Brevet FR2115193A1 — publié le 19720707

L'invention concerne les assemblages permanents, de parties en métal ne.pouvant admettre les déformations dues aux divers procédés de soudage. Le soudage est en effet particulièrement défavorable à 5 l'assemblage des tôles minces empilées pour former certaines pièces délicates, notamment celles utilisées pour la construction des amplificateurs à fluide. Le soudage produit des échauffements préjudiciables au maintien de la structure du métalj en outre, de grossières déformations apparaissent nécessairement dans les zones de 10 fusion. . Un procédé voisin est celui dit de diffusion,.consistant à comprimer très fortement les tôles à assembler puis à les chauffer pendant un temps assez long pour que leurs atomes puissent traverser leurs surfaces de contact et y produire une fusion. Cette méthode est 15 longue et nécessite des ajutages précis ainsi qu'un appareillage coûteux pour obtenir convenablement une compression élevée des tôles. On peut leur adjoindre, il est vrai, de minces couches intercalaires en matériau favorisant la formation d'une phase eutectique des métaux en présence, mais cette méthode est également coûteuse et 20 produit une altération de la constitution des matériaux à assembler. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet une méthode d'assemblage de parties métalliques consis tant à les chauffer jusqu'à une température pour laquelle le métal de ces parties présente une coexistence de la phase solide et de la 25 phase liquide, puis à refroidir lesdites parties. Mais l'invention sera mieux comprise par la description qui va être donnée, ci-après, à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé dans lequel : La Fig. 1 est un diagramme de phases d'un alliage métal- 30 lique; et La Fig. 2 est un schéma en blocs de ladite méthode. En se référant au dessin, on voit sur la Fig. 1 un diagramme d'un alliage bi-métallique typique constitué par dé l-'alluminium et du magnésium comportant, pour divers températures, des proportions 35 variables de ces deux composants que l'on nommera A et B. Dans la région 0(, l'alliage comprend la phase solide de A avec un pourcentage donné de B dissous dans les cristaux de A, aucun cristal^ de B n'étant présent. Dans la régionO 71 40904 2 2115193 Dans la région*X + 0 , le métal est entièrement dans la phase solide et il est constitué de cristauxoL et^ avec des atomes dissous de A et S. Dans la régions , le métal est entièrement dans l'état solide et il est constitué de cristauxB avec une dissolution des 5 atomes de A. Dans la région^ + LIQUIDE, des cristaux!? solides coexistent avec une proportion variable d'un mélange liquide de molécules fondues de A et B. Cela étant, on voit qu'il existe des régions pour lesquelles la phase liquide et la phase solide coexistent dans 10 olaae'donnée de température. A titre d'exemple, le point X du diagramme correspond à une température de 500 °C, pour laquelle la proportion relative de nétal solide et liquide par rapport à la masse totale «st dans le ~aDport des longueurs des segments S et L à la longueur totale S -*• L. 15 domine le montre le diaaramme; la prooor"i"ion du. métal solide par rapoort au métal liquide diminue quand la température s'accroît iusqu'à la température de 660° pour laquelle tout le métal est entièrement liquide. On retrouve exactement, les mêmes données au point Z dans 20 la régionB + LIQUIDE, où la phase solide contient seulement des cristaux de B. On retrouve encore le même phénomène au-dessus de la région f* +S à ceci près que la phase solide contient un mélange de cristaux & etp . 25 il convient de noter que l'exposé précédent concerne un alliage binaire mais que le même principe s'applique à des alliages à composants, multiples. De préférence, on utilise des alliages pour lesquels les plages de températures sont importantes dans les régions à coexistence 30 de phases. . La Fig. 2 se référé plus spécialement au processus d'assemblage selon l'invention de minces feuilles métalliques pour la fabrication d'éléments fluidiques. Au stage I, les feuilles sont découpées, au stage II leuis surfaces sont désoxidées, au stage III 35 elles sont empilées dans un four sous vide sous une pression juste suffisante pour assurer leur alignement, et dans le stage IV, la température critique de fusion est atteinte. Les stages V et VI concernent le refroidissement et un traitement thermique final si nécessaire. ^ Les etapes suivantes peuvent être également décrites pour COPY 71 4UVU4 3 2115193 un alliage d'alluminium : nettoyer les feuilles dans de l'hydroxyde de sodium, enlever la solution, rincer les feuilles dans de l'eau, les rincer encore dans une solution à 10% en volume d'acide nitrique, puis encore dans de l'eau, enfin dans de l'alcool, puis assembler 5 les feuilles dans le tour à vide, puis chauffer à 525 °C sous un vide -4 ce moins 10 Torr pendant 10 minutes. Le vide est nécessaire pour empêcher la formation d'oxyde de surface durant le chauffage. En outre, la fusion doit être accomplie évidemment, dans une atmosphère neutre ou réductrice. 10 II convient de noter que l'étendue de la plage de tempéra ture dans laquelle les parties sent chauffées dépend du matériau utilisé, ainsi que de la densité, ce la viscosité et de la tension de surface de la phase liquide. Ainsi, la proportion convenable des phases liquide et solide durant la fusion doit être déterminée pour 1 5 chaque métal et pour chaque application. On peut cependant indiquer que, dans la régionCC+ LIQUIDE, cette proportion doit être comprise entre 0,01 et 25^ en poids de la phase liquide. Le temps requis pour la fusion complète est"relativement court en comparaison des techniques ce diffusion conventionnelles. 20 Cette durée est de quelques minutes seulement, mais sa valeur précise varie d'un métal à l'autre et avec la proportion de la phase liquide, mais elle peut être déterminée aisément par l'expérience pour toute application donnée. 'AD Original ' 71 40904 4 2115193 REVENDICATIONS 1 . Méthode d'assemblage permanent par fusion de deux 5 parties faites d'un métal présentant la coexistence des phases liquide et solide dans une plage donnée de températures, caractérisée par les opérations de mise en place desdites parties, de leur échappement jusqu'à ce que leur surface commune atteigne une température comprise dans ladite plage de façon que la phase liquide formée à 10 leur surface commune y produise une fusion sans distorsion desdites parties, puis de leur refroidissement. 2. Méthode selon 1, caractérisée en ce que l'échappement est maintenu jusqu'à ce que la phase liquide atteigne une proportion comprise entre 0,01 et 25 % en poids du poids total des parties à 1 5 assembler.