is to say having branches opening out to the outside at different places on the outer peripheral surface tin welding wire.
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When there is no inner core 3 of fondant, the filling with fondant of the various transverse channels or hollows in the wire can be facilitated thanks to the fact that after having practiced in a solid wire these channels or hollows 2, the latter are filled with a liquid with high dispersing power, the vaporization point of which is greater than the ambient temperature and is equal to or less than the melting point of the flux.
If the wire in this state is passed through a bath of the molten flux, the liquid immediately vaporizes and the empty cavity is quickly and uniformly occupied by the flux. The surplus flux which remains adherent to the peripheral surface of the wire is removed by a scraping device and the wire is immediately cooled.
Another way to achieve complete filling with certainty from the outside of the hollows or channels is to expose to the action of ultrasound the wire, or the flux bath, or both. One can of course also use by combining them at will one or the other of the means described above.
An exemplary embodiment of such a manufacturing mode is described below.
A solid tin wire to be welded with a diameter of 1.5 mm is sent to one or preferably more punching devices according to Figures 8 and 9 working in different planes. The teeth 10 of the tool 8 make in the bottom of the grooves the channel-shaped cavities 2 in the solder wire 1, which converge from the outside to the inside.
After having passed the punching tools, the wire passes, for example, through an alcohol bath, for which denatured alcohol can be used, and to which one can optionally add a wetting agent, the volatility of which is between the same limits. During this operation, the cells
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Channels in the wire are filled with alcohol. The wire in this state then passes through a bath of flux liquefied by heating.
A mixture of rosin or synthetic resin with activators, the solidification point of which is greater than about 60 and which, after having passed through the viscous state, reaches a very fluid state, for example. at a temperature below about 150 The temperature of this highly fluid 1) molten bath is between 90 and 110. When the welding wire enters the flux bath, the alcohol instantly evaporates and, in its place, the flux almost completely fills the channel-shaped hollows. This operation can be further facilitated by subjecting the bath, the wire or these two elements to the action of ultrasound.
The welding wire leaves the bath by passing through a scraper which removes the wire by scraping off excess flux. As soon as the yarn outside the bath reaches the zone of normal room temperature and, preferably, is subjected there to further cooling, for example by subjecting it to a current of cold air, the flux solidifies in the canals; the wire is then ready for use and can be wound in the appropriate shape.
The production of the tubular tin welding wire according to the invention prevents splashing hitherto unavoidable as well as excessive flow of the flux which has become liquid by heating, in particular in the event of rapid successions of welds. , which with the hitherto known tubular welding tin wires with a melting core resulted in the fact that, when welding numerous welding points immediately one after the other, one did not had more after a while than an insufficient amount of flux.
Another essential advantage of the invention consists
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in that, even in the event of a rapid succession of welds, there is no longer any inclusion of flux in the welding beads.
The welding wire according to the invention can be used. for all welding techniques. It is used particularly advantageously with the so-called one-sided welding technique, which is applied for example for soldering on printed circuits and in microtechnology. The one-sided soldering technique consists in that at the start of the soldering reaction the solder wire is between the solder point and the soldering iron; under the effect of the heat given off by the soldering iron, the necessary quantity of solder is then melted and applied to the point to be soldered and, simultaneously, the quantity of heat required by the soldering operation is transmitted by the amount of molten welding metal.
Another advantage, preferably linked to the use of the unilateral welding technique which has just been described, consists in that, for an identical welding speed, the welding temperature can be lowered compared to that required by the wires. hitherto known welding up to a temperature of 50 ° C. This greatly facilitates the welding of heat-sensitive parts, or even makes it possible, which was not the case until now.
It may be advantageous to close the orifices of the channels filled with fondant to the outside with a layer of varnish, either to prevent the flux from escaping unwantedly, or to protect it against the action of air or against any other external contact. Naturally, this layer of varnish must not be curable in air and must liquefy within the same temperature limits as the base: ...!, Such as, for example, plasticized rosin.