FR2794674A1 - Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction - Google Patents
Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction Download PDFInfo
- Publication number
- FR2794674A1 FR2794674A1 FR9907339A FR9907339A FR2794674A1 FR 2794674 A1 FR2794674 A1 FR 2794674A1 FR 9907339 A FR9907339 A FR 9907339A FR 9907339 A FR9907339 A FR 9907339A FR 2794674 A1 FR2794674 A1 FR 2794674A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- powder
- parts
- temperature
- metal
- assembling
- 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
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/002—Soldering by means of induction heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Le procédé permet d'assembler des pièces métalliques sans risque de fusion de celles-ci, lors de l'assemblage à haute température.Il consiste à utiliser comme matériau d'apport une poudre dont la température de fusion est égale ou supérieure à la température de fusion du matériau constituant les pièces, lorsqu'elles sont de même nature, ou dont la température de fusion est égale ou supérieure à celle de la pièce dont la température de fusion est la plus faible dans le cas de pièces de natures différentes. L'ensemble est chauffé par induction, la fusion de la poudre étant obtenue sans fusion des pièces grâce à une température supérieure à celle des pièces.Application à l'assemblage de toutes pièces métalliques constituées de métaux ou d'alliages métalliques et application préférentielle à l'assemblage de pièces de même nature en utilisant une poudre du même matériau.
Description
PROCEDE <B><U>D'ASSEMBLAGE DE</U></B> PIECES METALLIQUES <U>PAR</U><B>UNE</B><U>POUDRE</U> METALLIQUE CHAUFFEE <U>PAR INDUCTION</U> <U>DESCRIPTION</U> <U>Domaine de l'invention</U> L'invention ressortit<B>à</B> l'assemblage des pièces métalliques avec métal d'apport et s'apparente un peu au brasage. Le procédé de chauffage est l'induction.
<U>Art antérieur et problème posé</U> Dans le domaine de l'assemblage de deux pièces métalliques, de même matériau ou non, au moyen d'une poudre métallique placée entre ces deux pièces, on cherche<B>à</B> chauffer ladite poudre métallique dans le but de la transformer temporairement en matériau fondu, pour devenir un élément de liaison rigide entre les deux pièces, une fois refroidie. Ainsi, on réalise le brasage qui consiste<B>à</B> utiliser une poudre métallique dont la température de fusion est inférieure<B>à</B> la température de fusion des deux pièces<B>à</B> assembler. De plus, on connaît des procédés de brasage utilisant le chauffage par induction. Les différents matériaux d'apport sous forme de poudre sont souvent mélangés<B>à</B> un flux. Dans tous ces cas, le matériau d'apport sous forme de poudre est un matériau différent des deux pièces devant être assemblées et a une température de fusion inférieure<B>à</B> la température de fusion des deux pièces.
Le but de l'invention est de proposer un autre procédé de soudage de deux pièces métalliques au moyen d'une poudre pouvant être constituée du même métal que celui constituant les deux pièces.
D'autre part, on sait qu'il est possible d'assembler deux pièces de même nature, par exemple en aluminium, en utilisant une poudre d'un constituant métallique dont la température de fusion est supérieure <B>à</B> la température de fusion des pièces, par exemple dans le cas de l'assemblage de l'aluminium, un mélange de silicium et d'un flux de fluoroaluminate de potassium. Dans ce cas, la phase liquide est obtenue tout de même <B>à</B> une température inférieure<B>à</B> la température de fusion des deux pièces, du fait de phénomènes de diffusion entre la poudre et les pièces qui provoquent la formation d'une phase<B>à</B> température de fusion inférieure<B>à</B> celle des pièces.
<U>Résumé de l'invention</U> <B>A</B> cet effet, l'objet principal de l'invention est un procédé d'assemblage de deux pièces métalliques par fusion d'un matériau d'apport, caractérisé en ce qu'il consiste<B>à :</B> <B>-</B> utiliser comme moyen de chauffage l'induction et utiliser comme matériau d'apport une poudre dont la température de fusion est supérieure ou égale<B>à</B> la température de fusion des deux pièces<B>à</B> assembler, lorsqu'elles sont de même nature,<B>ou</B> supérieure ou égale<B>à</B> la température de fusion de la pièce dont la température de pression est la plus basse, dans le cas de pièces de natures différentes, pour réaliser l'assemblage sans qu'il<B>y</B> ait formation de phase<B>à</B> température de fusion moins élevée que celle des deux pièces.
Dans une réalisation préférentielle de l'invention, les deux pièces sont de même nature et la poudre est du même matériau que celui constituant les pièces, la température de fusion de la poudre et des pièces étant la même.
<U>Description détaillée d'une réalisation de</U> <U>l'invention</U> L'invention s'apparente un peu au brasage par induction, mais s'en différencie par un point essentiel qui est le suivant.
Le matériau d'apport est une poudre métallique, dont la température de fusion est supérieure ou égale<B>à</B> la température de fusion des deux pièces<B>à</B> assembler dans le cas de l'assemblage de pièces de même matériau, ou supérieure ou égale<B>à</B> la température de fusion de la pièce dont la température de fusion est la plus basse dans le cas de pièces de natures différentes.
L'association de l'utilisation d'une poudre métallique en métal d'apport avec un chauffage par induction provoque certaines conditions, lors de la montée en température de cette poudre, de sorte que la fusion de la poudre est obtenue sans la fusion des pièces. Le principe de chauffage par induction de pièces métalliques homogènes repose sur la loi de LENZ, qui énonce que<B>:</B> toute substance conductrice <B>dl</B> électricité soumise<B>à</B> un champ magnétique variable est le siège de courants induits. Ces courants dissipent de la chaleur par effet Joule, ce qui provoque une montée en température du matériau dans lequel il circule. La profondeur de pénétration des courants induits est plus ou moins grande selon la fréquence du champ magnétique, ainsi que les propriétés physiques des pièces, telles que la perméabilité magnétique et la résistivité électrique. Dans le cas d'une poudre métallique, le chauffage par induction d'une poudre métallique implique une distribution des courants induits beaucoup plus complexe que dans le cas du même matériau d'une pièce dense car le milieu constitué par une poudre métallique n'est pas homogène. De plus, 'la présence et la nature de films d'oxyde en surface des particules influe sur la circulation des courants induits dans la poudre. L'élévation de température due<B>à</B> la circulation des courants induits est donc très différente dans la poudre par rapport<B>à</B> celle dans les pièces.
Le phénomène observé tient au fait que le couplage inductif peut être plus efficace pour la poudre que pour les pièces métalliques. Ceci se traduit donc par une élévation plus grande de la température de la poudre que pour la température du matériau dense.
Il est nécessaire de bien faire la distinction entre la poudre dans son état initial, qui n' est pas le siège de courants induits, et la poudre lorsque les contacts métalliques entre les particules sont établis et qu'il peut<B>y</B> avoir circulation de courants induits. En effet, dans l'état initial,<B>à</B> savoir la température ambiante, les conditions de couplage sont en général défavorables pour la poudre, car la résistivité électrique des poudres utilisées est très élevée, du fait de la présence d'une couche superficielle d'oxyde sur les particules. Cependant, au cours du chauffage, la température de la poudre augmente du fait des transferts thermiques avec les pièces denses. Dans ce cas, les couches superficielles d'oxyde qui peuvent exister en surface des particules de la poudre changent de nature ou sont éliminées. De plus, les contacts métalliques se font de plus en plus nombreux entre les particules et leurs surfaces augmentent sous l'effet de la température. Le mode de circulation des courants induits dans la poudre évolue donc de manière importante au cours du chauffage, ce qui se traduit par une grande variation de l'efficacité du chauffage. Lorsque les conditions sont réunies pour la poudre, sa température peut être supérieure<B>à</B> celle des pièces denses. Il est donc possible d'obtenir sa fusion sans fondre les pièces.
La poudre peut être compactée ou non, de manière<B>à</B> faciliter la mise en place entre les pièces, et<B>à</B> favoriser le chauffage par induction.
L'assemblage est obtenu gràce aux phénomènes habituels de mouillage, capillarité, comme pour le brasage. La qualité de l'assemblage dépend des matériaux, des différents paramètres utilisés, des caractéristiques initiales de la poudre et du cycle de température.
Les pièces métalliques et la poudre peuvent être constituées d'un métal pur ou d'un alliage.
La poudre peut être constituée d'un mélange de particules de différents métaux.
L'application préférentielle de ce procédé concerne des pièces métalliques et de la poudre constituée du même matériau.
Pour que l'assemblage puisse être réalisé lorsque toute la poudre est<B>à</B> l'état liquide, le chauffage par induction doit cesser lorsque la totalité de la poudre est fondue.
Les étapes fondamentales du procédé sont les suivantes.
<B>-</B> Mise en place d'une fine épaisseur de poudre métallique entre deux pièces métalliques denses que l'on souhaite assembler.
<B>-</B> Chauffage par induction de la poudre et des pièces métalliques denses sur une zone limitée, préférentiellement, au voisinage du joint<B>à</B> réaliser. On rappelle que l'échauffement de la poudre est donc obtenu, dans un premier temps, grâce<B>à</B> la présence des pièces métalliques denses, en effet, ces pièces sont le siège de courants induits, ce qui explique l'élévation de leur température. Les échanges thermiques prennent alors place entre les pièces et la poudre. Sous l'effet de ce chauffage, des contacts métalliques de plus en plus nombreux s'établissent entre les particules. Lorsqu'ils sont suffisamment développés, il peut<B>y</B> avoir circulation de courants induits entre les particules de la poudre. La présence des pièces denses est par conséquent fondamentale pour permettre la création de ces contacts et le chauffage par induction de la poudre.
<B>-</B> Fusion de la poudre du fait du couplage inductif plus efficace que sur les pièces métalliques denses, donc d'une température de la poudre supérieure <B>à</B> celle des pièces.
<B>-</B> Arrêt du chauffage par induction, de manière<B>à</B> obtenir un refroidissement de l'ensemble et, par conséquent, la solidification.
Un exemple consiste<B>à</B> assembler des pastilles de cuivre avec de la poudre de cuivre. Les deux pastilles sont de forme cylindrique, de diamètre égal<B>à</B> 20 mm et de hauteur égale<B>à 5</B> mm. Quelques grammes de poudre de cuivre sont placés en sandwich entre les deux pastilles de cuivre, de manière<B>à</B> obtenir une fine couche de poudre, répartie de manière la plus uniforme possible sur l'ensemble de la surface des pastilles. La taille des particules est de l'ordre de 40 micromètres. Le chauffage par induction est réalisé grâce<B>à</B> un générateur haute fréquence de puissance<B>25</B> kW. L'inducteur utilisé est un inducteur<B>à</B> deux spires, de diamètre<B>56</B> mm et de hauteur<B>10</B> mm. L'assemblage a lieu sous vide secondaire<B>à</B> une fréquence de<B>155</B> KHz.
Dans ce cas, les opérations détaillées sont les suivantes. <B>-</B> Mise en place de l'ensemble de deux pastilles de cuivre et de la poudre dans l'inducteur<B>à</B> l'intérieur d'une enceinte<B>à</B> vide.
<B>-</B> Fermeture de l'enceinte<B>à</B> vide. <B>-</B> Mise sous vide primaire.
<B>-</B> Mise sous vide secondaire.
<B>-</B> Mise<B>sous</B> tension du générateur alimentant l'inducteur.
<B>-</B> Réglage des consignes de puissance. <B>-</B> Démarrage de la haute tension.
<B>-</B> Chauffage par induction de l'ensemble des pastilles et de la poudre.
<B>-</B> Fusion de la poudre.
<B>-</B> Arrêt de la haute tension. <B>-</B> Refroidissement sous vide.
<B>-</B> Ouverture de l'enceinte<B>à</B> vide.
<B>-</B> Sortie de l'ensemble assemblé hors de l'enceinte.
Un autre exemple consiste<B>à</B> assembler des pastilles d'acier inoxydable Z2CN18-10, appelé communément AiSi 304 avec de la poudre d'acier inoxydable Z12CN25-20, appelé communément AiSi <B>310.</B>
Le procédé et le mode opératoire sont les mêmes que pour le cuivre.
<U>Avantages de l'invention</U> Ce procédé peut s'appliquer<B>à</B> différents métaux et alliages.
Il présente les mêmes avantages que le brasage haute température puisqu'il permet<B>:</B> <B>-</B> déviter la transition<B>à</B> l'état liquide des pièces<B>à</B> assembler. On peut ainsi éviter certains problèmes métallurgiques, tels que l'apparition de fissures <B>; -</B> une utilisation haute température des ensembles assemblés.
Par ailleurs, le fait d'assembler des pièces avec une poudre d'un matériau identique permet de limiter les impuretés lors de l'assemblage, ce qui est très intéressant pour des pièces utilisées dans un environnement corrosif.
Claims (1)
- <U>REVENDICATIONS</U> <B>1.</B> Procédé d'assemblage de pièces métalliques par fusion d'un matériau d'apport, caractérisé en ce qu'il consiste<B>à :</B> <B>-</B> chauffer l'ensemble par un chauffage inductif <B>; -</B> utiliser comme matériau d'apport une poudre dont la température de fusion est supérieure ou égale au matériau constituant les pièces<B>à</B> assembler dans le cas de l'assemblage de pièces de même nature, ou sinon dont la température de fusion est supérieure ou égale<B>à</B> celle de la pièce dont la température de fusion est la plus basse pour obtenir l'assemblage sans former, par diffusion, de phase nouvelle de température de fusion inférieure<B>à</B> celle des pièces. 2. Procédé d'assemblage selon la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que le matériau constituant les pièces et le matériau constituant la poudre est le même.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9907339A FR2794674B1 (fr) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
PCT/FR2000/001585 WO2000076716A1 (fr) | 1999-06-10 | 2000-06-08 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
CA002376176A CA2376176A1 (fr) | 1999-06-10 | 2000-06-08 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
JP2001503026A JP2003501273A (ja) | 1999-06-10 | 2000-06-08 | 誘導加熱される金属粉を利用した金属部品の接合方法 |
EP00940471A EP1198324A1 (fr) | 1999-06-10 | 2000-06-08 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
RU2002100210/02A RU2002100210A (ru) | 1999-06-10 | 2000-06-08 | Способ соединения деталей с помощью нагреваемого за счет индукции порошка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9907339A FR2794674B1 (fr) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2794674A1 true FR2794674A1 (fr) | 2000-12-15 |
FR2794674B1 FR2794674B1 (fr) | 2001-07-27 |
Family
ID=9546621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9907339A Expired - Fee Related FR2794674B1 (fr) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1198324A1 (fr) |
JP (1) | JP2003501273A (fr) |
CA (1) | CA2376176A1 (fr) |
FR (1) | FR2794674B1 (fr) |
RU (1) | RU2002100210A (fr) |
WO (1) | WO2000076716A1 (fr) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1057750A (fr) * | 1952-06-06 | 1954-03-10 | Licencia Talalmanyokat | Procédé pour réunir des conducteurs électriques constitués par des métaux ne pouvant pas être soudés entre eux |
EP0761378A1 (fr) * | 1995-09-06 | 1997-03-12 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Procédé et dispositif pour relier des rails de croisements |
EP0764493A1 (fr) * | 1995-09-20 | 1997-03-26 | I.S.C.-Industria Scambiatori Calore S.p.A. | Procédé de soudage à induction et système pour réaliser un joint étanche au fluides entre tuyaux métalliques |
US5760378A (en) * | 1997-04-17 | 1998-06-02 | Aerojet-General Corporation | Method of inductive bonding sintered compacts of heavy alloys |
US5812925A (en) * | 1996-10-23 | 1998-09-22 | Ecer; Gunes M. | Low temperature bonding of materials |
-
1999
- 1999-06-10 FR FR9907339A patent/FR2794674B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-06-08 JP JP2001503026A patent/JP2003501273A/ja active Pending
- 2000-06-08 EP EP00940471A patent/EP1198324A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-06-08 RU RU2002100210/02A patent/RU2002100210A/ru not_active Application Discontinuation
- 2000-06-08 CA CA002376176A patent/CA2376176A1/fr not_active Abandoned
- 2000-06-08 WO PCT/FR2000/001585 patent/WO2000076716A1/fr not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1057750A (fr) * | 1952-06-06 | 1954-03-10 | Licencia Talalmanyokat | Procédé pour réunir des conducteurs électriques constitués par des métaux ne pouvant pas être soudés entre eux |
EP0761378A1 (fr) * | 1995-09-06 | 1997-03-12 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Procédé et dispositif pour relier des rails de croisements |
EP0764493A1 (fr) * | 1995-09-20 | 1997-03-26 | I.S.C.-Industria Scambiatori Calore S.p.A. | Procédé de soudage à induction et système pour réaliser un joint étanche au fluides entre tuyaux métalliques |
US5812925A (en) * | 1996-10-23 | 1998-09-22 | Ecer; Gunes M. | Low temperature bonding of materials |
US5760378A (en) * | 1997-04-17 | 1998-06-02 | Aerojet-General Corporation | Method of inductive bonding sintered compacts of heavy alloys |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2794674B1 (fr) | 2001-07-27 |
RU2002100210A (ru) | 2003-07-20 |
CA2376176A1 (fr) | 2000-12-21 |
JP2003501273A (ja) | 2003-01-14 |
EP1198324A1 (fr) | 2002-04-24 |
WO2000076716A1 (fr) | 2000-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7326892B1 (en) | Process of microwave brazing with powder materials | |
US8342386B2 (en) | Braze materials and processes therefor | |
CA1179022A (fr) | Dispositif de fusion par induction directe en cage froide avec confinement electromagnetique supplementaire de la charge | |
CN110576263B (zh) | 一种用于铜管与钢管的异种金属激光熔覆焊接方法 | |
US7775416B2 (en) | Microwave brazing process | |
FR2732630A1 (fr) | Procede de soudage bord a bord de deux flans metalliques | |
CN102114529B (zh) | 铜-钨模中感应加热熔敷焊方法 | |
Shi et al. | Laser micro-welding technology for Cu–Al dissimilar metals and mechanisms of weld defect formation | |
CN105127534A (zh) | 一种钨基粉末合金模具钎焊连接方法 | |
JP2015522418A (ja) | 抵抗ろう付法 | |
FR2794674A1 (fr) | Procede d'assemblage de pieces metalliques par une poudre metallique chauffee par induction | |
EP2171802B1 (fr) | Assemblage soude d'un cable et d'un support | |
CN101745733A (zh) | 一种将通气管焊接在加油管上的焊接方法 | |
Meran et al. | Welding problems with thin brass plates and tungsten inert gas pulse welding | |
US20080135529A1 (en) | Method of resistance butt welding | |
EP1333481A1 (fr) | Procédé et équipement de soudage de conducteurs sur des substrats | |
BE466422A (fr) | Procédé de soudure en atmosphère protectrice | |
FR2729322A1 (fr) | Procede de scellement par brasage d'elements a base de carbone et assemblages ainsi obtenus | |
FR3121376A1 (fr) | Brasage par faisceau d’electrons | |
FR2972890A1 (fr) | Systeme inductif pouvant servir de creuset froid | |
FR3120203A1 (fr) | Dispositif de fabrication additive par fusion sur lit de poudre | |
FR2829009A1 (fr) | Appareil electromenager a dispositif de chauffage et procede de realisation d'un tel dispositif | |
Lee et al. | Effect of Interfacial Intermetallic Compounds Morphology on Mechanical Properties of Laser Brazing of Aluminum to Steel | |
JP2015054323A (ja) | マイクロ波加熱接合方法 | |
FR2553688A1 (fr) | Procede de fixation d'un tube capillaire et dispositif pour la mise en oeuvre du procede |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |