FR2703282A1 - Method of joining steel sheets clad with a layer of alloy principally comprising lead - Google Patents

Method of joining steel sheets clad with a layer of alloy principally comprising lead Download PDF

Info

Publication number
FR2703282A1
FR2703282A1 FR9303784A FR9303784A FR2703282A1 FR 2703282 A1 FR2703282 A1 FR 2703282A1 FR 9303784 A FR9303784 A FR 9303784A FR 9303784 A FR9303784 A FR 9303784A FR 2703282 A1 FR2703282 A1 FR 2703282A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
alloy
sheets
layer
lead
tin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9303784A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2703282B1 (en
Inventor
Sanadres Michel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sollac SA, Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC filed Critical Sollac SA
Priority to FR9303784A priority Critical patent/FR2703282B1/en
Publication of FR2703282A1 publication Critical patent/FR2703282A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2703282B1 publication Critical patent/FR2703282B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/16Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/002Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K13/00Welding by high-frequency current heating
    • B23K13/01Welding by high-frequency current heating by induction heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/264Bi as the principal constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12Vessels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

According to this method, a layer (28) of alloy comprising at least two components chosen from lead (Pb), tin (Sn), bismuth (Bi) and cadmium (Cd), in a composition such that the melting point of the alloy is between 65 DEG C and 100 DEG C, is deposited between two junction areas of the clad faces of two steel sheets (10, 12), and then energy is applied to the junction areas of the sheets (10, 12), the magnitude of this energy being suitable for causing the melting of this alloy and the diffusion of it into the cladding layers (20, 22) of the sheets (10, 12).

Description

La présente invention concerne un procédé d'assemblage de tôles d'acier revêtues d'une couche d'alliage contenant principalement du plomb. The present invention relates to a method of assembling steel sheets coated with an alloy layer mainly containing lead.

Elle s'applique en particulier à l'assemblage de tôles habituellement appelées tôles plombées comprenant un substrat en acier doux revêtu sur ses faces d'une couche d'alliage à base de plomb principalement et d'étain. It applies in particular to the assembly of sheets usually called lead sheets comprising a mild steel substrate coated on its faces with a layer of alloy based mainly on lead and tin.

Les tôles plombées sont utilisées dans l'industrie automobile pour la fabrication de radiateurs, de supports de filtre à air ou de filtre à huile, et de réservoirs de carburant. Dans ce dernier cas, les tôles plombées résistent bien à la corrosion interne par le carburant et à la corrosion externe par l'atmosphère. Leaded sheets are used in the automotive industry for the manufacture of radiators, air filter or oil filter supports, and fuel tanks. In the latter case, the lead sheets are resistant to internal corrosion by the fuel and external corrosion by the atmosphere.

Pour augmenter la résistance à la corrosion des tôles plombées, il est connu de revêtir leurs faces d'un matériau organique tel que de la peinture. To increase the corrosion resistance of lead sheets, it is known to coat their faces with an organic material such as paint.

On connaît déjà dans l'état de la technique un procédé d'assemblage de deux tôles plombées par soudure électrique point par point. Cependant, si une des tôles à assembler comporte une couche de peinture isolante, la soudure électrique ne peut pas être effectuée ou bien est effectuée en détériorant la couche de peinture. There is already known in the prior art a method of assembling two lead sheets by electrical welding point by point. However, if one of the sheets to be assembled has an insulating paint layer, the electrical welding cannot be carried out or else it is carried out by deteriorating the paint layer.

On connaît également dans l'état de la technique un procédé d'assemblage de tôles plombées par sertissage ou par pliage des zones de jonction des tôles. Cependant, comme dans le cas précédent, la couche de peinture recouvrant les tôles à assembler est détériorée au niveau des plis de jonction de ces tôles. Also known in the prior art is a method of assembling lead sheets by crimping or bending the joining areas of the sheets. However, as in the previous case, the paint layer covering the sheets to be assembled is damaged at the junction folds of these sheets.

Afin d'éviter les problèmes de détérioration des couches de peinture recouvrant les tôles plombées, on a proposé un procédé d'assemblage de ces tôles par collage au moyen d'un matériau adhésif. In order to avoid the problems of deterioration of the layers of paint covering the leaded sheets, a method of assembling these sheets has been proposed by bonding using an adhesive material.

Cependant, lorsque les deux tôles collées sont utilisées pour la fabrication d'un réservoir de carbu rant, le comportement à long terme du matériau adhésif en contact avec le carburant, contenant notamment de l'alcool, n'est pas bien maîtrisé. However, when the two bonded sheets are used for the manufacture of a fuel tank, the long-term behavior of the adhesive material in contact with the fuel, containing in particular alcohol, is not well controlled.

