Brevet FR2193676A1 — publié le 19740222

La présente invention concerne des matériaux pour le soudage ou le brasage ayant la forme de pièces formées, de revêtements ou de pâtes contenant des matières d'apport sous forme de poudres et/ou des flux. Des matériaux d'apport sous forme de poudre ou des flux sont utilisés industriellement en grande quantité dans les opérations de soudage et de brasage de tout genre. Les flux peuvent se présenter sous forme de solution, de suspension, de pâte, par exemple en mélange avec des poudres de matières d'apport, ou encore sous forme de poudres sèches. On connaît d'autre part des enrobages de flux, par exemple sur des alliages de soudure. Les poudres de matières d'apport sont utilisées essentiellement sous forme de pâtes ou de pièces formées. Etant donné que les matières d'apport et les flux sont en général des matières cristallines, c' est-à-dire n'ayant pas tendance à former des solutions visqueuses ou à prendre une consistance gélatineuse et ne présentant donc guère de forces de cohésion, leurs propriétés mécaniques, notamment la stabilité de pâtes, de revêtements ou de pièces formées, n'est pas suffisante dans beaucoup d'applications. Par exemple, les enrobages de flux sur des baguettes de soudure forte sont souvent si instables, que même le transport normal dans un emballage irréprochable donne lieu à un endommagement de l'enrobage. La fabrication rationnelle de pièces formées destinées au dosage précis du flux et/ou de la matière d'apport, est également irréalisable à cause du manque de résistance mécanique.Des pâtes de matières d'apport sont difficiles à maintenir dans un état stable et assurant en même temps un bon écoulement, à cause du poids spécifique élevé des métaux. Par conséquent, on utilise généralement, dans la pratique, des matières auxiliaires telles que des silicates solubles, des silicates à structure feuilletée et à grande capacité de gonflement (genre argile colloSdale) par exemple de la bentonite, des produits naturels visqueux et solubles tels que la gélatine, des alginates ou des matières synthétiques similaires. L'utilisation de ces matières auxiliaires connues comporte cependant l'inconvénient que les résidus de telles matières auxiliaires gênent considérablement le soudage, dans presque tous les cas, surtout à des températures de travail inférieures à 1.000 OC. En particulier, elles réduisent fortement l'efficacité du flux et gênent ltécoulement de la soudure. Ceci nécessite une élévation indésirable de la température de travail, qui ne suffit cependant pas toujours et conduit à une augmentation de la proportion des rejets. En ce qui concerne plus particulièremens les pâtes de soudure, les matières auxiliaires connues ne permettent également guère de former une suspension stable. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des matériaux connus pour le soudage et le brasage et de fournir notamment des pièces formées, des revêtements et des pâtes de matières d'apport sous forme de poudre et/ou de flux, qui, d'une part, peuvent être adaptés de façon optimale, au point de vue des propriétés mécaniques, c'est-à-dire stabilité, respectivement résistance ou élasticité, aux exigences résultant de la forme donnée des matériaux à souder et de leur utilisation, et qui, d'autre part, ne produisent aucun résidu gênant ou des effets secondaires, comme la formation de fumée ou de bulles, lors du soudage ou du brasage. A cet effet, les matériaux selon la présente invention sont caractérisés en ce qu'ils comportent comme liant des polyméthacrylates. Le procédé de fabrication de ces matériaux est caractérisé en ce que l'on mélange intimement et humecte de façon homogène des polyméthacrylates, les matières d'apport et les composants de flux, et que l'on utilise la pâte obtenue pour mettre les matériaux dans la forme désirée. Une humectation homogène peut être obtenue par exemple à l'aide de dispersions ou par mélange à chaud. On utilise cependant de préférence des solvants organiques tels que des esters, des cétones, des hydrocarbures chlorés, des hydrocarbures aromatiques ou des fractions de distillation du pétrole, car ces solvants permettent de travailler à la température ambiante et d'obtenir l'humectation désirée en un temps très court. Bien que les polyméthacrylates en général se bien à la production des matériaux selon la présente invention, les meilleures propriétés sont obtenues par les méthacrylates de méthyle à nonyle et, plus particulièrement, par les méthacrylates de méthyle à amyle. On peut également utiliser avantageusement des mélanges de différents polymères ou des copolymères de méthacrylates, afin d'obtenir des propriétés spécifiques. La proportion de polyméthacrylates n'est pas limitée à un taux très faible, mais peut atteindre sans problème 30 % ou mê me plus. D'excellentes propriétés résultent déjà d'un taux de 2 à 20 %. Le degré de polymérisation des méthacrylates est de préférence situé entre 25.000 et 250.000. Les exemples suivants illustrent quelques applications typiques des matériaux selon la présente invention. EXEMPLE 1 Enrobage de baguettes de soudure Un mélange d'acide borique et de borates dans la relation 1 : 1 en poids est humecté de façon homogène dans un mélangeur à l'aide d'une solution à 10 % de polyméthacrylate de propyle dans de l'acétate de méthyle jusqu'à une concentration de polyméthacrylate de propyle de 20 % dans la substance sèche. La consistance et la plasticité du mélange sont réglées par d'autres additions de solvant. L'acétate de méthyle peut être remplacé par d'autres solvants appropriés. Le mélange obtenu est appliqué de la manière habituelle sur des baguettes de soudure forte au laiton, par extrusion dans une presse pour électrodes. Les baguettes de soudure ainsi enrobées de flux sèchent très rapidement à l'air et sont ensuite utilisables sans autre traitement. L'enrobage supporte des déformations considérables des baguettes, de même que les conditions de transport les plus rudes. L'addition de polyméthacrylate de propyle n'altère pas la fusion du flux, ne réduit pas l'activité de celui-ci et ne gêne nullement l'écoulement de la soudure. EXEMPLE 2 Pâte de soudure De la poudre de cuivre fine (dimensions des particules inférieures à 100 ), exempte d'oxyde, est mélangée avec une solution de polyméthacrylate de méthyle dans un distillat d'essence à 60/160 jusqu a consistance pâteuse. Le contenu de polyméthacrylate de méthyle dans la substance sèche est ajusté à 5 %. La pâte obtenue peut être répartie d'une manière bien dosée aux endroits de soudure et présente l'avantage que le cuivre ne s'écoule pas de l'endroit de soudure dans le four à atmosphère protectrice, comme c'est le cas avec les autres liants fondants connus, mais que la matière de soudure reste concentrée et produit une soudure parfaite puisqu'il n'y a aucun résidu gênant. EXEMPLE3 Pièce formée de flux et de matière d'apport De la poudre de soudure d'argent selon la norme DIN L Ag 40 est mélangée de façon homogène avec de l'acide borique et du fluorure de potassium dans ur rapport de 1 :Iet est ensuite humectée à l'aide d'une soûl on à 15 % de polymethacrylate de méthyle dans du trichloréthylène jusqu'à l'obtention d'une pâte. Le taux de liant est de 0,5 % par rapport à la substance sèche. Cette pâte est ensuite moulée sous pression dans une presse pour comprimés de la forme requise. Les pièces ou pastilles composées dé poudres de soudure d'argent et de décapant ainsi formées peuvent être utilisées pour les opérations de soudure les plus diverses, par exemple, la soudure à la flamme, au four ou à haute fréquence, étant donné que le polyméthacrylate de méthyle ne gêne ni la fusion, ni l'activité du flux, ni l'écoulement de la soudure d'argent. EXEMPLE 4 Revêtement de bandes Un mélange de pentaborate, d'acide borique et de borax dans le rapport de 3/1/1,5 est mélangé intimement, dans un mélangeur usuel, avec une solution à 30 % de polyméthacrylate de méthyle dissous dans du butylglycol et de ltéthylèneglycol (rapport 2:1), la quantité de polyméthacrylate de méthyle atteignant environ 30 ç de la masse sèche. La viscosité du mélange est ajustée par une nouvelle addit ion de solvant jusqu a consistance pâteuse et celui-ci est ensuite appliqué d'un côté d'une feuille de soudure au moyen d'une machine à doubler. La même composition peut être utilisée pour un revêtement des deux faces de la bande de soudure. Dans ce cas, on travaille par immersion et avec une viscosité plus faible. EXEMPLE 5 Câble de soudure Un mélange de poudre de soudure d'argent selon la nor: DIN est mélangé intimement avec de l'acide borique et du fluobo- rate de potassium (rapport 1 : 2). -Ce mélange sec est ensuite h > w généisé, également à sec, avec un polyméthacrylate de méthyle nulé, les grains étant du type semoule (grosseur jusqu'à 200 jj teneur en polyméthacrylate de méthyle est de 15 % de la substance sèche. Ensuite, le mélange obtenu est transformé en barre forme désirée, par extrusion dans une presse à profilés. Il suite facile de produire à partir de ces barres, à l'état encore chaud, des anneaux ou d'autres formes adaptées à des problèmes particuliers. Après refroiiissement, les câbles de soudure et les pièces formées sont directement utilisables. Aucune influence négative sur la fusion et l'activité du flux ou sur l'écoulement de la soudure due à la présence de matière plastique n'a pu être observée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Matériaux pour le soudage ou le brasage, sous forme de pièces formées, de revêtements ou de pâtes, contenant des matières d'apport et/ou des flux, caractérisés en ce qu'ils contiennent comme liant des polyméthacrylates. 2 - Procédé de fabrication des matériaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange intimement et humecte de façon homogène les polyméthacrylates, les matières d'apport et les composants de flux et que l'on produit les formes désirées à partir de la masse obtenue. 3 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que leur teneur en polyméthacrylates est de 1 à 30 X de la substance sèche. 4 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que leur teneur en polyméthacrylates est- de 2 à 20 % de la substance sèche. 5 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que les polyméthacrylates sont des méthacrylates de méthyle à nonyle. 6 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que les polyméthacrylates sont des méthacrylates de méthyle à amyle. 7 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que les polyméthacrylates sont des copolymères de différents méthacrylates. 8 - Matériaux selon la revendication 1, caractérisés en ce que le degré de polymérisation des méthacrylates est situé entre 25.000 et 250.000. 9 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on obtient l'humectation homogène à l'aide de solvants organiques. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les solvants sont des cétones, des esters, des distillats de pétrole, des hydrocarbures aromatiques ou des hydrocarbures chlorés. 11 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'humectation homogène et la mise en forme sont effectuées par extrusion à chaud. 12 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise en forme est accompagnée d'une compression. 13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la mise en forme est effectuée par moulage sous pression ou extrusion. 14 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise en forme s'effectue sans compression notable. 15 - Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la mise en forme est effectuée par immersion ou application à la surface.