FR2786204A1 - Procede destine au soudage d'elements de construction metallique munis de couches de protection contre la corrosion - Google Patents

Procede destine au soudage d'elements de construction metallique munis de couches de protection contre la corrosion Download PDF

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Abstract

Procédé destiné au soudage d'éléments de construction métallique munis de couches de protection de surface contre la corrosion constituées de 3 à 80 % en poids de liant et de 20 à 97 % en poids de matière de charge, des semiconducteurs et/ ou des composés semiconducteurs étant ajoutés à la matière de charge, ou la matière de charge étant un composé semiconducteur, et, pour le processus de soudage, les semiconducteurs et/ ou les composés semiconducteurs étant excités dans leur état de conductibilité par un apport externe d'énergie limité dans le temps.

Description

PROCEDE DESTINE AU SOUDAGE D'ELEMENTS DE CONSTRUCTION
METALLIQUE MUNIS DE COUCHES DE PROTECTION CONTRE LA
CORROSION
L'invention concerne un procédé de soudage d'éléments de construction métallique munis de couches de protection contre la corrosion constituées de 3 à 80 % en poids de liant et de 20 à 97 % en poids de matière de charge, dans lequel des semiconducteurs et/ou des composés semiconducteurs sont ajoutés à la matière de charge, ou dans lequel la matière de charge est un composé semiconducteur, caractérisé en ce que, pour le processus de soudage, les semiconducteurs et/ou les composés semiconducteurs sont excités dans leur état de conductibilité par un apport externe d'énergie limité dans le temps.
Lors de la liaison de deux tôles d'acier protégées par une couche de protection contre la corrosion au moyen d'un soudage électrique par points, le processus de soudage est fréquemment affecté en raison de l'effet d'isolation électrique des couches de polymères.
Une couche de protection contre la corrosion à base de matières de charge au phosphure de fer et zinc est connue par US-PS-4 119 763, dont la teneur en zinc est partiellement remplacée par des inhibiteurs non métalliques, tel que par exemple du chromate jaune de zinc, afin d'améliorer la soudabilité de supports d'acier qui en sont revtus. La conductibilité métallique de ces couches conduit cependant à la formation d'éléments galvaniques qui ont un effet favorisant la corrosion.
Afin de supprimer cette formation d'éléments galvaniques, il est par conséquent nécessaire d'appliquer une couche d'isolation électrique supplémentaire.
DE 34 12 234 Al révèle une première couche de protection contre la corrosion, dont la matière de charge peut contenir des composés semiconducteurs. Bien que la formation d'éléments galvaniques soit supprimée par les composés semiconducteurs, la soudabilité est cependant altérée par la conductibilité insuffisante du matériau.
Une peinture de protection contre la corrosion est connue de DE-OS 2 202 078 qui, en raison de la liaison d'hydrogène engendrée lors du processus de soudage par la décomposition des liants, contient des composés semiconducteurs à teneur en oxygène. Bien que ce moyen permette d'éviter la formation de pores dans la couche, la soudabilité est cependant également fortement limitée dans ce cas.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de au soudage d'éléments de construction métallique munis de couches de protection contre la corrosion. Ces couches doivent en l'occurrence tre bien soudables pendant le processus de soudage, mais offrir ensuite une bonne protection contre la corrosion, et ce par le fait que la formation d'éléments galvaniques est empchée.
Selon l'invention, des semiconducteurs ou des composés semiconducteurs sont ajoutés à la couche de protection contre la corrosion par l'intermédiaire de la matière de charge. Par un apport externe, leur énergie d'excitation se manifeste sous forme de lumière ou de chaleur ; ceux-ci ne deviennent électriquement conducteurs que pendant la durée de cet apport d'énergie.
Cet apport d'énergie est effectué selon l'invention pendant le processus de soudage, et améliore de ce fait la soudabilité des tôles ainsi revtues.
L'énergie, qui sert à exciter les semiconducteurs et/ou les composés semiconducteurs dans leur état de conductibilité, est de préférence réglée pendant le processus de soudage par l'apport de chaleur.
Dans un autre mode avantageux, l'énergie peut également tre introduite par rayonnement de lumière dont la longueur d'onde correspond à l'écart énergétique du semiconducteur.
En dehors du processus de soudage, les semiconducteurs ou les composés semiconducteurs offrent des propriétés inhibitrices de corrosion, car ils peuvent agir comme anode sur l'acier à protéger-en particulier le silicium-le silicium assurant de ce fait une protection cathodique contre la corrosion de l'acier à protéger. Outre cette protection cathodique, les semiconducteurs et les composés semiconducteurs agissent comme capteurs d'oxygène inhibiteurs de corrosion. Lors du vieillissement de la matrice polymère, l'eau et l'oxygène se diffusent lentement à travers cette dernière. Les semiconducteurs et les composés semiconducteurs réagissent avec ces substances en formant des oxydes, tels que par exemple du Si02, ce qui réduit la concentration de ces substances qui se diffusent, et retarde une corrosion du substrat.
On peut avantageusement utiliser, comme matière de charge, le silicium produit sous forme de déchet lors de la fabrication de tranches de silicium dans l'industrie électronique, ce silicium pouvant tre inséré avec une qualité constante et tre un coût intéressant dans les couches de protection contre la corrosion selon l'invention.
Une utilisation de métaux lourds et de chromates nuisibles à l'environnement n'est pas nécessaire dans la couche de protection contre la corrosion selon l'invention.
La couche de protection contre la corrosion contient un liant et une matière de charge. Des semiconducteurs et/ou des composés semiconducteurs sont ajoutés à la matière de charge, ou la matière de charge est entièrement constituée d'un composé semiconducteur, tel que par exemple d'oxyde de titane. La proportion de la matière de charge dans la couche de protection contre la corrosion est définie de telle sorte que, par l'intermédiaire de sa protection cathodique et par l'intermédiaire du captage d'oxygène, elle offre d'une part une protection suffisante contre la corrosion pour des substrats en acier, sans que la matière de charge contienne des proportions de phosphure de fer ou zinc, et qu'après un apport externe d'énergie approprié, elle augmente d'autre part la conductibilité électrique de la couche de protection contre la corrosion de telle sorte qu'il soit obtenu une bonne soudabilité électrique de substrats en acier qui en sont revtus.
La proportion de'a matière de charge est ajustée entre 20 et 97 % en poids. Du silicium et du germanium sont utilisés en tant que semiconducteur, et en tant que composé semiconducteur, en principe tout composé semiconducteur, tel que par exemple de l'oxyde de titane, du sulfure de molybdène, du séléniure de molybdène, de l'arséniure de gallium, du phosphure d'indium, du sulfure de tungstène, de l'oxyde de zinc ou du sulfure de zinc, etc. Le type du semiconducteur ou du composé semiconducteur utilisé dépend des exigences de l'ensemble du système. L'utilisation de silicium est particulièrement appropriée, car il protège l'acier de façon cathodique et, en tant que capteur d'oxygène, il exerce un effet anti-corrosion sur de l'oxygène et de l'eau se diffusant dans la couche de protection contre la corrosion.
En tant que matières de charge peuvent tre utilisés, au choix, par exemple de l'oxyde de titane, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde de calcium, de l'oxyde de zinc, du noir de carbone ou de l'oxyde de zirconium. Le choix dépend des exigences de l'ensemble du système.
Des inhibiteurs appropriés peuvent en cas de besoin tre ajoutés de la manière connue à la matière de charge ou au liant, tels que par exemple des phosphates, des benzoates, des silicates, des vanadates, des tungstates, des zirconates, des borates, des molybdates ou des composés analogues.
Les liants doivent correspondre aux exigences du système et tre adaptés à la matière de charge. Les liants suivants peuvent tre utilisés dans des quantités comprises entre 3 et 80 % en poids : des résines époxy, des polyuréthanes, des combinaisons de résines époxy et de polyuréthanes, des résines de mélamine, des acrylates, des silicones. Ils peuvent tre dissous dans les solvants suivants : de l'isopropanol, de l'éthylène glycol, de l'acétate de butyle, du diglycolacétate de butyle, du diglycol de butyle ou des résines phénoliques.
Des adjuvants tels que du cobalt, du manganèse, des naphténates, des polyamines, de la triéthylène tétramine, des résines de polyamide, peuvent en cas de besoin tre utilisés en tant qu'additifs, et en tant que plastifiants les substances suivantes : du sébacate de dioctyle, du phtalate de dioctyle, de l'adipate de dioctyle, du dibenzoate de diéthylène glycol, du ricinoléate de méthyle, du polyester, de la résine époxy, des phosphates de tricrésyle estérifiés.
La granulométrie des semiconducteurs ou des composés semiconducteurs utilisés est choisie entre 0,5 et 10 um en fonction de l'épaisseur souhaitée de la couche de protection contre la corrosion.
Un exemple de réalisation pour le procédé selon l'invention est le soudage d'éléments de construction munis de couches de protection contre la corrosion, qui contiennent une proportion en poids de 75 % d'une matière de charge en silicium moulu, dont le liant représente une proportion en poids de l'ordre de 15 % et est en résine époxy, dans lesquelles de l'acétate de butyle est utilisé comme solvant à raison d'une proportion en poids de l'ordre de 10 %, et qui contiennent comme additif de suspension un produit disponible dans le commerce, le produit"Thixotrol ST"de la Société Baker Castor Oil. En tant qu'additifs de suspension, il est également possible d'utiliser, au choix, des substances à base de dioxyde de silicium, des silicates d'aluminium modifiés, de l'huile de ricin hydrogénée et des composés présentant des structures de polyamide.
Lorsque du silicium est utilisé en tant que matière de charge, un apport externe d'énergie de 1,1 eV est effectué par l'intermédiaire d'un éclairage approprié de l'emplacement de soudage revtu afin de régler la conductibilité électrique souhaitée pour le soudage dans la couche de protection contre la corrosion. Une augmentation de température induite localement pourrait également tre choisie.
Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent tre effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.

Claims (11)

  1. pour le processus de soudage, les semiconducteurs et/ou les composés semiconducteurs sont excités dans leur état de conductibilité par un apport externe d'énergie limité dans le temps.
    caractérisé en ce que,
    1. Procédé de soudage d'éléments de construction métallique munis de couches de protection contre la corrosion constituées de 3 à 80 % en poids de liant et de 20 à 97 % en poids de matière de charge, dans lequel des semiconducteurs et/ou des composés semiconducteurs sont ajoutés à la matière de charge, ou dans lequel la matière de charge est un composé semiconducteur,
    REVENDICATIONS
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie est amenée sous forme de chaleur.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie est amenée sous forme de lumière.
  4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que du silicium ou du germanium est utilisé en tant que semiconducteur.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en tant que composé semiconducteur, l'on ajoute au choix de l'oxyde de titane, du sulfure de molybdène, du séléniure de molybdène, de l'arséniure de gallium, du phosphure d'indium, du séléniure de tungstène, du sulfure de tungstène, de l'oxyde de zinc ou du sulfure de zinc.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, en tant que liant, l'on utilise au choix des résines époxy, des polyuréthanes, des combinaisons de résines époxy et de polyuréthanes, des résines de mélamine, des acrylates ou des silicones.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, en tant que matière de charge, l'on utilise au choix de l'oxyde de titane, de l'oxyde de silicium, de l'oxyde de calcium, de l'oxyde de zinc, du noir de carbone ou de l'oxyde de zirconium.
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, en tant qu'inhibiteurs, l'on ajoute au choix à la matière de charge ou au liant, des phosphates, des benzoates, des silicates, des vanadates, des tungstates, des zirconates, des borates ou des molybdates.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, en tant qu'additifs, l'on ajoute au choix à la matière de charge ou au liant, des adjuvants tels que du cobalt, du manganèse, des naphténates, des polyamines, des triéthylène tétramines ou des résines de polymère.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, en tant plastifiants, l'on utilise au choix dans la couche de protection contre la corrosion du sébacate de dioctyle, du phtalate de dioctyle, de l'adipate de dioctyle, du benzoate de diéthylène glycol, du ricinoléate de méthyle, du polyester ou de la résine époxy, du phosphate de tricrésyle estérifié.
  11. 11. Couche de protection contre la corrosion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la granulométrie du semiconducteur ou du composé semiconducteur est choisie entre 0,5 et 10 um en fonction de l'épaisseur souhaitée de la couche de protection contre la corrosion.
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