L'invention a notamment pour but d'assembler des tôles plombées revêtues d'une couche de peinture sans détériorer cette couche de peinture, en utilisant des moyens simples à mettre en oeuvre, ceci en assurant un assemblage des tôles très résistant en particulier lorsque les tôles sont utilisées pour la fabrication de réservoirs de carburant. The object of the invention is in particular to assemble lead sheets coated with a layer of paint without damaging this layer of paint, by using means which are simple to implement, this ensuring an assembly of very resistant sheets, in particular when the sheets are used for the manufacture of fuel tanks.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'assemblage de deux tôles d'acier revêtues sur au moins une de leurs faces d'une couche d'alliage comprenant principalement du plomb, caractérisé en ce que
- on dépose, entre deux zones de jonction des faces revêtues des tôles, une couche d'alliage formant brasure comprenant au moins deux composants choisis parmi le plomb (Pb), l'étain (Sn), le bismuth (Bi) et le cadmium (Cd), suivant une composition telle que la température de fusion de cet alliage soit comprise entre 65"C et 100"C ;
- on applique sur les zones de jonction des tôles une énergie de grandeur adaptée pour provoquer la fusion et la diffusion de l'alliage formant brasure dans les couches de revêtement des tôles.
To this end, the subject of the invention is a method of assembling two steel sheets coated on at least one of their faces with an alloy layer mainly comprising lead, characterized in that
- a layer of alloy forming a solder comprising at least two components chosen from lead (Pb), tin (Sn), bismuth (Bi) and cadmium is deposited between two junction zones of the coated faces of the sheets (Cd), according to a composition such that the melting temperature of this alloy is between 65 "C and 100"C;
- An energy of magnitude suitable for causing the fusion and the diffusion of the alloy forming brazing in the coating layers of the sheets is applied to the sheet joining areas.

Selon des modes particuliers de réalisation de cette invention:
- la couche d'alliage formant brasure comprend un alliage ternaire dont la composition est telle que la température de fusion de l'alliage soit comprise entre 96"C et 100 C
- la couche d'alliage formant brasure comprend un mélange ternaire de plomb, d'étain et de bismuth
- la composition du mélange ternaire est voisine de celle de l'eutectique, le mélange ternaire comprenant, en masse, de 25 à 32% de plomb, de 16 à 20% d'étain et de 50 à 55% de bismuth
- la couche d'alliage formant brasure comprend un alliage quaternaire dont la composition est telle que la température de fusion de l'alliage soit comprise entre 70 et 73"C ;
- la couche d'alliage formant brasure comprend un mélange quaternaire de plomb, d'étain, de bismuth et de cadmium
- la composition du mélange quaternaire est voisine de celle de l'eutectique, le mélange quaternaire comprenant, en masse, de 24 à 28% de plomb, de 12 à 14% d'étain, de 48 à 51% de bismuth et de 10 à 15% de cadmium;
- on dépose la couche d'alliage formant brasure par pulvérisation de l'alliage sur au moins une des deux tôles à assembler, au moyen d'un pistolet chauffant l'alliage à une température supérieure ou égale à sa température de fusion
- on dépose la couche d'alliage formant brasure sous forme d'une couche solide interposée entre les zones de jonction des tôles à assembler
- la couche d'alliage formant brasure a une épaisseur inférieure ou égale à la moitié de l'épaisseur des couches de revêtement des tôles
- l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles est fournie par sertissage de ces zones de jonction
- le sertissage des zones de jonction des tôles est effectué sous l'action d'une pression d'intensité comprise entre 153 et 255 kN/cm2
- l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles est fournie par chauffage de ces zones de jonction
- le chauffage des zones de jonction des tôles est effectué à une température comprise entre 65 et 1800C;
- l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles est fournie par sertissage et chauffage de ces zones de jonction
- le sertissage et le chauffage des zones de jonction des tôles sont respectivement effectués sous l'action d'une pression d'intensité variant d'environ 153 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 1800C à environ 255 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 15"C
- le chauffage est effectué de façon sensiblement instantanée par application d'un flash d'induction sur les zones de jonction des tôles.
According to particular embodiments of this invention:
- the brazing alloy layer comprises a ternary alloy, the composition of which is such that the melting temperature of the alloy is between 96 "C and 100 C
the brazing alloy layer comprises a ternary mixture of lead, tin and bismuth
the composition of the ternary mixture is close to that of the eutectic, the ternary mixture comprising, by mass, from 25 to 32% of lead, from 16 to 20% of tin and from 50 to 55% of bismuth
the alloy layer forming the solder comprises a quaternary alloy whose composition is such that the melting temperature of the alloy is between 70 and 73 "C;
the brazing alloy layer comprises a quaternary mixture of lead, tin, bismuth and cadmium
the composition of the quaternary mixture is close to that of the eutectic, the quaternary mixture comprising, by mass, from 24 to 28% of lead, from 12 to 14% of tin, from 48 to 51% of bismuth and from 10 15% cadmium;
- The alloy layer forming the solder is deposited by spraying the alloy onto at least one of the two sheets to be assembled, using a gun heating the alloy to a temperature greater than or equal to its melting temperature
- the alloy layer forming the solder is deposited in the form of a solid layer interposed between the junction zones of the sheets to be assembled
the alloy layer forming the solder has a thickness less than or equal to half the thickness of the coating layers of the sheets
- the energy applied to the junction zones of the sheets is supplied by crimping these junction zones
- the crimping of the junction zones of the sheets is carried out under the action of a pressure of intensity between 153 and 255 kN / cm2
- the energy applied to the junction zones of the sheets is supplied by heating these junction zones
- the heating of the plate joining zones is carried out at a temperature between 65 and 1800C;
- the energy applied to the junction zones of the sheets is supplied by crimping and heating these junction zones
- the crimping and heating of the junction zones of the sheets are respectively carried out under the action of a pressure of intensity varying from approximately 153 kN / cm2 for a temperature of the order of 1800C to approximately 255 kN / cm2 for a temperature of the order of 15 "C
- the heating is carried out in a substantially instantaneous manner by application of an induction flash on the areas of junction of the sheets.

Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous en se référant au dessin annexé dans lequel la figure unique est une vue en coupe des zones de jonction de deux tôles destinées à être assemblées selon le procédé de l'invention. Examples of embodiments of the invention will be described below with reference to the appended drawing in which the single figure is a sectional view of the joining zones of two sheets intended to be assembled according to the method of the invention.

On voit sur la figure deux tôles plombées 10,12 de type connu destinées à être assemblées entre elles. We see in the figure two lead sheets 10,12 of known type intended to be assembled together.

Ces tôles 10,12 comportent chacune une tôle dracier formant substrat 14,16 revêtue sur ses faces de couches 18-24 d'alliage riche en plomb. These sheets 10, 12 each comprise a dracier sheet forming a substrate 14, 16 coated on its faces with layers 18-24 of alloy rich in lead.

Les substrats 14,16 sont fabriqués par exemple en acier extra doux à bas carbone. The substrates 14, 16 are made, for example, from extra mild low carbon steel.

L'alliage des couches 18-24 de revêtement comporte, en masse, 87% à 90% de plomb (Pb) et 10% à 13% d'étain (Sn). The alloy of the coating layers 18-24 comprises, by mass, 87% to 90% lead (Pb) and 10% to 13% tin (Sn).

De façon classique, les couches 18-24 de revêtement ont une épaisseur comprise entre 1 et 10 pm. Conventionally, the coating layers 18-24 have a thickness of between 1 and 10 μm.

Les couches 18-24 de revêtement sont déposées sur les substrats 14,16 par des procédés de type connu, par exemple par immersion des substrats dans un bain d'al liage fondu Pb-Sn ou par électrodéposition de l'alliage
Pb-Sn.
The coating layers 18-24 are deposited on the substrates 14, 16 by methods of known type, for example by immersion of the substrates in a molten bonding bath Pb-Sn or by electrodeposition of the alloy
Pb-Sn.

Les bords des tôles 10,12 se recouvrent partiellement de façon à délimiter des zones de jonction en regard l'une de l'autre sur les faces libres des couches 20,22 de revêtement des tôles 10,12. The edges of the sheets 10,12 partially overlap so as to delimit junction zones facing each other on the free faces of the layers 20,22 of coating the sheets 10,12.

La tôle plombée supérieure 10, en haut en considérant la figure, comporte sur la face opposée à sa zone de jonction une couche 26 d'un matériau organique tel que de la peinture destinée à renforcer la protection de la tôle contre la corrosion. The upper lead sheet 10, above considering the figure, comprises on the face opposite to its junction zone a layer 26 of an organic material such as paint intended to reinforce the protection of the sheet against corrosion.

Une couche 28 formant brasure est interposée entre les zones de jonction des tôles 10,12. A layer 28 forming a solder is interposed between the joining zones of the sheets 10,12.

La brasure 28 comporte un alliage comprenant au moins deux composants choisis parmi le plomb (Pb), l'étain (Sn), le bismuth (Bi) et le cadmium (Cd). The solder 28 comprises an alloy comprising at least two components chosen from lead (Pb), tin (Sn), bismuth (Bi) and cadmium (Cd).

La composition de cet alliage est telle que sa température de fusion soit comprise entre 65"C et 100"C.  The composition of this alloy is such that its melting temperature is between 65 "C and 100" C.

Ainsi, la fusion de la brasure 28 est obtenue par chauffage des zones de jonction des tôles 10,12 à une température suffisamment faible pour ne pas détériorer la couche 26 de matériau organique recouvrant la tôle 10.Thus, the solder 28 is melted by heating the junction zones of the sheets 10, 12 to a temperature low enough not to damage the layer 26 of organic material covering the sheet 10.

De préférence, la brasure 28 comprend un alliage quaternaire dont la composition est voisine de celle de l'eutectique, cet alliage comprenant 24 à 28% de plomb (Pb), 12 à 14% d'étain (Sn), 48 à 51% de bismuth (Bi) et 10 à 15% de cadmium (Cd). Preferably, the solder 28 comprises a quaternary alloy whose composition is close to that of the eutectic, this alloy comprising 24 to 28% of lead (Pb), 12 to 14% of tin (Sn), 48 to 51% bismuth (Bi) and 10 to 15% cadmium (Cd).

Dans l'exemple décrit, la brasure 28 comprend un alliage quaternaire du type alliage de Wood comprenant en masse, 25% de plomb, 12,5% d'étain, 50% de bismuth et 12,5% de cadmium, et ayant une température de fusion de 72"C.  In the example described, the solder 28 comprises a quaternary alloy of the Wood alloy type comprising by mass, 25% lead, 12.5% tin, 50% bismuth and 12.5% cadmium, and having a melting temperature of 72 "C.

On décrira maintenant un procédé d'assemblage des deux tôles plombées 10,12 avec l'alliage Pb-Sn-Bi-Cd formant brasure dont la composition est celle de l'exemple ci-dessus. We will now describe a method of assembling the two lead sheets 10,12 with the Pb-Sn-Bi-Cd alloy forming a solder whose composition is that of the example above.

Dans un premier temps, on dépose entre les deux zones de jonction des faces revêtues des tôles 10,12 la couche d'alliage 28 formant brasure. Firstly, between the two joining zones of the faces coated with the sheets 10, 12, the alloy layer 28 forming brazing is deposited.

Le dépôt de la couche 28 d'alliage est effectué par un procédé connu, par exemple par pulvérisation de l'alliage au moyen d'un pistolet chauffant l'alliage à une température superieure ou égale à sa température de fusion. L'alliage est pulvérisé sur la zone de jonction d'une des deux tôles 10,12 de façon à former la couche 28. The deposition of the alloy layer 28 is carried out by a known method, for example by spraying the alloy by means of a gun heating the alloy to a temperature greater than or equal to its melting temperature. The alloy is sprayed onto the junction zone of one of the two sheets 10,12 so as to form the layer 28.

Le dépôt de la couche 28 d'alliage peut également être effectué en intercalant entre les zones de jonction des tôles 10,12 la couche 28 sous forme solide. The deposition of the alloy layer 28 can also be carried out by inserting the layer 28 in solid form between the areas of junction of the sheets 10, 12.

Après avoir déposé la couche 28 d'alliage, on applique sur les zones de jonction des tôles 10,12 une énergie de grandeur adaptée pour provoquer la fusion et la diffusion de cet alliage dans les couches 20,22 de revêtement des tôles 10,12. After having deposited the layer 28 of alloy, an energy of suitable size is applied to the junction zones of the sheets 10,12 to cause the melting and diffusion of this alloy in the layers 20,22 of coating the sheets 10,12 .

L'énergie nécessaire à la fusion et à la diffusion de l'alliage de la brasure peut être fournie par sertissage des zones de jonction des tôles 10,12, les contraintes mécaniques auxquelles sont soumis les matériaux provoquant un dégagement de chaleur suffisant pour provoquer la fusion de l'alliage de la brasure. The energy necessary for melting and diffusing the alloy of the solder can be supplied by crimping the junction zones of the sheets 10, 12, the mechanical stresses to which the materials are subjected causing a sufficient heat release to cause the fusion of the solder alloy.

De préférence, le sertissage des zones de jonction des tôles 10,12 est effectué sous l'action d'une pression d'intensité comprise entre 153 et 255 kN/cm2. Preferably, the crimping of the junction zones of the sheets 10, 12 is carried out under the action of a pressure of intensity of between 153 and 255 kN / cm2.

Selon une autre possibilité, l'énergie nécessaire à la fusion et à la diffusion de l'alliage de la brasure peut être produite par chauffage des zones de jonction des tôles 10,12.  According to another possibility, the energy necessary for the melting and for the diffusion of the alloy of the solder can be produced by heating the zones of junction of the sheets 10,12.

De preférence, le chauffage des zones de jonction des tôles 10,12 est effectué à une température comprise entre 65 et 1800C.  Preferably, the heating of the junction zones of the sheets 10, 12 is carried out at a temperature of between 65 and 1800 C.

Le chauffage peut être effectué par mise en température progressive ou par mise en température sensiblement instantanée au moyen d'un flash d'induction. The heating can be carried out by progressive warming up or by substantially instantaneous warming up by means of an induction flash.

Selon encore une autre possibilité, l'énergie necessaire à la fusion et à la diffusion de l'alliage de la brasure peut être produite par sertissage et chauffage simultanés des zones de jonction des tôles 10,12. According to yet another possibility, the energy required for melting and diffusing the brazing alloy can be produced by simultaneous crimping and heating of the junction zones of the sheets 10,12.

De préférence, le sertissage et le chauffage de ces zones de jonction sont respectivement effectués sous l'action d'une pression d'intensité variant d'environ 153 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 1800C, à environ 255 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 15"C.  Preferably, the crimping and heating of these junction zones are respectively carried out under the action of a pressure of intensity varying from approximately 153 kN / cm2 for a temperature of the order of 1800C, to approximately 255 kN / cm2 for a temperature of the order of 15 "C.

Dans l'exemple décrit les zones de jonction des tôles 10,12 sont soumises à une pression de sertissage de 183 kN/cm2 en étant chauffées à 20"C.  In the example described, the junction zones of the sheets 10, 12 are subjected to a crimping pressure of 183 kN / cm 2 while being heated to 20 "C.

L'alliage Pb-Sn des couches 20,22 de revêtement jointives a une température de fusion voisine de 300"C.  The Pb-Sn alloy of the adjoining coating layers 20, 22 has a melting temperature close to 300 "C.

Lorsque l'alliage Pb-Sn-Bi-Cd de la brasure 28 fond et diffuse dans les couches 20,22 de revêtement, il se trouve enrichi par les composants de l'alliage Pb-Sn des couches 20,22 ce qui a pour effet d'augmenter la température de fusion de la brasure 28.When the Pb-Sn-Bi-Cd alloy of the solder 28 melts and diffuses into the layers 20,22 of coating, it is enriched by the components of the Pb-Sn alloy of the layers 20,22 which has for effect of increasing the melting temperature of the solder 28.

La température de fusion de la brasure atteint une valeur intermédiaire entre sa valeur initiale de 72"C, avant soudure, et la valeur de la température de fusion de l'alliage Pb-Sn des couches 20,22 de revêtement, voisine de 300 C.  The melting temperature of the solder reaches an intermediate value between its initial value of 72 "C, before welding, and the value of the melting temperature of the Pb-Sn alloy of the coating layers 20.22, close to 300 C .

Par conséquent, pour désolidariser les tôles 10,12 après soudure, il faudrait chauffer la brasure 28 à une température beaucoup plus élevée que la température nécessaire pour réaliser la soudure.  Consequently, in order to separate the sheets 10, 12 after welding, it would be necessary to heat the solder 28 to a temperature much higher than the temperature necessary for carrying out the welding.

Afin d'obtenir une bonne diffusion des composants de l'alliage de la brasure, la couche 28 doit avoir de préférence une épaisseur inférieure ou égale à la moitié de l'épaisseur des couches 20,22 de revêtement des tôles 10,12. In order to obtain good diffusion of the components of the brazing alloy, the layer 28 should preferably have a thickness less than or equal to half the thickness of the layers 20,22 for coating the sheets 10,12.

Dans l'exemple décrit, l'épaisseur de chaque tôle 10,12 est de 0,7 mm, l'épaisseur de chaque couche 20,22 de revêtement est de 7 pm et l'épaisseur de la couche 28 d'alliage est de 3 pm. In the example described, the thickness of each sheet 10.12 is 0.7 mm, the thickness of each coating layer 20.22 is 7 µm and the thickness of the alloy layer 28 is 3 pm.

D'autres alliages formant brasure comportant deux, trois ou quatre composants peuvent être utilisés en choisissant les composants parmi le plomb, l'étain, le bismuth et le cadmium, suivant une composition telle que la température de fusion de l'alliage soit comprise entre 65"C et 100 C.  Other alloys forming a solder comprising two, three or four components can be used by choosing the components from lead, tin, bismuth and cadmium, according to a composition such that the melting temperature of the alloy is between 65 "C and 100 C.

De préférence, un alliage quaternaire formant brasure a une composition telle que sa température de fusion soit comprise entre 70 et 73"C et un alliage ternaire formant brasure a une composition telle que sa température de fusion soit comprise entre 96"C et 100 C.  Preferably, a quaternary alloy forming a solder has a composition such that its melting temperature is between 70 and 73 "C and a ternary alloy forming a solder has a composition such that its melting temperature is between 96" C and 100 C.

Par exemple, il est possible d'utiliser un alliage ternaire comprenant du plomb (Pb), de l'étain (Sn) et du bismuth (Bi) dont la composition est voisine de celle de l'eutectique et comprend, en masse, 25 à 32% de plomb, 16 à 20% d'étain et 50 à 55% de bismuth. For example, it is possible to use a ternary alloy comprising lead (Pb), tin (Sn) and bismuth (Bi) whose composition is close to that of eutectic and comprises, by mass, 25 32% lead, 16-20% tin and 50-55% bismuth.

L'alliage ternaire Pb-Sn-Bi ayant une composition correspondant à celle de l'eutectique, à savoir 32% de plomb, 16% d'étain et 52% de bismuth (en masse), et une température de fusion de 96"C, est particulièrement adapte pour réaliser le procédé selon l'invention. The Pb-Sn-Bi ternary alloy having a composition corresponding to that of the eutectic, namely 32% lead, 16% tin and 52% bismuth (by mass), and a melting temperature of 96 " C, is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits. The invention is not limited to the embodiments described.

Les tôles plombées 10,12 peuvent ne comporter qu'une seule face revêtue, l'assemblage de ces tôles se faisant en déposant la brasure 28 entre les faces reve- tues des tôles. The leaded sheets 10,12 may have only one coated side, the assembly of these sheets being done by depositing the solder 28 between the received faces of the sheets.

Le substrat des tôles 10,12 peut comporter un acier doux non allié ou allié. Dans ce dernier cas, les éléments d'alliage doivent être métallurgiquement compatibles avec l'étain et le plomb. The substrate of the sheets 10,12 may comprise a non-alloyed or alloyed mild steel. In the latter case, the alloying elements must be metallurgically compatible with tin and lead.

L'invention comporte de nombreux avantages. The invention has many advantages.

L'assemblage des tôles plombées est effectué à une température suffisamment faible pour ne pas détériorer la couche de matériau organique recouvrant une des tôles. Cependant, la désolidarisation des tôles ne peut pas se faire à cette même température mais à une température supérieure. Par conséquent, la solidité et la résistance de l'assemblage des tôles plombées est maintenue jusqu'à une température élevée dépassant largement les températures d'utilisation des tôles assemblées. The assembly of the lead sheets is carried out at a temperature low enough not to damage the layer of organic material covering one of the sheets. However, the separation of the sheets cannot be done at this same temperature but at a higher temperature. Consequently, the strength and resistance of the assembly of lead sheets is maintained up to an elevated temperature far exceeding the operating temperatures of the assembled sheets.

Des tests d'arrachement connus ont été pratiqués sur des tôles d'acier plombées assemblées entre elles, d'une part, de manière classique, par exemple par sertissage, et d'autre part, par le procédé selon l'invention. Known pull-out tests have been carried out on leaded steel sheets assembled together, on the one hand, in a conventional manner, for example by crimping, and on the other hand, by the method according to the invention.

La demanderesse s'est aperçue que la désolidarisation s'effectuait à l'interface entre le revêtement d'étainplomb et le métal de base de l'une des tôles lorsque celles-ci étaient préalablement assemblées par sertissage. Par contre, la présence d'une couche d'alliage formant brasure entre les deux revêtements d'étain-plomb des deux tôles d'acier a conduit lors du test d'arrachement, après assemblage desdites tôles d'acier plombées par le procédé selon l'invention, à une désolidarisation de l'assemblage dans le métal de base de l'une des tôles, une partie de celui-ci étant solidaire du revêtement d'étain-plomb dans lequel a diffusé l'alliage formant brasure
Ainsi, la demanderesse a pu constater la solidité d'un tel assemblage de tôles d'acier plombées.
The Applicant has noticed that the separation was carried out at the interface between the tinplomb coating and the base metal of one of the sheets when these were previously assembled by crimping. On the other hand, the presence of a layer of alloy forming a solder between the two tin-lead coatings of the two steel sheets led during the pull-out test, after assembly of said lead-coated steel sheets by the process according to the invention, to a separation of the assembly in the base metal of one of the sheets, a part of this being integral with the tin-lead coating in which the alloy forming the solder has diffused
Thus, the Applicant has been able to note the solidity of such an assembly of leaded steel sheets.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage (2) de deux tôles d'acier (10,12) revêtues sur au moins une de leurs faces d'une couche (18-24) d'alliage comprenant principalement du plomb, caractérisé en ce que 1. A method of assembling (2) two steel sheets (10,12) coated on at least one of their faces with a layer (18-24) of alloy mainly comprising lead, characterized in that - on dépose, entre deux zones de jonction des faces revêtues des tôles (10,12), une couche (28) d'alliage formant brasure comprenant au moins deux composants choisis parmi le plomb (Pb), l'étain (Sn), le bismuth (Bi) et le cadmium (Cd), suivant une composition telle que la température de fusion de cet alliage soit comprise entre 65"C et 100 C  a layer (28) of alloy forming a solder comprising at least two components chosen from lead (Pb), tin (Sn), is deposited between two joining zones of the coated faces of the sheets (10, 12) bismuth (Bi) and cadmium (Cd), according to a composition such that the melting temperature of this alloy is between 65 "C and 100 C - on applique sur les zones de jonction des tôles (10,12) une énergie de grandeur adaptée pour provoquer la fusion et la diffusion de l'alliage formant brasure dans les couches (20,22) de revêtement des tôles (10,12). - An energy of suitable magnitude is applied to the joining zones of the sheets (10,12) to cause the melting and diffusion of the brazing alloy in the layers (20,22) for coating the sheets (10,12) . 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (28) d'alliage formant brasure comprend un alliage ternaire dont la composition est telle que la température de fusion de l'alliage soit comprise entre 96"C et 100"C.  2. Method according to claim 1, characterized in that the layer (28) of alloy forming brazing comprises a ternary alloy whose composition is such that the melting temperature of the alloy is between 96 "C and 100" C . 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (28) d'alliage formant brasure comprend un mélange ternaire de plomb, d'étain et de bismuth (Pb-Sn-Bi).  3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the layer (28) of alloy forming brazing comprises a ternary mixture of lead, tin and bismuth (Pb-Sn-Bi). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la composition du mélange ternaire est voisine de celle de l'eutectique, le mélange ternaire comprenant, en masse, de 25 à 32% de plomb, de 16 à 20% d'étain et de 50 à 55% de bismuth. 4. Method according to claim 3, characterized in that the composition of the ternary mixture is close to that of the eutectic, the ternary mixture comprising, by mass, from 25 to 32% of lead, from 16 to 20% of tin and 50 to 55% bismuth. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche (28) d'alliage formant brasure comprend un alliage quaternaire dont la composition est telle que la température de fusion de l'alliage soit comprise entre 70 et 73"C.  5. Method according to claim 1, characterized in that the layer (28) of alloy forming brazing comprises a quaternary alloy whose composition is such that the melting temperature of the alloy is between 70 and 73 "C. 6. Procédé selon la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que la couche d'alliage formant brasure comprend un mélange quaternaire de plomb, d'étain, de bismuth et de cadmium (Pb-Sn-Bi-Cd). 6. Method according to claim 1 or 5, characterized in that the alloy layer forming a solder comprises a quaternary mixture of lead, tin, bismuth and cadmium (Pb-Sn-Bi-Cd). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la composition du mélange quaternaire est voisine de celle de l'eutectique, le mélange quaternaire comprenant, en masse, de 24 à 28% de plomb, de 12 à 14% d'étain, de 48 à 51% de bismuth et de 10 à 15% de cadmium. 7. Method according to claim 6, characterized in that the composition of the quaternary mixture is close to that of the eutectic, the quaternary mixture comprising, by mass, from 24 to 28% of lead, from 12 to 14% of tin , from 48 to 51% of bismuth and from 10 to 15% of cadmium. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on dépose la couche (28) d'alliage formant brasure par pulvérisation de l'alliage sur au moins une des deux tôles (10,12) à assembler, au moyen d'un pistolet chauffant l'alliage à une température supérieure ou égale à sa température de fusion. 8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the layer (28) of alloy is deposited forming brazing by spraying the alloy on at least one of the two sheets (10,12) to assemble, using a gun heating the alloy to a temperature greater than or equal to its melting temperature. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on dépose la couche (28) d'alliage formant brasure sous forme d'une couche solide interposée entre les zones de jonction des tôles (10,12) à assembler. 9. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the layer (28) of alloy forming braze is deposited in the form of a solid layer interposed between the areas of junction of the sheets (10,12 ) to assemble. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche (28) d'alliage formant brasure a une épaisseur inférieure ou égale à la moitié de l'épaisseur des couches (20,22) de revêtement des tôles (10,12). 10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the layer (28) of alloy forming brazing has a thickness less than or equal to half the thickness of the layers (20,22) of coating sheets (10,12). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles (10,12) est fournie par sertissage de ces zones de jonction. 11. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the energy applied to the joining zones of the sheets (10,12) is supplied by crimping these joining zones. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le sertissage des zones de jonction des tôles (10,12) est effectué sous l'action d'une pression d'intensité comprise entre 153 et 255 kN/cm2.  12. Method according to claim 11, characterized in that the crimping of the junction zones of the sheets (10,12) is carried out under the action of a pressure of intensity between 153 and 255 kN / cm2. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles (10,12) est fournie par chauffage de ces zones de jonction. 13. Method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the energy applied to the joining zones of the sheets (10,12) is supplied by heating these joining zones. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le chauffage des zones de jonction des tôles (10,12) est effectué à une température comprise entre 65 et 1800C.  14. The method of claim 13, characterized in that the heating of the sheet joining areas (10,12) is carried out at a temperature between 65 and 1800C. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'énergie appliquée sur les zones de jonction des tôles (10,12) est fournie par sertissage et chauffage de ces zones de jonction. 15. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the energy applied to the joining areas of the sheets (10,12) is provided by crimping and heating these joining areas. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le sertissage et le chauffage des zones de jonction des tôles (10,12) sont respectivement effectués sous l'action d'une pression d'intensité variant d'environ 153 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 1800C à environ 255 kN/cm2 pour une température de l'ordre de 15"C.  16. The method of claim 15, characterized in that the crimping and heating of the sheet joining areas (10,12) are respectively carried out under the action of a pressure of intensity varying from about 153 kN / cm2 for a temperature of the order of 1800C to around 255 kN / cm2 for a temperature of the order of 15 "C. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le chauffage est effectué de façon sensiblement instantanée par application d'un flash d'induction sur les zones de jonction des tôles (10,12).  17. Method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that the heating is carried out in a substantially instantaneous manner by application of an induction flash on the joining zones of the sheets (10,12).
FR9303784A 1993-03-31 1993-03-31 PROCESS FOR ASSEMBLING STEEL SHEETS COATED WITH AN ALLOY LAYER INCLUDING LEAD LEAD. Expired - Fee Related FR2703282B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9303784A FR2703282B1 (en) 1993-03-31 1993-03-31 PROCESS FOR ASSEMBLING STEEL SHEETS COATED WITH AN ALLOY LAYER INCLUDING LEAD LEAD.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9303784A FR2703282B1 (en) 1993-03-31 1993-03-31 PROCESS FOR ASSEMBLING STEEL SHEETS COATED WITH AN ALLOY LAYER INCLUDING LEAD LEAD.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2703282A1 true FR2703282A1 (en) 1994-10-07
FR2703282B1 FR2703282B1 (en) 1995-07-07

Family

ID=9445591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9303784A Expired - Fee Related FR2703282B1 (en) 1993-03-31 1993-03-31 PROCESS FOR ASSEMBLING STEEL SHEETS COATED WITH AN ALLOY LAYER INCLUDING LEAD LEAD.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2703282B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107641752A (en) * 2017-07-21 2018-01-30 上海市特种设备监督检验技术研究院 70 DEG C a kind of eutectic Bi Pb Sn Cd fusible alloys and preparation method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689941A (en) * 1969-06-30 1972-09-12 Chausson Usines Sa Method of fabricating and soldering stainless steel parts
GB1400392A (en) * 1971-06-18 1975-07-16 Blanco A A Heat absorption and radiant panels as used in heat tranfer equipment
FR2381591A1 (en) * 1977-02-24 1978-09-22 Snecma BONDING PROCESS BY BRAZING-DIFFUSION OF STEEL OR SUPERALLOY PARTS
US4315056A (en) * 1977-05-04 1982-02-09 Armco Inc. Low tin terne coated steel article
EP0365807A1 (en) * 1988-10-12 1990-05-02 International Business Machines Corporation Bonding of metallic surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3689941A (en) * 1969-06-30 1972-09-12 Chausson Usines Sa Method of fabricating and soldering stainless steel parts
GB1400392A (en) * 1971-06-18 1975-07-16 Blanco A A Heat absorption and radiant panels as used in heat tranfer equipment
FR2381591A1 (en) * 1977-02-24 1978-09-22 Snecma BONDING PROCESS BY BRAZING-DIFFUSION OF STEEL OR SUPERALLOY PARTS
US4315056A (en) * 1977-05-04 1982-02-09 Armco Inc. Low tin terne coated steel article
EP0365807A1 (en) * 1988-10-12 1990-05-02 International Business Machines Corporation Bonding of metallic surfaces

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.M.FASCHING: "Weichlöten, Lote und Flussmittel in der Electrotechnik (Teil 1)", FEINWERK TECHNIK, vol. 73, no. 12, December 1969 (1969-12-01), MUENCHEN DE, pages 519 - 528 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107641752A (en) * 2017-07-21 2018-01-30 上海市特种设备监督检验技术研究院 70 DEG C a kind of eutectic Bi Pb Sn Cd fusible alloys and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
FR2703282B1 (en) 1995-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1005554A3 (en) Method of manufacturing a tube wall multiple.
EP0075497B1 (en) Diffusion brazing of superalloy workpieces
CA2547833C (en) Aluminium alloy strip for welding
FR2802294A1 (en) MOUNTING OF MAGNESIUM BARRIER HEAT EXCHANGER
FR2872448A1 (en) COMPOSITE MATERIAL CONSISTING OF HIGH RESISTANCE ALUMINUM ALLOY
FR2892038A1 (en) SOLDERING MULTILAYER
FR2677042A1 (en) WEAR RESISTANCE LAYER ON A WORKPIECE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME.
EP1343605B1 (en) Method for brazing under inert gas a plated product comprising a steel support component and an anti-corrosive metal coating
BG64842B1 (en) Method for making a joint between copper and stainless steel
FR2550978A1 (en) METHOD FOR APPLYING SURFACE COATINGS TO ARTICLES
FR2595280A1 (en) DIFFUSION WELDING METHOD WITH ISOSTATIC PRESSURE
FR2703282A1 (en) Method of joining steel sheets clad with a layer of alloy principally comprising lead
EP0498719B1 (en) Insert for composite casting
EP0217685B1 (en) Reinforced panel, its manufacturing process and apparatus therefor
FR2932060A1 (en) CUTTER FOR A BRAZING DEVICE COMPRISING A SURFACE MADE OF A NEUTRAL MATERIAL IN RELATION TO A BURNING METAL FOR BRAZING.
EP1422010A1 (en) Soldered copper heat exchangers and welding method of manufacturing them
EP1567330A1 (en) Metallic sandwich sheet
FR2597653A1 (en) CORD OR WIRE-FORMED MATERIAL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
EP1450980A1 (en) Brazed copper heat exchangers and method for making same by welding
FR3096611A1 (en) Composite structure, vehicle and method of manufacturing a composite structure
FR2460176A1 (en) Diffusion bonding esp. of aluminium parts - by coating parts with bonding metal and heating at low temp.
FR2758571A1 (en) Steel sheet coated with double layer of aluminium@ alloys
EP1042101A1 (en) Method for making soldering flux and resulting weld joint
FR2892327A1 (en) Spot-welding for fixing metal component to support comprises use of layer of filler metal between two
EP0600790B1 (en) Procedure for the fabrication of plated metal plates and plated metal plates joined by welding in lines

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse