EP1896213A1 - Procede de brasage d'un tube plie d'echangeur de chaleur avec application de flux proche d une zone de contact des parois ; tube ainsi obtenu - Google Patents

Procede de brasage d'un tube plie d'echangeur de chaleur avec application de flux proche d une zone de contact des parois ; tube ainsi obtenu

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EP1896213A1
EP1896213A1 EP06755529A EP06755529A EP1896213A1 EP 1896213 A1 EP1896213 A1 EP 1896213A1 EP 06755529 A EP06755529 A EP 06755529A EP 06755529 A EP06755529 A EP 06755529A EP 1896213 A1 EP1896213 A1 EP 1896213A1
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EP
European Patent Office
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brazing
tube
flux
contact zone
solder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06755529A
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German (de)
English (en)
Inventor
Damien Berges
Frédéric MESLIN
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Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP1896213A1 publication Critical patent/EP1896213A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T29/49391—Tube making or reforming

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles.
  • It relates more particularly to a method of soldering a folded heat exchanger tube, comprising the steps of contacting a first tube portion against a bearing surface of a second tube portion at a contact zone, and brazing the first and second parts of tube at this contact zone, using a solder and solder flux, to form a brazed connection.
  • brazing process is particularly suitable for the manufacture of heat exchanger tubes having a general section in the form of B and delimiting two parallel channels of fluid circulation.
  • this brazing process can be used also for the manufacture of other types of tubes from one or more metal strips.
  • the first and second tube portions are held in contact during the brazing operation, which usually takes place by passing through a brazing furnace.
  • several tubes are usually assembled with corrugated spacers or other types of heat exchange fins, to form a beam.
  • Brazing is carried out with a solder, most often made in the form of a veneer on at least one of the faces of the metal strip or strips used to form the tube.
  • This plating is a eutectic compound, whose melting temperature is lower than that of the core of the components to be brazed together.
  • brazing is carried out with a brazing flux which is melted during the brazing operation and whose main function is to dissolve the oxide layer that naturally forms on the surfaces to be assembled.
  • This brazing flow also has the function of wetting the parts to be soldered and thus allowing the solder to spread on the contact surfaces and to diffuse in the very core of the parts to be brazed.
  • the brazing flux is applied, before the soldering operation, in the contact zone between the first tube portion and the second tube portion.
  • this flux is applied to the bearing surface of the second part of the tube at the zone where contact will occur.
  • US Pat. No. 6,119,341 proposes applying a liquid soldering flux to the inner surface of a strip metal and then dry this flux prior to the soldering operation.
  • No. 6,412,174 discloses a method of applying a flow solution inside a bent tube during its forming only on the area to be brazed.
  • the brazing flux is applied in the form of a solution or suspension, or in the form of a paste, in the contact zone which will become the brazing zone.
  • the deposition of the brazing flux on the brazing zone forms a coating which can induce an excess thickness, especially when this flux is in pasty form.
  • the tubes are then stacked to form a heat exchanger bundle, the respective extra thicknesses of the tubes are added, leading to an increase in size. This effect is all the more accentuated as the number of tubes used is high.
  • the object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
  • brazing flux is first applied to the bearing surface of the second part of tubes, under controlled conditions, at a distance close to the zone. of contact .
  • the method of the invention applies the solder flux at a small distance from this area, so outside it. Surprisingly, it has been found that the brazing flux nonetheless performs its usual functions, even though it is not located in the contact zone and therefore solder.
  • solder flux which is melted during the brazing operation, migrates into the contact zone of the parts to be brazed, which allows it to dissolve the coating layer. oxide and wet the parts to be soldered.
  • this distance is between 0 and 6 'mm.
  • the brazing flux may be applied either to one side of the contact zone or to both sides of the contact zone.
  • the brazing flux is advantageously applied in the form of a strip having a width of between 0.5 and 3 mm.
  • the brazing flux is advantageously applied in the form of a paste, for example by means of an applicator roll.
  • This brazing flux is applied in a controlled density, that is to say with a controlled amount per unit area.
  • the brazing flux is a flux for soldering under controlled atmosphere and the density is between 2 and 120 grams per square meter.
  • the first tube portion is a folded end of a metal strip, while the second tube portion is an inner face of the strip.
  • Such a tube is advantageously made in the form of a B-shaped cross-section tube having two circulation channels.
  • the invention is particularly applicable to tubes , formed from at least one metal strip, preferably aluminum.
  • the solder is advantageously a veneer applied to one and / or the other of the two faces of a metal strip.
  • brazing and soldering flux may be applied jointly in the form of a 1 Mix.
  • the brazing is carried out under a controlled atmosphere based on nitrogen.
  • the invention relates to a heat exchanger tube that can be obtained by implementing the method defined above.
  • This tube is advantageously made from a single metal strip and has a substantially B-shaped cross section.
  • the invention also applies to the production of other types of folded tubes, from one or more metal strips.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a heat exchanger tube, B-shaped general section, after folding and before soldering by means of a method according to the invention
  • FIG. 2 is a partial view on an enlarged scale of the tube of FIG. 1;
  • - Figure 3 is. a view similar to Figure 2 in an alternative embodiment
  • - Figure 4 is a view similar to Figure 2 in another embodiment
  • FIG. 5 is a schematic representation of the inner face of a tube according to the invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the variations in the viscosity of a pasty soldering flux as a function of temperature.
  • FIG. 1 shows, in sectional view, a tube 10 ' of heat exchanger, once formed by folding and before soldering.
  • the tube 10 is made from a metal strip, preferably based on aluminum, and has two large generally parallel faces 12 and 14 joined by two small faces 16 and 18 with a U-shaped section.
  • the tube comprises a first portion-obtained by folding a first marginal region of the strip and abutting against a bearing surface of a second portion 22 of the tube.
  • This second part 'of the tube is here formed on the inner surface of the major surface 12.
  • This portion 22 is oriented downward as seen in Figure 1 and in the enlarged view of Figure 2.
  • the other marginal region 24 of the strip is folded and applied against a portion 26 of the strip to jointly form a partition 28, which allows to define two parallel channels 30 of fluid circulation, in particular of the same section.
  • the general shape of the cross section of such a tube is in itself known. It will be observed that the first tube portion 20 is applicable at the level a contact zone Z ( Figure 2) which will subsequently be a soldering zone.
  • the solder is most often formed of a veneer applied to the inner face and / or the outer face of the strip.
  • this plating is advantageously applied to the inner face of the strip, that is to say also on the
  • a solder flux is also used to improve the brazing process. As can be seen in FIG. 1, and more particularly on the view
  • the method of the invention consists in previously applying a brazing flux 32 to the bearing surface of the second tube portion 22, under controlled conditions, and at a distance D. close to the contact zone Z. This distance D is controlled and is
  • the brazing flux 32 is applied on one side of the contact zone Z, that is to say here on the right side.
  • the brazing flux is applied in the form of a narrow band having a width L
  • the brazing flux is applied in the form of a paste, in controlled conditions. Surprisingly, it has been found that during soldering, which takes place in an oven at a temperature sufficient to melt the solder, this soldering flux migrates into the region of the contact zone and usual functions.
  • the solder flux once melted, dissolves the oxide layer formed naturally on the surface of the parts to be assembled.
  • the flux moistens the parts to be soldered and thus allows the solder to spread on the contact surfaces. This migration of the molten brazing flux is also favored by the contact pressure which urges the tube portions 20 and 22 toward each other.
  • brazing flux 32 is applied outside the contact zone Z, it does not lead to extra thicknesses that can modify the width dimension of the tube, that is to say the distance between the faces 12 and 14.
  • FIG. 3 shows another variant embodiment in which the brazing flux 32 is applied on the other side of the contact zone Z, that is to say on the left side in the example shown.
  • FIG. 4 shows yet another alternative embodiment in which the brazing flux 32 is applied in the form of two parallel strips respectively on both sides of the contact zone Z.
  • the process of the invention is advantageously carried out under a controlled atmosphere, in particular under a nitrogen atmosphere, by the so-called Nocolok® process. It is advantageous in this case to use a pasty mixture comprising a solder flux known for the Nocolok process, mixed with a binder and a thickener.
  • the brazing flux is applied in a controlled density, that is to say in controlled quantity generally between 2 and 120 g / m 2 . .
  • the width of the coating must be increased (3 mm width for an application density of 20 g / m 2 ). or increase the application density of the brazing flux (0.5 mm width at an application density of 120 g / m 2 ).
  • the application of the brazing flux is advantageously carried out continuously on a manufacturing bench by means of an applicator roll.
  • the soldering flux is then applied to a non-degreased metal strip unwinding continuously from a coil.
  • the strip is then folded on the manufacturing bench to give it the desired cross-section, then cut into sections constituent, individual tubes.
  • the tubes thus obtained are then assembled with fins, for example corrugated inserts, to form a bundle which can be brazed in a single operation by passing through a brazing furnace.
  • the brazing flux coating is applied in the form of a strip with a width L of 1.5 mm and at a distance D of the zone Z of between 2 and 2.5 mm.
  • the brazing flux in paste form is applied by roll coating on an oily surface.
  • the density of application of the brazing flux is here 49 g / m 2 .
  • FIG. 5 illustrates the variations in the viscosity of the pasty mixture as a function of the temperature and stirring speed of the mixture.
  • FIG. 5 shows various curves Ci to C 5 showing the variations of the viscosity expressed in centipoises (cP) as a function of the temperature ( 0 C) for different average values of agitation, namely 3 revolutions / min (curve Ci), 6 rpm
  • Viscosities range from about 2000 to about 15,000 cP at 15 ° C and from about 1000 to about 8000 cP at 55 ° C. It is understood that it is thus possible to control the viscosity of the pasty mixture which will be applied to the tube before soldering.
  • FIG. 6 schematically shows a part of a tube according to the invention, here the inside of the face 12, on which is represented the contact zone Z and the region of the solder flux 32.
  • the internal width of the tube is typically 27 mm or more. It is divided symbolically into eight regions Ri to Rs in the form of parallel bands from left to right in the drawing.
  • the brazing flux is applied over part of the region R4, the location of the second tube portion 22 is represented by a dotted line between the regions R 4 and R 5.
  • regions R4 and R5 near the location of the bridging flow, a macroscopic analysis shows the presence of the flow.
  • solder and solder flux in the form of a mixture, which then allows to dispense with plating.
  • this mixture will comprise a silicon compound, allowing during brazing, to produce a eutectic product with the aluminum of the core.
  • the application of the mixture near the point to be brazed avoids having to flatten the entire surface to be brazed.
  • This mixture is advantageously chosen from the following possibilities:
  • Siliconflux a mixture called "Silflux" comprising 33% by weight of silicon powder, Nocolok100 flux and 66% of binder, applied at the rate of 3 to 6 grams of silicon per m 2 of surface;
  • A1SU2 comprising Nocolok® flux, and a compound close to the autectic AlSil2, applied at a rate of 4 to 10 grams of AlSil2 per m 2 of surface;
  • solder paste comprising AlSil2 in paste form and a solder flux.
  • the invention thus makes it possible to produce different types of heat exchanger tubes. It can be tubes each obtained with a single strip or with several strips.
  • tubes having an insert portion with corrugations may be provided to define a multitude of parallel channels.
  • the part which forms the corrugations can be made in the form of a separate insert from another strip, or from the same strip.
  • tubes having several adjacent channels delimited by walls formed by folds formed in the material of the outer wall of the tube.
  • the invention finds particular application to heat exchangers for motor vehicles.

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Abstract

La présente demande concerne un procédé de brasage d'un tube (10) plié d'échangeur de chaleur, comprenant les opérations consistant à mettre en contact une première partie (20) de tube contre une surface d'appui d'une deuxième partie (22) de tube au niveau d'une zone de contact, et à braser les première et deuxième parties de tube au niveau de cette zone de contact, avec utilisation d'un apport de brasage et d'un flux de brasage (32), pour former une liaison brasée. Un tel procédé de brasage convient tout particulièrement à la fabrication de tubes d'échangeur de chaleur présentant une section générale en forme de B et délimitant deux canaux parallèles (30) de circulation de fluide. Cependant, ce procédé de brasage peut être utilisé aussi pour la fabrication d'autres types de tube à partir d'un ou plusieurs feuillards métalliques.

Description

PROCEDE DE BRASAGE D'UN TUBE PLIE D1ECHANGEUR DE CHALEUR
AVEC APPLICATION DE FLUX PROCHE D'UNE ZONE
DE CONTACT DES PAROIS ; TUBE AINSI OBTENU
L ' invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles.
Elle concerne plus particulièrement un procédé de brasage d'un tube plié d'échangeur de chaleur, comprenant les opérations consistant à mettre en contact une première partie de tube contre une surface d'appui d'une deuxième partie de tube au niveau d'une zone de contact, et à braser les première et deuxième• parties de tube au niveau de cette zone de contact, avec utilisation d'un apport de brasage et d'un flux de brasage, pour former une liaison brasée.
Un tel procédé de brasage convient tout particulièrement à la fabrication de tubes d'échangeur de chaleur présentant une section générale en forme de B et délimitant deux canaux parallèles de circulation de fluide. Cependant, ce procédé de brasage peut être utilisé aussi pour la fabrication d'autres types de tubes à partir d'un ou plusieurs feuillards métalliques.
Dans les procédés de brasage connus de ce genre, la première et la deuxième parties de tube sont maintenues en contact pendant l'opération de brasage, qui s'effectue habituellement par passage dans un four de brasage. Pour cela, plusieurs tubes sont habituellement assemblés avec des intercalaires ondulés ou autres types d'ailettes d'échange de chaleur, pour former un faisceau. Le brasage s'effectue avec un apport de brasage, le plus souvent réalisé sous la forme d'un placage sur l'une au moins des faces du ou des feuillards métalliques servant à former le tube. Ce placage est un composé eutectique, dont la température de fusion est inférieure à celle de l'âme des composants à braser entre eux.
En outre, le brasage s'effectue avec un flux de brasage qui est fondu lors de l ' opération de brasage et qui a pour principale fonction de dissoudre la couche d'oxyde qui se forme naturellement sur les surfaces à assembler. Ce flux de brasage a aussi pour fonction de mouiller les parties à braser et de permettre ainsi à 1 ' apport de brasage de se répandre sur les surfaces de contact et à diffuser au cœur même des parties à braser.
Jusqu'à présent, le flux de brasage est appliqué, avant l'opération de brasage, dans la zone de contact entre la première partie de tube et la deuxième partie de tube. Autrement dit, ce flux est appliqué sur la surface d'appui de la deuxième partie , de tube au niveau de la zone ou s'effectuera ie contact.
Un tel brasage s'effectue maintenant, de plus en plus, sous une atmosphère contrôlée, à savoir sous une atmosphère d'azote, ce qui améliore l'aptitude au brasage des parties à assembler. Il s'agit du procédé connu appelé Nocolok®.
On connaît différents procédés de brasage du type précité.
Ainsi, le brevet US 6 119 341 propose d'appliquer un flux de brasage liquide sur la surface intérieure d'un feuillard métallique et de sécher ensuite ce flux préalablement à l'opération de brasage.
Le brevet US 6 412 174 décrit un procédé consistant à appliquer une solution de flux à l'intérieur d'un tube plié, pendant son formage, seulement sur la zone à braser.
La demande de brevet US 2003/145465 décrit un autre procédé pour appliquer un flux sur la surface interne d'un tube plié à section en forme de B. Dans ce procédé connu, le flux est appliqué en solution pendant la formation du tube sur la zone à braser.
Dans tous ces procédés connus, le flux de brasage est appliqué sous la forme d'une solution ou suspension, ou encore sous la forme d'une pâte, dans la zone de contact qui deviendra la zone de brasage.
Ces solutions connues présentent un certain nombre d ' inconvénients .
Tout d'abord le dépôt du flux de brasage sur la zone à braser forme un revêtement qui peut induire une surépaisseur, spécialement lorsque ce flux est sous forme pâteuse. Lorsque les tubes sont ensuite empilés pour former un faisceau d'échangeur de chaleur, les surépaisseurs respectives des tubes s'ajoutent, conduisant à un augmentation de dimension. Cet effet est d'autant- plus accentué que le nombre de tubes utilisés est élevé.
Ces solutions connues peuvent donc soulever des problèmes d'insertion des ailettes lors de l'assemblage du faisceau en raison de la surépaisseur induite par le flux de brasage dans les différents tubes. À l'inverse, un dimensionnement de l'espace entre les tubes, visant' à compenser cette surépaisseur, est susceptible de causer un mauvais brasage de la liaison tube/intercalaire. • '
De plus, ces solutions connues peuvent entraîner une consommation élevée de flux de brasage du fait de l '.épaisseur du revêtement de flux de brasage.
En outre, ces solutions ne permettent pas d'appliquer le flux de façon convenable sur la zone à braser. Elles ne permettent pas une application précise et elles rendent souvent impossible l'application du flux de brasage dans la réalisation d'un tube plié dirigé vers le bas.
Ces solutions ne permettent pas une reproductibilité du procédé, ce qui se traduit par" un défaut de fiabilité sur la géométrie du tube plié.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités .
Elle propose à cet effet un procédé de brasage du type défini en introduction, dans lequel on applique au préalable le flux de brasage sur la surface d'appui de la deuxième partie de tubes, dans des conditions contrôlées, à une distance proche de la zone de contact .
Ainsi, contrairement aux solutions connues, dans lesquelles le flux de brasage est , appliqué sur la zone même où s'effectuera le 'contact, le procédé de l'invention applique le flux de brasage à faible distance de cette zone, donc en dehors de celle-ci. II a été constaté, de manière surprenante, que le flux de brasage réalise néanmoins ses fonctions habituelles, bien que n'étant pas situé dans la zone de contact et donc de brasage .
Sans vouloir être lié à une théorie particulière, il semble- que le flux de brasage, qui est fondu lors de l'opération de brasage, migre dans la zone de contact des parties à braser, ce qui lui permet de dissoudre la couche d'oxyde et de mouiller les parties à braser.
Cela suppose bien entendu que la distance entre le flux de brasage, formant revêtement, et la zone de contact soit proche, donc contrôlée.
Avantageusement, cette distance est comprise entre 0 et 6 ' mm.
Le flux de brasage peut être appliqué soit d'un côté de la zone de contact, soit encore des deux côtés de la zone de contact .
Dans tous les cas, le flux de brasage est avantageusement appliqué sous la forme d'une bande ayant une largeur comprise entre 0,5 et 3 mm.
Dans l'invention, le flux de brasage est avantageusement appliqué sous la forme d'une pâte, par exemple au moyen d'un rouleau applicateur. Ce flux de brasage est appliqué selon une densité contrôlée, c'est-à-dire avec une quantité contrôlée par unité de surface . •
Dans une forme de réalisation préférée, le flux de brasage est un flux pour brasage sous atmosphère contrôlée et la densité est comprise entre 2 et 120 grammes par mètre carré .
Dans une application préférentielle, la première partie de tube est une extrémité repliée d'un feuillard métallique, tandis que la deuxième partie, de tube est une face intérieure du feuillard.
Un tel tube est avantageusement réalisé sous la forme d'un tube à section transversale en forme de B, présentant deux canaux de circulation.
L'invention s'applique tout particulièrement aux tubes, formés à partir d'au moins un feuillard métallique, avantageusement en aluminium.
L ' apport de brasage est avantageusement un placage appliqué sur l'une et/ou l'autre des deux faces d'un feuillard métallique.
Cependant, dans une variante de réalisation de l'invention,
I ' apport de brasage et le flux de brasage peuvent être appliqués conjointement sous la forme d'un1 mélange.
II en résulte pour avantage la possibilité d'appliquer, à la place du flux de brasage cité précédemment, un mélange qui joue à la fois1 la fonction d'apport de brasage et de flux de brasage, ce qui permet de se passer de placage sur la surface du tube.
Dans une application préférentielle de l'invention, le brasage est réalisé sous une atmosphère contrôlée à base d' azote .
Sous un autre aspect, l'invention concerne un tube d ' échangeur de chaleur pouvant être obtenu par la mise en œuvre du procédé défini précédemment.
Ce tube est avantageusement réalisé à partir d'un seul feuillard métallique et présente une section transversale sensiblement en forme de B.
Bien entendu, l'invention s'applique aussi à la réalisation d'autres types de tubes plies, à partir d'un ou de plusieurs feuillards métalliques.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un tube d' échangeur de chaleur, à section générale en forme de B, après pliage et avant brasage au moyen d'un procédé selon 1 ' invention ;
- la figure 2 est une vue partielle à échelle agrandie du tube de la figure 1 ;
- la figure 3 est. une vue analogue à la figure 2 dans une variante de réalisation ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 dans une autre variante de réalisation ;
- la figure 5 est une représentation schématique de la face intérieure d ' un tube selon l ' invention ; et
- la figure 6 est un graphique montrant les variations de la viscosité d'un flux de brasage pâteux en fonction de la température .
On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre, en vue en coupe, un tube 10' d'échangeur de chaleur, une fois formé par pliage et avant brasage. Le tube 10 est réalisé à partir d'un feuillard métallique, avantageusement à base d'aluminium, et présente deux grandes faces généralement parallèles 12 et 14 réunies par deux petites faces 16 et 18 à section en U.
Le tube comprend une première partie- 20 obtenue par repliage d'une première région marginale du feuillard et venant en appui contre une surface d ' appui d ' une deuxième partie 22 du tube. Cette deuxième partie 'de tube est formée ici sur la surface intérieure de la grande face 12. Cette partie 22 est orientée vers le bas comme on le voit sur la figure 1 et sur la vue agrandie de la figure 2.
L'autre région marginale 24 du feuillard est repliée et appliquée contre une partie 26 du feuillard pour former conjointement une cloison 28, ce qui permet de définir deux canaux parallèles 30 de circulation de fluide, notamment de même section. La forme générale de la section transversale d'un tel tube est en elle-même connue. On observera que la première partie de tube 20 vient s'appliquer au niveau d'une zone de contact Z (figure 2) qui constituera ultérieurement une zone de brasage.
Le brasage d'un tel tube s'effectue classiquement avec
5 utilisation d'un apport de brasage et d'un flux de brasage.
L'apport de brasage est formé le plus souvent d'un placage appliqué sur la face intérieure et/ou la face extérieure du feuillard. Ici, ce placage est avantageusement appliqué sur la face intérieure du feuillard, c'est-à-dire aussi sur la
10 deuxième partie de tube 22.
Comme indiqué précédemment, on utilise aussi un flux de brasage pour améliorer le procédé de brasage. Comme on le voit sur la' figure 1, et plus particulièrement sur la vue
15 agrandie de la figure' 2 , le procédé de 1 ' invention consiste à appliquer au préalable un , flux de brasage 32 sur la surface d'appui de la deuxième partie de tube 22, dans des conditions contrôlées, et à une distance D . proche de la zone de contact Z. Cette distance D est contrôlée et est
20 avantageusement comprise entre 0 et 6 mm. Autrement dit, il n'est pas appliqué de flux au droit de la zone de brasage mais uniquement à proximité, par exemple sur la deuxième partie de tube 22 se trouvant en vis-à-vis de la cloison 28, d'un côté et/ou de l'autre de ladite cloison.
'25
Dans l'exemple des figures 1 et 2 , le flux de brasage 32 est appliqué d'un côté de la zone de contact Z, c'est-à- dire ici du côté droit. Le flux de brasage est appliqué sous la forme d'une bande étroite ayant une largeur L
30 comprise entre 0,5 et 3 mm.
Dans une forme de réalisation préférée de l ' invention-, le flux de brasage est appliqué sous la forme d'une pâte, dans des conditions contrôlées. De façon surprenante, il a été constaté que lors du brasage, qui s'effectue dans un four à une température suffisante pour faire fondre l'apport de brasage, ce flux de brasage vient migrer dans la région de la zone de contact et remplir ses fonctions habituelles.
Ainsi, le flux de brasage, une fois fondu, vient dissoudre la couche d'oxyde formée naturellement sur la surface des parties à assembler. En outre, le flux vient mouiller les parties à braser et permet ainsi à l'apport de brasage de se répandre sur les surfaces de contact. Cette migration du flux de brasage fondu est également favorisé par la pression de contact qui sollicite les parties de tube 20 et 22 l'une vers l'autre.
Du fait que le flux de brasage 32 est appliqué en dehors de la zone de contact Z, il ne conduit pas à des surépaisseurs susceptibles de modifier la dimension en largeur du tube, c'est-à-dire la distance entre les faces 12 et 14.
Ceci est. particulièrement important lorsque l'on réalise un brasage, en une seule opération, d'un faisceau de tubes comportant un nombre important de tubes et d'ailettes ou intercalaires ondulés disposés à chaque fois entre deux tubes successifs.
Le fait de ne pas entraîner une surépaisseur dans la zone de contact du tube, permet de garantir une répétabilité du procédé et une dimension reproductible des tubes et donc du faisceau d'échange de chaleur.
La figure 3 montre une autre variante de réalisation dans laquelle le flux de brasage 32 est appliqué de l'autre côté de la zone de contact Z, c'est-à-dire du côté gauche dans l'exemple représenté.
La figure 4 montre encore une autre variante de réalisation dans laquelle le flux de brasage 32 est appliqué sous la forme de deux bandes parallèles respectivement des deux côtés de la zone de contact Z .
Le procédé de l'invention s'effectue avantageusement sous une atmosphère contrôlée, en particulier sous une atmosphère d'azote, par le procédé dit Nocolok®. Il est avantageux en ce cas d'utiliser un mélange pâteux comprenant un flux de brasage connu pour le procédé Nocolok, en mélange avec un liant et un épaississant.
Dans l'invention, le flux de brasage est appliqué selon une densité contrôlée, c'est-à-dire en quantité contrôlée généralement comprise entre 2 et 120 g/m2 .. Plus la distance D est importante, plus la densité de flux doit être élevée. Ainsi, par exemple, si l'on applique le flux pâteux à une distance de 6 mm de la zone Z, il faut soit augmenter la largeur du revêtement (3 mm de largeur pour une densité d'application de 20 g/m2), soit augmenter la densité d'application du flux de brasage (0,5 mm de largeur pour une densité d'application de 120 g/m2) .
L'application du flux de brasage est avantageusement réalisée en continu sur un banc de fabrication au moyen d'un rouleau applicateur. Le flux de brasage est alors appliqué sur un feuillard métallique non dégraissé, déroulé en continu à partir d'une bobine. Le feuillard est ensuite plié sur le banc de fabrication pour lui conférer la section transversale souhaitée, puis découpé en tronçons constituant, des tubes individuels. Les tubes ainsi obtenus sont ensuite assemblés avec des ailettes, par exemple des intercalaires ondulés, pour former un faisceau qui peut être brasé en une seule opération par passage dans un four de brasâge .
A titre d'exemple, on utilise une formulation pâteuse comprenant les ingrédients suivants dans les proportions pondérales indiquées :
45 % (± 1 %) d'un flux Nocolok®
10 % (± 0,5 %) de N-méthyl-2-pyrrolidone
10 % (± 0,5 %) de 2-butoxyéthanol •
35 % (± 1 %) d'eau déminéralisée.
Dans l'exemple d'un tube tel que décrit précédemment, le revêtement de flux de brasage est appliqué sous la forme d'une bande sur une largeur L de 1,5 mm et à une distance D de la zone Z comprise entre 2 et 2,5 mm. Le flux de brasage sous forme de pâte est appliqué par enduction au rouleau sur une surface huileuse. La densité d'application du flux de brasage est ici de 49 g/m2.
La figure 5 illustre les variations de la viscosité du mélange pâteux en fonction de la température et de la vitesse d'agitation du mélange. On a représenté sur la figure 5 différentes courbes Ci à C5 montrant les variations de la viscosité exprimée en centipoises (cP) en fonction de la température (0C) pour différentes valeurs moyennes d'agitation, à savoir 3 tours/mn (courbe Ci), 6 tours/mn
(courbe C2) , 12 tours/mn (courbe C3) , 30 tours/mn (courbe
C4) et 100 tours/mn (courbe C5) . Plus la vitesse d'agitation est élevée et plus la viscosité est basse. Les viscosités s'échelonnent d'environ 2000 à environ 15000 cP à 15°C et d'environ 1000 à environ 8000 cP à 55°C. On comprend que 1 ' on peut ainsi contrôler la viscosité du mélange pâteux qui sera appliqué sur le tube avant brasage.
Différents essais ont été réalisé sur des tubes d'échange de chaleur obtenus par le procédé de l ' invention et ont permis de constater que ces tubes présentaient des résistances à l'éclatement comparables à celles des tubes obtenus par des procédés connus, c'est-à-dire dans lesquels le flux de brasage est appliqué sur la zone de contact des parties à braser.
La figure 6 montre schématiquement une partie d'un tube selon l'invention, ici le côté intérieur de la face 12, sur laquelle on a représenté la zone de contact Z et la région du flux de brasage 32. La largeur intérieure du tube est typiquement de 27 mm ou davantage. Elle est divisée symboliquement en huit régions Ri à Rs sous la forme de bandes parallèles de la gauche vers la droite sur le dessin. Le flux de brasage est appliqué sur une partie de la région R4, l'emplacement de la deuxième partie de tube 22 est représenté par une ligne en trait mixte entre les régions R4 et R5. Dans les régions R4 et R5 proches de l'emplacement du flux de .brasage, un examen par analyse macroscopique montre la présence du flux.
On trouve, en effet, dans la région R4' de nombreuses plaquettes et aiguilles traduisant la présence du flux. Dans les .régions R3 et R5 situées de part et d'autre de la région R4, l'analyse révèle des aiguilles et peu de plaquettes traduisant encore une présence de flux. Par contre, dans les autres régions R1 et R2 (côté gauche) et Re, R7 et Rs (côté droit) on ne trouve aucune trace d'aiguilles traduisant la présence du flux.
Les observations montrent que le flux qui était appliqué dans la région Z a migré de part et d'autre de cette région, sur une étendue limitée, et a pu ainsi exercer ses fonctions habituelles .
Comme indiqué précédemment, il est possible d'appliquer conjointement l'apport de brasage et le flux de brasage sous le forme d'un mélange, ce qui permet alors de se dispenser de placage .
Dans le cas où le tube à braser est en aluminium, ce mélange comportera un composé de silicium, permettant lors du brasage, de réaliser un produit eutectique avec l'aluminium de l'âme. Dans ce cas, l'application du mélange près du point à braser évite d'avoir à plaquer l'ensemble de la surface à braser. Ce mélange est avantageusement choisi parmi les possibilités suivantes :.
- un mélange appelé "Silflux" comportant en masse 33 % de poudre de silicium, du flux NocoloklOO® et 66 % de liant, appliqué à raison dé 3 à 6 grammes de silicium par m2 de surface ;
- un composé A1SU2, comportant du flux Nocolok®, et un- composé proche de l'autectique AlSil2, appliqué à raison de 4 à 10 grammes d'AlSil2 par m2 de surface ; et
- une pâte à braser comportant de l'AlSil2 sous forme de pâte et un flux de brasage.
L'invention permet ainsi de réaliser différents types de tubes d'échangeur de chaleur. Il peut s'agir de tubes obtenus chacun avec un seul feuillard ou avec plusieurs feuillards.
En dehors de tubes à section en B, on peut réaliser des tubes présentant une partie formant insert avec des ondulations pour définir une multitude de canaux parallèles. En ce cas, la partie qui forme les ondulations peut être réalisée sous la forme d'un insert séparé à partir d'un autre feuillard, ou à partir du même feuillard.
De même, l'on peut former des tubes comportant plusieurs canaux adjacents, délimités par des parois constituées par des plis formés dans la matière de la paroi externe du tube . '
L ' invention trouve une application particulière aux échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles .

Claims

Revendications
1. Procédé de brasage d'un tube plié d'échangeur de chaleur, comprenant les opérations consistant à mettre en contact une première partie de tube (20) contre une surface d'appui d'une deuxième partie de tube (22) au. niveau d'une zone de contact (Z) et à braser les première et deuxième parties de tubes au niveau de cette zone de contact, avec utilisation d'un apport de brasage et d'un flux de brasage, pour former une liaison brasée,
caractérisé en ce que l ' on applique au préalable le flux de brasage (32) sur la surface, d'appui de la deuxième partie de tubes (22) dans des conditions contrôlées, à une distance (D) proche de. la zone de contact (Z) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance (D) est comprise entre 0 et 6 mm.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est appliqué d'un côté de la zone de contact (Z) .
4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est appliqué des deux côtés de la zone de contact (Z) .
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est appliqué sous la forme d'une bande ayant une largeur (L) comprise entre 0,5 et .3 mm.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est appliqué sous la forme d'une pâte.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est appliqué selon une densité contrôlée.
8. Procédé selon les revendications 6 et 7, prises en combinaison, caractérisé en ce que le flux de brasage (32) est un flux pour brasage sous atmosphère contrôlée et la densité est comprise entre 2 et 120 g/m2.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la première partie de tube (20) est une extrémité repliée d'un feuillard métallique, tandis que la deuxième partie de tube (22) est une face intérieure du feuillard.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tube (10) est formé à partir d'au moins un feuillard métallique, avantageusement en aluminium.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'apport de brasage est un placage.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l ' apport de brasage et le flux de brasage sont appliqués conjointement sous la forme d'un mélange .
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le brasage est réalisé sous une atmosphère contrôlée à base d'azote.
14. Tube d'échangeur de chaleur pouvant être obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 13.
15. Tube d'échangeur de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir d'un seul feuillard métallique et présente une section transversale sensiblement en forme de B.
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