ES2595978T3

ES2595978T3 - Producto de soldadura que comprende una mezcla de flujo de soldadura y metal de aporte y procedimiento de fabricación

Info

Publication number: ES2595978T3
Application number: ES09768197.7T
Authority: ES
Inventors: Philippe Schmitt; Boris Bosi
Original assignee: Selectarc Welding
Current assignee: Selectarc Welding
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: CA2742751C; US8696829B2; PT2346632T; FR2938460A1; PL2346632T3; EP2346632A1; FR2938460B1; CA2742751A1; EP2346632B1; US20100330386A1; WO2010058116A1; EP2346632B8

Abstract

Procedimiento de fabricación de un producto de soldadura a partir de un polvo de flujo de soldadura y de un metal de aporte, caracterizado por que se realizan las etapas siguientes, en las que: a) se preparan unas partículas de metal de aporte (7a), preferentemente de una aleación de aporte, con un tamaño de 500 mm a 5 mm, preferentemente de 2 a 4 mm, y b) se mezcla dicho polvo de flujo de soldadura de granulometría inferior a 100 mm, preferentemente de 10 a 40 mm, con agua hasta obtener una pasta de baja viscosidad apta para fluir plásticamente, preferentemente una pasta líquida (6a), y c) se vierte, preferentemente de manera progresiva y a bajo caudal, más preferentemente gota a gota, dicha pasta de flujo de soldadura sobre dichas partículas de metal, mezclando y calentando dichas partículas de metal a una temperatura de por lo menos 100ºC, preferentemente de 120 a 150ºC, hasta obtener un revestimiento regular de la superficie de cada una de dichas partículas de metal de aporte con dicha pasta, y se calientan dichas partículas recubiertas a dicha temperatura hasta evaporar el agua contenida en dicho flujo de soldadura que recubre dichas partículas, y d) se obtiene dicho producto de soldadura compactando mecánicamente las partículas recubiertas de la etapa c) a una presión de por lo menos 5000 bares, preferentemente a 7000 bares, calentándolas a una temperatura de por lo menos 300ºC inferior a la temperatura de fusión del flujo de soldadura.

Description

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DESCRIPCION

Producto de soldadura que comprende una mezcla de flujo de soldadura y metal de aporte y procedimiento de fabrication.

La presente invention se refiere a un nuevo producto de soldadura y un nuevo procedimiento de fabricacion de dicho producto de soldadura que comprende la mezcla de por lo menos un metal de aporte y de flujo de soldadura.

La soldadura es el ensamblaje de dos materiales con la ayuda de un metal, en general en forma de aleacion, denominado metal de aporte, que tiene una temperatura de fusion inferior a la de los metales que se van a ensamblar y que humedece, por capilaridad, las superficies que se van a ensamblar que no participan mediante su fusion en la constitution de la junta soldada. Es un ensamblaje denominado heterogeneo.

El calentamiento de la zona a soldar puede llevarse a cabo mediante un soldador, aire caliente, una llama (con la ayuda de un soplete), un arco electrico, un inductor o un laser. La soldadura puede llevarse a cabo tambien en un horno de aire, bajo atmosfera controlada o bajo vaclo.

Muy frecuentemente, un material destinado a favorecer la penetration de materia de fusion de metal de aporte denominado flujo de soldadura se utiliza en combination con el metal de aporte. El flujo de soldadura, bajo el efecto de un calentamiento (llama, induction, etc.) decapara en primer lugar las piezas que se van a ensamblar, despues permitira la humectacion del metal de aporte. La humectacion es la capacidad del metal para “fluir” a lo largo de las piezas que se van ensamblar. El flujo fundido protege despues la soldadura durante su enfriamiento.

El flujo de soldadura es, por lo tanto, una mezcla de productos qulmicos que permiten asegurar una buena humectacion de la aleacion de aporte sobre las piezas que se van a ensamblar:

- eliminando los oxidos presentes en la superficie de las piezas que se van a ensamblar, y

- protegiendo las piezas que se van a ensamblar de la oxidation durante todo la duration de la operation de

soldadura, y

- disminuyendo la tension superficial de la aleacion de aporte.

Se trata de un agente reductor disenado para ayudar a quitar las impurezas y permitir la humectacion del metal de aporte por destruction de la capa de oxido en la superficie de los metales que se van a ensamblar.

Para cada tipo de metal de aporte, se selecciona un tipo de flujo de soldadura y una cantidad relativa de flujo de

soldadura apropiados, entendiendose que el flujo de soldadura debe ser seleccionado, entre otros, con el fin de presentar una temperatura de fusion inferior en algunos grados a la del metal de aporte. Asl, cuando se calienta el conjunto de las piezas a soldar y de la pareja metal de aporte/flujo de soldadura, el flujo de soldadura funde, en primer lugar, para cumplir su funcion tecnica antes de la fusion del metal de aporte.

A tltulo de ejemplo, se pueden utilizar los flujos de soldadura siguientes:

- para un metal de aporte constituido principalmente por cobre o plata, un flujo a base de una mezcla de acido borico y fluoruro de potasio;

- para un metal de aporte constituido principalmente por aluminio, un flujo a base de criolita potasica; y

- para un metal de aporte constituido principalmente por zinc, un flujo a base de criolita cesica.

El metal de aporte esta generalmente mezclado con o formulado con un flujo de soldadura.

El flujo de soldadura y el metal de aporte se presentan frecuentemente al usuario en forma de dos constituyentes distintos, por un lado en polvo o pasta de flujo, y por otro lado un hilo hueco o una banda o varilla de metal de aporte, que comprende un alma en uno de los constituyentes que esta recubierto del otro constituyente.

Se conoce en particular un producto de soldadura en el que el metal de aporte se presenta en forma de banda o fleje plegado sobre si mismo y que contiene el flujo de soldadura. Sin embargo, la estanqueidad no es buena y durante la conformation del fleje, en particular en forma de anillos o de varillas, este puede abrirse, lo que conlleva una perdida de flujo. Por otro lado, la relation masica fundente de soldadura/metal no es perfectamente homogenea en la section del alambre forrado o varilla obtenida.

Se conoce tambien un producto de soldadura en forma de tubo metalico de metal de aporte, obtenido por extrusion, lleno de polvo de flujo de soldadura. Este tipo de producto de soldadura es mas estanco y permite obtener una relacion en porcentaje masico de flujo de soldadura/metal controlado y homogeneo, lo que permite depositar justo la

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cantidad necesaria de flujo de soldadura y de metal. Finalmente, esta presentacion en forma de tubo lleno de flujo permite presentar el alambre en diferentes formas, en particular en forma de anillo para facilitar la soldadura de piezas de seccion circular. Estos alambres presentan, en general, un diametro externo de 0,8 a 5 mm y un diametro interno del agujero central de 0,3 a 2 mm. Estos alambres pueden ser presentados en longitudes unitarias hasta 2 m o enrollados en bobinas de 10 a 15 kg o en forma de anillos con dimensiones (diametro del alambre y diametro del anillo) que permiten depositar la cantidad de metal deseada.

La cantidad relativa de flujo de soldadura depende, entre otros, de la naturaleza de los materiales que se van a ensamblar y de su capacidad para oxidarse. Para una aleacion de aporte de tipo aluminio (Al), la proporcion masica de flujo es del orden del 10 al 20%. Para una aleacion de aporte de tipo zinc, cobre-zinc-plata, la proporcion masica de flujo es del orden del 3 al 12%. La cantidad relativa de flujo de soldadura depende tambien de la forma del producto de soldadura, a saber fleje, tubo forrado o varilla recubierta.

En la practica, en un alambre tubular forrado lleno de flujo de soldadura, la proporcion masica de flujo de soldadura suficiente es, en general, del 5 al 20% del peso total del alambre + flujo.

Sin embargo, el procedimiento de fabricacion de estos alambres tubulares forrados es largo y costoso. Ademas, no es posible utilizarlo para ciertos flujos de soldadura. En efecto, el tubo de metal de aporte debe estar lleno de flujo de soldadura mediante un procedimiento conocido de llenado por vibracion, en el que el polvo de soldadura, inicialmente de granulometrla de 1 a 10 pm, esta granulado en forma de granos de 50 a 100 pm para evitar que el polvo de flujo se agregue en bloque y llegue a obstruir el tubo, impidiendo su buen rellenado. Para hacer esto, es necesario fabricar unos tubos de mayor diametro externo y mayor diametro interno para conseguir llenarlos de flujo por vibracion, antes de trefilar los tubos en forma de alambres huecos de menor diametro externo y menor diametro interno.

Por otro lado, para algunos flujos, como los flujos a base de criolita potasica, los granos de flujo se disgregan durante la vibracion que sufren durante el llenado del tubo.

Ademas, los productos de soldadura anteriores constituidos por alambre o varilla de metal de aporte lleno de flujo de soldadura presentan una cierta heterogeneidad debido a la yuxtaposicion de 2 constituyentes que pueden desembocar en defectos de soldadura. Una falta de flujo genera una mala moldeabilidad del metal y unos agujeros en la soldadura. Un exceso de flujo requiere una limpieza mas significativa de la soldadura.

Para remediar la heterogeneidad anterior, existen unas pastas soldadas formadas de una mezcla preparada de polvo de metal de aporte y de flujo en proporciones deseadas, cuyos granos estan unidos entre si mediante un aglutinante. Sin embargo, la presencia del aglutinante en la pasta soldada necesita una aportacion termica incrementada, es decir que es necesario gastar mas energla y mas tiempo. Ademas, la pasta necesita una herramienta de aplicacion tal como una jeringa o una pipeta.

Para remediar estos inconvenientes y lagunas, en el documento FR 2 855 085, la solicitante ha descrito un nuevo tipo de producto de soldadura constituido a partir de un bloque de material de soldadura obtenido mezclando directamente el polvo de flujo de soldadura de granulometrla de 1 a 10 pm, y polvo de metal de aporte de granulometrla de 50 a 350 pm, siendo la mezcla despues compactada a una presion de 1000 a 1500 bares a una temperatura superior a 300°C, pero inferior a la temperatura de fusion del flujo de soldadura. Se obtiene por lo tanto un bloque relativamente homogeneo que puede ser despues transformado mecanicamente para ser conformado, mediante cualquier tecnica conocida, en alambre, banda o varilla, entre otros.

Sin embargo, este procedimiento del documento FR 2 855 085 no es totalmente satisfactorio, ya que se observa que, a pesar de utilizar una cantidad importante de flujo, en particular una proporcion de flujo superior al 25% en peso con respecto al peso total de la mezcla, el metal de aporte no esta suficientemente protegido de la oxidacion por el flujo de soldadura. Esta oxidacion se presenta en forma de una capa superficial de oxido (en particular de alumina para las aleaciones a base de aluminio), lo que necesita un aumento en proporcion del flujo de soldadura. Pero, tal proporcion masica de flujo superior al 25%, disminuye la resistencia mecanica del material de mezcla, el cual se vuelve entonces incompatible con una transformacion mecanica del producto de soldadura en forma de alambre de pequeno diametro y gran longitud, ya sea en longitud unitaria o en bobina.

En el documento WO 01/05552, se describe un producto de soldadura constituido por polvo de metal de aporte y flujo de soldadura directamente compactados y moldeados en seco en forma de anillos. El tamano de las partlculas de metal no esta indicado.

En el documento EP-588 545, se describen tambien unos productos de soldadura obtenidos por compactado de polvo de metal de aporte y de flujo de soldadura. Y se precisa que, a fin de obtener una mezcla uniforme y una estructura interna suficientemente densa, el tamano de las partlculas no debe exceder de 44 pm para las partlculas de metal y de 30 pm para los granos del flujo de soldadura. En el documento EP-588 545 se describe unicamente un producto de soldadura en forma de bandas planas obtenido por moldeado.

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Los productos de soldadura obtenidos mediante los procedimientos descritos en los documentos EP-588 545 y WO 01/05552 no permiten obtener unos productos de soldadura que presentan al mismo tiempo unas propiedades de resistencia mecanica suficientes para poder ser transformados en alambres de pequeno diametro y de gran longitud por prensado, por un lado, y, por otro lado, unas propiedades de resistencia a la oxidacion.

El objetivo de la presente invencion es proporcionar un nuevo tipo de producto de soldadura constituido por una mezcla de metal de aporte y flujo de soldadura, pero que sea, por un lado, suficientemente resistente mecanicamente para poder ser transformado en alambre de pequeno diametro y gran longitud y, por otro lado, cuyo metal de aporte no se oxide.

Para ello, la presente invencion proporciona un procedimiento de fabricacion de un producto de soldadura a partir de un polvo de flujo de soldadura y de un metal de aporte, caracterizado por que se realizan las etapas siguientes, en las que:

a) se preparan unas partlculas de metal de aporte, preferentemente de una aleacion de aporte, con un tamano de 500 pm a 5 mm, preferentemente de 2 a 4 mm, y

b) se mezcla dicho polvo de flujo de soldadura de granulometrla inferior a 100 pm, con agua hasta obtener una pasta de baja viscosidad apta para fluir plasticamente, preferentemente una pasta llquida, y

c) se vierte, preferentemente de manera progresiva y a bajo caudal, mas preferentemente gota a gota, dicha pasta de flujo de soldadura sobre dichas partlculas de metal, mezclando al mismo tiempo y calentando dichas partlculas de metal a una temperatura de por lo menos 100°C, preferentemente de 120 a 150°C, hasta obtener un revestimiento regular de la superficie de cada una de dichas partlculas de metal de aporte con dicha pasta, y se calientan dichas partlculas recubiertas a dicha temperatura hasta evaporar el agua contenida en dicho flujo de soldadura que recubre dichas partlculas, y

d) se obtiene dicho producto de soldadura compactando mecanicamente las partlculas recubiertas de la etapa c) a una presion de por lo menos 5000 bares, preferentemente a 7000 bares, calentandoles a una temperatura de por lo menos 300°C inferior a la temperatura de fusion del flujo de soldadura.

El producto de soldadura esta por lo tanto constituido exclusivamente por metal y flujo.

El procedimiento de preparacion de las partlculas de metal recubiertas de flujo de soldadura segun las etapas a) a c) corresponde al procedimiento de fabricacion de grageas de almendra de confiterla. Permite obtener un recubrimiento homogeneo en composicion y espesor de una capa rlgida de flujo sobre toda la superficie de dichas partlculas.

En la etapa c), el calentamiento de las partlculas recubiertas permite evaporar el agua contenida en dicha pasta de flujo de soldadura que recubre dichas partlculas.

La presion utilizada en la etapa d) permite la evacuacion del aire contenido en la mezcla y la eliminacion de las porosidades en el producto de soldadura obtenido.

Tal operacion de compresion puede ser denominada “procedimiento de compactacion isostatica en caliente” (CIC) por la accion simultanea de la presion y de la temperatura.

La temperatura utilizada en la etapa d) permite tambien realizar una evaporacion del agua residual o del agua de la atmosfera que es absorbida sobre o absorbida en el flujo despues de la etapa c), pero la temperatura utilizada, inferior a la temperatura de fusion del flujo, permite evitar el deterioro de las caracterlsticas del flujo de soldadura y evitar cualquier segregacion con respecto al metal de aporte.

Se obtiene un bloque en el que se observa, seccionandole en la masa, que los espacios entre las partlculas de metal estan totalmente llenos de dicho flujo, rodeando este sobre todo el perlmetro de las partlculas de metal. Se constata que el metal de aporte no se oxida durante su fabricacion y ulteriormente en el producto terminado, ya que el producto se suelda correctamente sin aportacion de flujo complementario.

Por el contrario, en un producto obtenido segun el procedimiento del documento FR 2 8550585, el metal de aporte, debido por su baja granulometrla, presenta una superficie expuesta a la oxidacion muy significativa con respecto al peso total y necesita una mayor cantidad de flujo de soldadura superior al 30% de peso total.

Al final de la etapa d), se puede formar mecanicamente el bloque de material compactado obtenido en forma de alambre, de varilla, de barra, de banda o de hojas o anillos mediante unas operaciones de transformaciones mecanicas seleccionadas de entre el estirado, la extrusion, el trefilado, el bobinado, el enderezamiento, la formacion de anillos, el laminado, el calandrado, la extrusion en caliente y el cortado.

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En particular, el material compactado obtenido presenta una resistencia mecanica suficiente para ser transformado mecanicamente en alambre, en particular en una prensa de extrusion. La hilatura es un metodo de conformado de los metales por forjado que consiste en presionar por empuje un material en un contenedor. El material se hace ductil por calentamiento a una temperatura denominada temperatura de extrusion, y se empuja a traves de un orificio o hilera en el extremo de un contenedor. La presion por empuje que permite la deformacion es proporcionada por una prensa o piston accionado por unos gatos, preferentemente hidraulicos, en el interior del contenedor. A partir de una cierta presion, aparece un flujo plastico a traves de la hilera. Se puede obtener un alambre de seccion circular o unos perfiles de seccion de formas diferentes correspondientes a la de la hilera.

En la etapa a), se entiende por tamano de partlcula de 500 pm a 5 mm, la mayor dimension de dichas partlculas.

Preferentemente, dichas partlculas de partida tienen una forma sustancialmente homogenea, es decir con por lo menos sustancialmente la misma longitud en dos direcciones sustancialmente perpendiculares.

Se pueden preparar dichas partlculas de metal de aporte recortandoles en una masa de dicho metal, de mayor volumen.

Mas particularmente, la granulometrla del flujo de soldadura es de 10 a 40 pm.

Segun otras caracterlsticas particulares de la invencion:

- en la etapa a), se preparan dichas partlculas de metal de aporte recortandolas en un alambre solido de dicho metal de aporte con un diametro correspondiente a dicho tamano de 500 pm a 5 mm, por longitud unitaria preferentemente sustancialmente igual al diametro del alambre;

- en la etapa b), la proporcion masica de agua es preferentemente del 30 al 50%, preferentemente del 40% para del 50 al 70% de polvo de flujo, preferentemente del 60%,

- en la etapa d), la temperatura esta comprendida entre 300°C y 500°C.

Preferentemente, en la etapa c), se vierte dicha pasta de flujo en un mezclador constituido por una cuba rotativa en rotacion que contiene dichas partlculas, siendo dicha cuba calentada a dicha temperatura.

En la etapa c), se vierte dicha pasta de flujo de soldadura en una cantidad tal que se obtiene una mezcla con la proporcion ponderal de flujo de soldadura buscada con respecto al peso total de flujo y de metal en el producto de soldadura. Mas particularmente, la proporcion masica de flujo es del 3 al 20% con respecto al peso de dichas partlculas de metal recubiertas.

Mas particularmente aun, el metal de aporte es una aleacion que comprende como metal de base un metal seleccionado de entre plata, aluminio, zinc y cobre, siendo el metal secundario de la aleacion seleccionado de entre Si, Zn, Cu, Mn, Fe, Cr, Zr, Sn, TI, Be, Cd, Ag, Al y Sb.

Segun un ejemplo de realizacion, la aleacion de aporte es una mezcla del 88% en peso de aluminio y del 12% en peso de silicio, el flujo de soldadura es una criolita potasica que comprende del 27 al 30% de potasio, del 1,5 al 2% de cesio, del 16 al 18% de aluminio y del 49 al 53% de fluor y la proporcion masica de flujo de soldadura es del 8 al 12%.

Esta aleacion y este flujo de soldadura presentan unas temperaturas de fusion de 580°C y respectivamente 566°C.

Segun otro ejemplo de realizacion, la aleacion comprende del 75 al 98% de Zn y respectivamente del 2 al 25% de Al, el flujo es una criolita de cesio que comprende del 50 al 65% de cesio, del 5 al 15% de aluminio y del 25 al 40% de fluor y la proporcion masica de flujo es del 5 al 15%.

Esta aleacion y este flujo presentan unas temperaturas de fusion de 420 a 460°C y, respectivamente, 440 a 450°C.

Segun otro ejemplo de realizacion, la aleacion comprende del 30 al 56% de Ag y 3 metales secundarios que comprenden Cu, Zn y Cd o Cu, Zn y Sn, y el flujo es una mezcla de acido borico y de fluoruro de potasio y la proporcion masica de flujo es del 3 al 10%. Estas aleaciones y este flujo presentan unas temperaturas de fusion de 620 a 760°C para las aleaciones y, respectivamente, 450°C para el flujo.

En un modo preferido de realizacion, en la etapa d), se fabrica un producto de soldadura constituido por un alambre solido, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm, realizando las etapas siguientes:

d-1) se colocan las partlculas recubiertas de la etapa c) en un contenedor cillndrico (2) de prensa de extrusion que se lleva a una dicha temperatura correspondiente a la temperatura de extrusion, y se realiza una

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primera compresion en el interior de dicho contenedor a una presion de por lo menos 5000 bares con el piston (3) de la prensa de extrusion (4) para obtener una palanquilla (5) compacta con un diametro preferentemente de por lo menos 50 mm, y

d-2) se realiza una segunda compresion con la ayuda de dicho piston a una presion apta para permitir la extrusion de la palanquilla a traves de una hilera con un diametro mas pequeno que el de la palanquilla, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm, a una segunda presion de por lo menos 10.000 bares, mas preferiblemente por lo menos 15.000 bares.

En la etapa d-1), la primera compresion a una presion de por lo menos 5000 bares corresponde a una presion inferior a la presion de extrusion. La descompresion consecutiva a esta primera compresion por retirada del piston permite la evacuacion del aire y del agua que se ha quedado en forma de humedad en el material.

En la etapa d-2), el fuerte empuje combinado con la relacion de secciones entre la palanquilla y el alambre, correspondiendo este ultimo al de la hilera, conduce a un alargamiento de las partlculas de forma que cuando se observe una seccion transversal del alambre obtenido, no se observe una mezcla aparentemente homogenea sin poder distinguir, en ausencia de microscopio, los contornos de partlculas.

De manera conocida, el alambre obtenido puede ser erigido en forma de varilla hasta 2m o bobinado o conformado de anillos de 2 a 100 mm de diametro interior de anillo.

Este procedimiento de fabricacion de un alambre de soldadura segun la invencion es particularmente ventajoso en terminos de coste con respecto al procedimiento de fabricacion de alambres forrados de la tecnica anterior, en la medida en la que se obtiene directamente un alambre de diametro deseado sin tener que recurrir a la etapa intermedia de fabricacion de un tubo de mayor diametro, como se describe anteriormente en lo referente a la tecnica anterior. El procedimiento de obtencion de un alambre de soldadura solido segun la presente invencion es, por lo tanto, mucho menos caro que el procedimiento de obtencion de un alambre de la tecnica anterior.

La presente invencion proporciona tambien un producto de soldadura que puede ser obtenido mediante el procedimiento tal como se ha definido anteriormente, caracterizado por que comprende un material solido y rlgido compactado exclusivamente constituido por dicho flujo de soldadura y por dicho metal de aporte, que se presenta en forma de bloque, en particular en forma de palanquilla, estando su estructura, tal como se observa en seccion transversal o longitudinal de dicho producto, constituida de dichas partlculas de metal de aporte recubiertas de dicho flujo, presentando dichas partlculas de metal de aporte un tamano de 500 m a 5 mm, preferentemente de 2 a 4 mm, estando dichas partlculas recubiertas compactadas de manera que dicho flujo de soldadura llena totalmente los espacios entre dichas partlculas de metal, presentando dicho material solido una resistencia mecanica que lo hace apto para la extrusion bajo prensa, en particular para obtener un hilo de 1 a 3 mm de seccion, con una proporcion masica de dicho flujo de soldadura del 3 al 20%, preferentemente inferior al 15%.

Este producto de soldadura en forma de bloque se obtiene mediante el procedimiento tal como se ha definido anteriormente, antes de la transformacion en forma de alambre, en particular un procedimiento obtenido al final de la etapa d-1) anterior.

El producto de soldadura obtenido es particularmente ventajoso porque permite una homogeneidad de la relacion flujo/metal perfectamente controlada y dicho material no se oxida. Ademas, tal producto se puede obtener con cualquier flujo. Finalmente, su coste de fabricacion es relativamente bajo y puede ser transformado en cualquier forma, en particular perfiles o alambres.

La presente invencion proporciona tambien un producto de soldadura, en forma de alambre, que puede ser obtenido mediante el procedimiento definido anteriormente en la etapa d-2), caracterizado por que se presenta en forma de alambre, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm y presenta una estructura de tal manera que, en la seccion longitudinal de dicho alambre, se observa una mezcla de dicho metal de aporte con dicho flujo de soldadura, exclusivamente constituido por dicho metal de aporte con dicho flujo de soldadura, con unas trazas longitudinales de flujo de soldadura embebidas en la masa del metal de aporte, con una proporcion masica de dicho flujo de soldadura del 3 al 20%, preferentemente inferior al 15%.

Se entiende arriba por “exclusivamente constituido” que la mezcla consiste esencialmente en los dos citados constituyentes para realizar el efecto tecnico de soldadura.

Este producto es particularmente ventajoso con respecto a los hilos huecos de metal de aporte rellenos de flujo de soldadura, porque el flujo sale sobre toda la seccion del alambre y no solo por el centro como en los alambres huecos (por lo tanto, llegado el caso, por los extremos del anillo), y la homogeneidad estructural entre alambre y metal es optima.

Se han realizado unos ensayos comparativos de soldadura con los alambres de soldadura segun la invencion, y unos alambres rellenos de soldadura segun la tecnica anterior, que confirman, en un examen microscopico, la mejor

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calidad de la soldadura en terminos de aspecto y de ausencia de deposito aparente con los alambres segun la invencion. Por otro lado, unos ensayos de resistencia mecanica, a saber de resistencia a la traccion, y ensayo de estanqueidad de las soldaduras realizados con unos alambres segun la invencion satisfacen los valores de referencia obtenidos por los alambres rellenos de soldadura de la tecnica anterior.

Otras caracterlsticas y ventajas de la presente invencion apareceran a la luz de los ejemplos de la description detallada siguiente, realizada en referencia a las figuras, en las que:

- la figura 1 representa una cuba rotativa utilizada en las etapas a) a c) del procedimiento, y

- la figura 2 representa un dispositivo de extrusion utilizado en las etapas d1) y d2) del procedimiento descrito anteriormente,

- la figura 3 representa una section longitudinal de un producto de soldadura obtenido en forma de palanquilla en la etapa d1) definido anteriormente, y

- la figura 4 representa una seccion longitudinal de un producto de soldadura en forma de alambre de 1,6 mm de diametro obtenido en la etapa d2) descrita anteriormente.

Ejemplo 1:

1. Materiales de base

- alambre de metal de aporte solido uniforme de 3 mm de diametro de AlSi 12, a saber una aleacion de aporte que es una mezcla del 88% en peso de aluminio y del 12% en peso de silicio. Esta aleacion presenta una temperatura de fusion de 580°C.

- flujo de soldadura en polvo Nocolock Cs® de la companla SOLVAY (Belgica) que comprende criolita potasica que comprende en peso un 29% de potasio, un 1,8% de cesio, un 17% de aluminio y un 51% de fluor. Este flujo de soldadura presenta una granulometrla de 10 a 20 pm y una temperatura de fusion de 566°C.

- agua.

2. Fabrication de particulas recubiertas

El alambre solido de metal de aporte se corta en trozos o particulas 7a de longitud igual al diametro de 3 mm con la ayuda de una prensa de cortar (o cualquier instalacion que permita este corte).

El flujo se mezcla con agua para obtener una pasta llquida 6a, en una relation ponderal del 40% de flujo y un 60% de agua.

Los granos o particulas de metal son despues calentados en una cuba rotativa inclinada 1 a una temperatura comprendida entre 120 y 150°C aproximadamente.

A esta temperatura, la pasta de flujo se vierte 11 sustancialmente en el centro de la cuba rotativa 1 progresivamente gota a gota sobre las particulas de metal amasado y calentado en rotation en dicha cuba rotativa a fin de realizar un recubrimiento regular y homogeneo de las particulas de metal.

Cuando se ha evaporado todo el agua, las particulas de metal se recubren de una capa de flujo de 0,4 a 0,9 mm de grosor, lo que representa una proportion masica en flujo de soldadura de entre el 10 y el 15% aproximadamente. La mezcla de particulas recubiertas esta entonces lista para la segunda etapa siguiente.

3. Fabricacion de palanquilla y de alambre

La fabricacion del alambre se realiza con una prensa de extrusion 4 que comprende un contenedor cilindrico con un diametro de 2 de 58 mm. El contenedor de la prensa se mantiene en calentamiento a una temperatura de aproximadamente 450°C. Los granos recubiertos se cargan en el contenedor de la prensa de extrusion.

Los granos recubiertos 5a son despues comprimidos por accionamiento del piston a una presion de 7000 bares para constituir una “palanquilla” compacta 5.

Una fase de descompresion por retraction del piston 3 permite despues la evacuation del aire y del agua que se ha quedado en forma de humedad.

La palanquilla 5 obtenida presenta una estructura en seccion longitudinal en esta fase, como se representa en la figura 2. Se observan los contornos de las particulas de metal de aporte recubiertas 5a de flujo, llenando dicho flujo

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6 los espacios entre las partlcuias de metal 7.

Esta palanquilla es despues comprimida de nuevo a 15000 bares, todavla mantenida a 450°C para ser extruida a traves de una hilera 9 en forma de alambre 8 de diametro deseado (en general entre 2,4 mm y 1,6 mm).

El alto coeficiente de seccion (2 mm frente a 58 mm) conjugado a la presion y a la temperatura indicadas anteriormente, permiten una mayor homogeneizacion de la estructura entre metal de aporte y flujo de soldadura en el producto final, como se representa en la figura 4. En seccion longitudinal del alambre, se observan unas trazas longitudinales de flujo de soldadura 6a embebidas en la masa metalica 7b, es decir el metal 7b que rodea las trazas longitudinales de flujo de soldadura 6a, sin poder distinguir unos contornos de partlculas de metal 7a.

En la figura 4, las estrlas oblicuas sobre el alambre son resultado del pulido de la superficie antes de la observation con microscopio.

El alambre fabricado 8 puede despues ser bobinado, enderezado en forma de varilla o moldeado en forma de anillos directamente en la salida de la maquina.

Ejemplo 2

1. Materiales de base

- alambre de metal de aporte solido uniforme de 3 mm de diametro de promedio de una aleacion que comprende el 98% de Zn y el 2% de Al. Esta aleacion presenta una temperatura de fusion de 440°C.

- el flujo de soldadura es una criolita de cesio de la companla Chemetall Gmbh (Alemania) que comprende el 58% de cesio, el 10% de aluminio y el 32% de fluor. Este flujo presenta una granulometrla de 10 a 20 pm, y una temperatura de fusion de 450 a 460°C.

- agua.

2. Fabrication de partlculas recubiertas

Se sigue el mismo protocolo que en el ejemplo 1 con las mismas proporciones masicas de agua del 60% en la pasta y del 10% de flujo en las partlculas recubiertas, y el amasado y el recubrimiento se llevan a cabo a la misma temperatura de 120°C.

3. Fabricacion de la palanquilla y del alambre

Se sigue el mismo protocolo que en el ejemplo 1 con una temperatura de calentamiento de la prensa de 330°C y unas presiones de compresion de 7000 bares para obtener la citada palanquilla y una recompresion de 25000 bares para obtener un alambre 8 a traves de la hilera 9.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricacion de un producto de soldadura a partir de un polvo de flujo de soldadura y de un metal de aporte, caracterizado por que se realizan las etapas siguientes, en las que:

a) se preparan unas partlculas de metal de aporte (7a), preferentemente de una aleacion de aporte, con un tamano de 500 pm a 5 mm, preferentemente de 2 a 4 mm, y

b) se mezcla dicho polvo de flujo de soldadura de granulometrla inferior a 100 pm, preferentemente de 10 a 40 pm, con agua hasta obtener una pasta de baja viscosidad apta para fluir plasticamente, preferentemente una pasta llquida (6a), y

c) se vierte, preferentemente de manera progresiva y a bajo caudal, mas preferentemente gota a gota, dicha pasta de flujo de soldadura sobre dichas partlculas de metal, mezclando y calentando dichas partlculas de metal a una temperatura de por lo menos 100°C, preferentemente de 120 a 150°C, hasta obtener un revestimiento regular de la superficie de cada una de dichas partlculas de metal de aporte con dicha pasta, y se calientan dichas partlculas recubiertas a dicha temperatura hasta evaporar el agua contenida en dicho flujo de soldadura que recubre dichas partlculas, y

d) se obtiene dicho producto de soldadura compactando mecanicamente las partlculas recubiertas de la etapa c) a una presion de por lo menos 5000 bares, preferentemente a 7000 bares, calentandolas a una temperatura de por lo menos 300°C inferior a la temperatura de fusion del flujo de soldadura.
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en la etapa a), se preparan dichas partlculas de metal de aporte cortandolas en un alambre solido de dicho metal de aporte con un diametro correspondiente a dicho tamano de 500 pm a 5 mm, por longitud unitaria, de manera preferida sustancialmente igual al diametro del alambre.
3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que en la etapa b), la proporcion masica de agua es preferentemente del 30 al 50%, preferentemente un 40% para del 50 al 70% de polvo de flujo, preferentemente un 60%.
4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que en la etapa c), se vierte dicha pasta de flujo en un mezclador constituido por una cuba rotativa (1) en rotacion que contiene dichas partlculas, siendo dicha cuba calentada (1a) a dicha temperatura.
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que en la etapa d), la temperatura de calentamiento esta comprendida entre 300°C y 500°C.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la proporcion masica de flujo esta comprendida entre el 3 y el 20% con respecto al peso de dichas partlculas de metal recubiertas.
7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el metal de aporte es una aleacion que comprende, como metal de base, un metal seleccionado de entre plata, aluminio, zinc y cobre, siendo el metal secundario de la aleacion seleccionado de entre Si, Zn, Cu, Mn, Fe, Cr, Zr, Sn, TI, Be, Cd, Ag, Al y Sb.
8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la aleacion de aporte es una mezcla del 88% en peso de aluminio y del 12% en peso de silicio, el flujo de soldadura es una criolita potasica que comprende del 27 al 30% de potasio, del 1,5 al 2% de cesio, del 16 al 18% de aluminio y del 49 al 53% de fluor, y la proporcion masica de flujo de soldadura es del 8 al 12%.
9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la aleacion comprende del 75 al 98% de Zn y, respectivamente, del 2 al 25% de Al, el flujo es una criolita de cesio que comprende del 50 al 65% de cesio, del 5 al 15% de aluminio y del 25 al 40% de fluor y la proporcion masica de flujo es del 5 al 15%.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que en la etapa d), se fabrica un producto de soldadura constituido por un alambre solido, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm, realizando las etapas siguientes:

d-1) se colocan las partlculas recubiertas de la etapa c) en un contenedor cillndrico (2) de prensa de extrusion (4) que se lleva a una dicha temperatura correspondiente a la temperatura de extrusion y se realiza una primera compresion en el interior de dicho contenedor a una presion de por lo menos 5000 bares con un piston (3) de la prensa de extrusion (4) para obtener una palanquilla (5) compacta con un diametro preferentemente de por lo menos 50 mm, y

d-2) se realiza una segunda compresion con la ayuda de dicho piston a una presion apta para permitir la extrusion de la palanquilla (5) a traves de una hilera (9) con un diametro mas pequeno que el de la

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palanquilla, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm, a una segunda presion de por lo menos 10.000 bares, mas preferentemente por lo menos 15.000 bares.
11. Procedimiento segun la reivindicacion 10, caracterizado por que en la etapa d1), dichas partlculas recubiertas de la etapa c) comprenden unas partlculas de metal de aporte de 2 a 5 mm recubiertas de dicho flujo de soldadura.
12. Producto de soldadura obtenido mediante el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que comprende un material solido y rlgido compactado, exclusivamente constituido por dicho flujo de soldadura y por dicho metal de aporte, que se presenta en forma de bloque, en particular en forma de palanquilla (5), estando su estructura, tal como se observa en la seccion transversal o longitudinal de dicho producto, constituida por dichas partlculas de metal de aporte recubiertas (5a) de dicho flujo, presentando dichas partlculas de metal de aporte un tamano de 500 m a 5 mm, estando dichas partlculas recubiertas (5a) compactadas de manera que dicho flujo de soldadura (6) llene totalmente los espacios entre dichas partlculas de metal (7), presentando dicho material solido una resistencia mecanica que lo hace apto para la extrusion en prensa, con una proporcion masica de dicho flujo de soldadura del 3 al 20%, preferentemente inferior al 15%.
13. Producto de soldadura obtenido mediante el procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que el tamano de dichas partlculas de metal de aporte es de 2 a 5 mm.
14. Producto de soldadura obtenido mediante el procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado por que se presenta en forma de alambre, preferentemente con un diametro de 1 a 3 mm y presenta una estructura tal que, en la seccion longitudinal de dicho alambre, se observa una mezcla de dicho metal de aporte con dicho flujo de soldadura, exclusivamente constituido por dicho metal de aporte con dicho flujo de soldadura, con unas trazas longitudinales de flujo de soldadura (6a) embebidas en la masa del metal de aporte (7b), con una proporcion masica de dicho flujo de soldadura del 3 al 20%, preferentemente del 15%.