Brevet FR2419131A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un procédé et une machine de brasage d'aluminium sous un vide partiel. Le champ particulier d'application dans lequel le procédé et la machine sont appliqués et qui est décrit ci-dessous concerne la production d'échangeurs de chaleur en aluminium, c'est-à-dire des radiateurs, mais le procédé et la machine peuvent naturellement convenir à des applica tions plus larges, et rien dans la présente description ne doit être considéré comme limitant l'invention au champ des radiateurs. En particulier, la présente invention concerne un moyen de débarrasser des matériaux à braser, sous vide, de matières huileuses et de films d'oxyde avant de les braser, et ceci toujours sous vide. Récemment, les radiateurs en aluminium pour véhicules sont devenus très populaires en particulier du fait de leur faible poids et de leur faible coût. Cependant, quand on effectue un brasage pour les assembler, il est fréquent que des contaminants tels que des substances huileuses et des films d'oxyde présents sur les surfaces des ensembles ne permettent pas d'effectuer le brasage avec succès. En conséquence, dans les procédés classiques de brasage, ces contaminants sont éliminés par lavage avec un solvant organique tel que du tétrachloréthylène, du trichloréthylène ou analogue, ou par lavage avec un acide, un alcali ou analogue, les ensembles lavés étant alors retirés de la chambre de lavage et brasés sous vide. Les inconvénients de ce type de procédé sont nombreux. Il faut d'abord disposer d'un ensemble de traitement à étages multiples; l'utilisation de solvants organiques ou de substances chimiques de lavage peut provoquer des réactions du public, une pollution de l'environnement, et est par ailleurs coûteuse. Le procédé peut être également dangereux pour le personnel le Mettant en oeuvre, soit immédiatement soit à long terme. En outre, il existe l'inconvénient selon lequel, quand les ensembles sont nettoyés du solvant après lavage, de nouveaux films d'oxyde peuvent s'accumuler sur eux, et même d'autres contaminants tels que des substances huileuses. En conséquence, un objet de la présente invention est un procédé de brasage de l'aluminium qui ne présente pas les défauts mentionnés ci-dessus, qui élimine les substances huileuses et les films d'oxyde sans aucun agent de traitement, et qui interdit la formation d'un film d'oxyde et la contamination par des substances huileuses ou autres contaminants pendant la durée séparant le nettoyage des ensembles et leur brasage, qui soit par ailleurs rapide, simple, peu coûteux et fiable. Un autre objet de l'invention est de fournir une machine de brasage de l'aluminium qui ne présente pas les défauts mentionne ci-dessus, qui soit simple, plus efficace que les machines de l'art antérieur et qui soit fiable. Selon la présente invention, il est proposé un procédé de brasage de l'aluminium, comprenant les étapes consistant a assem- bler les ensembles en aluminium à braser revêtus aux endroits a braser avec un matérieu de brasage, a soumettre les ensembles S un vide partiel sous-une atmosphère raréfiée composée essentielle ment de gaz inerte, à éliminer les substances huileuses et les films d'oxyde fixés sur les ensembles, alors qu'ils sont toujours sous un vide partiel, et ensuite, sans retirer les ensembles du vide partiel, è les braser en les chauffant à une température de brasage. Selon la présente invention, il est proposée en outre une machine de brasage d'ensembles, comprenant une chambre étanche aux gaz, une pompe pour faire le vide dans la chambre gaz, des moyens pour amener du gaz inerte dans la chambre, et des moyens pour chauffer des objets situés dans la chambre. La présente invention, d'autres objets, caractéristiques et avantages la concernant, et d'autres procédés variés de sa mise en oeuvre et de son utilisation apparaîtront plus clairement a l'homme de l'art à la lumière de la description qui suit qui apporte des détails sur plusieurs modes de réalisation spécifiques préférés de la présente invention, ainsi que d'autres explications. Cependant, dans le présent texte, ainsi que dans la description et les revendications, il convient de comprendre que bien que les parties aient été identifiées par des noms spécifiques dans un but de-commodité, ces noms doivent être pris dans leur sens le plus général possible admis par la technique pour leur application å des pièces semblables.En outre, les dessins annexés et les figures qu'ils contiennent seront également utiles pour comprendre l'idée fondamentale de la présente invention, ainsi que les détails des modes de réalisation illustratifs donnés a titre d'exemple; cependant, toute personne concernée doit bien comprendre que la présente invention n'est nullement limitée par des détails particuliers de modes de réalisation présentés et expliqués qui, bien qu'ils soient préférés, n'excluent pas d'autres possible lités - ni par des caractéristiques quelconques des dessins;;tous les modes de réalisation décrits, et également les dessins, qui sont donnés à titre seulement d'illustration, et qui ne limitent ni ne restreignent en aucune manière le champ d'application de l'invention, seront définis uniquement par les revendications annexées à la présente description, qui mettent en valeur en particulier les propriétés nouvelles qui doivent être considérées comme caractéristiques de la présente invention. Sur les dessins, les mêmes références indiquent les mêmes parties sur les diverses figures. La figure 1 est une vue en plan par-dessus et partiellement en coupe d'une machine selon la présente invention, et la figure 2 est une section longitudinale selon la ligne Il Il de la figure 1. Si l'on se reporte aux dessins, on y voit une machine permettant de produire un radiateur en aluminium par brasage, partir d'ensembles de radiateurs I en aluminium, les parties a braser étant revêtues d'un matériau de brasage. Ce brasage est réalisé sous une pression très faible et presque sous vide. La machine comprend une chambre à vide 2 dans laquelle on effectue le nettoyage et le brasage des ensembles 1, et elle comprend des convoyeurs a bandes 3 et 4 pour transporter les ensembles 1 dans la chambre a vide 2, et pour lés ressortir après brasage. La chambre à vide 2 comprend une chambre avant de nettoyage 5 et une chambre arrière de brasage 6. L'ouverture avant de la chambre de nettoyage 5, le joint entre la chambre de nettoyage 5 et la chambre de brasage 6, et l'ouverture arrière de la chambre de brasage 6 sont pourvus de portes avant, intermédiaire et arrière 10, 11 et 12 qui sont commandées respectivement par des vérins avant, intermédiaire et arrière 7, 8 et 9. Des éléments chauffants 13a, 13b, 13c, 14a, 14b et 14c sont fixés aux parois internes supérieures et latérales de la chambre de nettoyage 5 et de la chambre de brasage 6. Des convoyeurs à bandes 15 et 16 sont montés sur les fonds de la chambre de nettoyage 5 et de la chambre de brasage 6 respectivement. Les arbres d'entraînement 15a et 16a des convoyeurs à bandes 15 et 16 sont disposés horizontalement à l'extérieur et ils traversent les parois latérales des chambres par l'intermédiaire d'un joint approprié. Ces arbres d'entraînement 15a et 16a sont reliés à des moteurs de commande 19 et 20 par l'intermédiaire de poulies 17, 18, 21 et 22, comme le montre la figure, par l'intermédiaire de courroies d'entraînement 23 et 24. Les chambres 5 et 6 sont reliées à une pompe à vide 31 par des soupapes magnétiques 25 et 26, des tuyaux d'évacuatíon 27 et 28,un collecteur d'huile 29 et un tuyau a vide 30. La chambre de nettoyage 5 est également reliée a une source de gaz inerte non représentée qui envoie un gaz inerte tel que de l'azote par l'intermédiaire d'un tuyau à gaz 32 et d'une soupape magnétique 33. Cette liaison est située dans une position de la chambre de nettoyage 5 éloignée de la liaison du tuyau d'évacua- tion 27. On décrira maintenant le fonctionnement de cette machine. On ouvre la porte avant 10 de la chambre à vide 2. Un ensemble à braser est introduit dans la chambre de nettoyage 5 par les convoyeurs à bandes 3 et 15. On ouvre les soupapes magnétiques 25 et 26 et on évacue l'air de la chambre de nettoyage 5 et de la chambre de brasage 6 pour obtenir une basse pression très proche du vide au moyen de la pompe à vide 31. Quand cette basse pression a été pratiquement atteinte, on ouvre la soupape magnétique 33 et on envoie le gaz inerte dans la chambre de nettoyage 5 sous la forme d'un mince courant. Ce courant de gaz émerge de l'ouverture d'entrée de gaz inerte dans la chambre de nettoyage, circule dans la chambre de nettoyage vers l'entrée du tuyau d' évacuation 27 et est aspiré dans ce tuyau 27.La capacité de la pompe 31 et la fourniture de gaz inerte doivent etre réglées de manière que le courant de gaz circulant dans la chambre de nettoyage 5 soit de préférence d'au moins 0,6 mètres à la seconde, et que la pression soit approximativement comprise entre 1 et 10 torr ( 1/760 à 1/76 atmosphère Ensuite, on applique l'électricité aux éléments chauffants 13a, 13b et 13c de la chambre de nettoyage 5, ce qui porte la température de l'ensemble à braser à environ 200 à 2500C. Cette température est naturellement insuffisante pour le brasage de l'ensemble. Cependant, les substances huileuses contaminantes et les films d'oxyde présents sur l'ensemble sont éliminés a cette température et évaporés dans l'atmosphère raréfiée de gaz inerte. Du fait que le gaz inerte est en circulation, comme décrit cidessus, ces contaminants sont entraînés dans le tuyau 27 et sont ensuite condensés dans le collecteur d'huile 29, ce qui ne provoque pas de dégâts à la pompe a vide 31. Après environ quinze minutes de ce traitement, on constate que les ensembles 1 sont pratiquement totalement propres. Une autre manière de nettoyer les ensembles dans la chambre de nettoyage 5 consiste en un bombardement par ions, au lieu d'un chauffage. Dans ce cas, qui constitue un autre mode de réalisation qui n'est pas illustré spécialement, on prévoit des liaisons électriques fournissant une tension élevée entre l'ensemble 1 et l'enceinte elle -même de la chambre de nettoyage 5. Cette liaison électrique peut être constituée par exemple par une courroie conductrice souple tendue autour de la bande sans fin du convoyeur a bande 15. En variante, on peut prévoir une électrode séparée dans la chambre de nettoyage 5, et organiser des liaisons électriques pour fournir la tension élevée entre cette électrode et l'ensemble 1. Un bombardement par ions de ce type disperse les contaminants des surfaces des ensembles 1 a une vitesse relativement rapide dans le courant de gaz inerte qui balaye la chambre. En tout cas, lorsque le nettoyage est terminé, on arrête le gaz inerte envoyé dans la chambre de nettoyage 5 en fermant la soupape magnétique 33, alors que la chambre de nettoyage 5 et la chambre de brasage 6 sont mises sous vide pour y réduire la pression autant que possibl#e. Ensuite, on ouvre la porte intermédiaire 11 et on transfère l'ensemble 1 dans la chambre de brasage 6 grâce aux convoyeurs à bande 15 et 16. On ferme a nouveau la porte intermédiaire 11. Si nécessaire, on ferme la soupape magnétique 25, et on continue a faire le vide dans la chambre de brasage 6 par l'intermédiaire de la pompe 31. On chauffe alors la chambre de brasage 6 par les éléments chauffants 14a, 14b et 14c de manière a chauffer l'ensemble 1 à une température d'environ 6000C, ce qui en permet le brasage par fusion du matériau de brasage qui revêt les parties à braser. On arrête ensuite le fonctionnement de la pompe à vide et on admet l'air dans les chambres. On en retire l'ensemble brasé. La pression de vide est située entre 1 et 10 torr, la vitesse du courant gazeux est de 0,6 mètres a la seconde, la température de chauffage est comprise-entre 2000C et 2500C et la période de chauffage est de quinze minutes, comme mentionné ci-dessus, ces valeurs étant naturellement déterminées sur la base de l'experien- ce, et elles peuvent naturellement varier en fonction des condi tions. En pratique, si on utilise une température de chauffage inférieure à la gamme décrite ci-dessus, l'élimitation des substances huileuses est très réduite en rapidité, et si la température est bien plus élevée que celle décrite ci-dessus, il y a une tendance à ce que les contaminants se carbonisent au lieu d'être éliminés, ce qui est très désavantageux car il est très difficile d'éliminer ces matériaux carbonés. En ce qui concerne la durée du chauffage et la vitesse du courant du gaz inerte, la valeur la plus élevée est en principe la meilleure du point de vue des contaminants a éliminer. En outre, il est possible d'apporter des variantes a la présente invention. Par exemple, le procédé de nettoyage et le procédé de brasage peuvent être en principe réalisés dans une seule chambre au lieu des deux chambres décrites ci-dessus. Si le nettoyage est réalisé par chauffage, les éléments chauffants 13a peuvent être alors mis en oeuvre a un niveau de chaleur partiel pour réaliser le nettoyage, puis être portés a leur chaleur totale pour réaliser le brasage.On doit préciser entre parenthèses que dans la version de la machine a deux chambres,où le nettoyage s'effectue par chauffage, la capacité de chauffage des ne éléments de chauffage dans la chambre de nettoyage g t naturelle as ment tre aussi importante que la capacité de chauffage des éléments chauffants dans la chambre de brasage, du fait que le nettoyage s'effectue à une température plus faible que le brasage. En outre, il serait possible d'effectuer le nettoyage par la combinaison d'un chauffage et d'un bombardement d'ions. De même, le gaz inerte -envoyé dans la chambre de nettoyage 5 peut être recyclé après avoir été aspiré par la pompe a vide, et il serait également possible de balayer la chambre de nettoyage par le gaz inerte de façon non continue, mais en la vidant et en la remplissant a nouveau de temps a autre. Bien que la présente invention ait été présentée et décrite avec référence a certains modes de réalisation et d'application préférés, et avec référence aux dessins annexés, il faut comprendre que divers changements, modifications et omissions de forme et de contenu peuvent être apportés dans tout mode de réalisation particulier de la présente invention par l'homme de l'art, de manière à l'adapter facilement à des applications variées en utilisant des connaissances courantes, sans pour autant s'écarter du champ d'application essentiel de l'invention, ou de son esprit, et sans omettre des particularités de l'invention qui, du point de vue de l'art antérieur, constituent des caractéristiques assez essentielles des aspects généraux ou spécifiques de la présente invention.Le contexte de l'application de la présente invention n'est pas non plus nécessairement restreint à celui des modes de réalisation illustrés; bien que ceux-ci constituent des modes de réalisation préférés, ils ne doivent pas être considérés comme exclusifs d'autres possibilités. il faut également que toute personne concernée comprenne, dans la mesure où il s'agit des dessins, qu'ils n'ont été présentés que pour faciliter l'expi#atkn des modes de réalisation préférés et décrits en vue de leur illustration, et qu'en conséquence le champ d'application de la présente invention ne doit pas être considéré comme limité par l'un quelconque des détails, spéciaux ou autres, de ces dessins ou figures. En résumé, il est expressément stipulé par la Demanderesse que le-champ d'application et la portée de la présente invention, et que la protection que l'on désire voire octroyée comme résultat de cette demande, doivent être uniquement limités par les revendications qui suivent, dont les termes et les expressions doivent cependant être interprétés à la lumière de la description qui précède dans le cas où c'est nécessaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de brasage de l'aluminium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a: rassembler les ensembles en aluminium à braser revêtus dans les zones à braser d'un matériau de brasage; à soumettre les ensembles à un vide partiel dans une atmosphère raréfiée composée essentiellement de gaz inerte; à éliminer les substance huileuses et les films d'oxyde fixés sur les ensembles, alors qu'ils sont sous le vide partiel; et ensuite, et sans retirer les ensembles du vide partiel, à braser lesdits ensembles à la température de brasage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substances huileuses et les films d'oxyde sont éliminés en chauffant les ensembles à une température de nettoyage qui est inférieure à la température de brasage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substances huileuses et les films d'oxyde sont éliminés par bombardement d'ions. des des 4. Procédé selon l'uW ######endications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ensemble du procédé est réalisé dans une chambre sous vide. des 5. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le procédé est réalisé à l'intérieur d'une chambre sous vide divisée en deux parties, les substances huileuses et les films d'oxyde étant éliminés dans l'une de ces parties, et les ensembles étant ensuite transférés dans la seconde partie où ils sont brasés. 6. Procédé selon une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le gaz inerte à basse pression est alimenté sous forme d'un courant dans une partie de la chambre sous vide contenant les ensembles lors de l'élimination des substances huileuses et des films d'oxyde qui les recouvrent, et est extrait d'une autre partie de ladite chambre, ladite alimentation et ladite extraction étant continues. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un filtre qui filtre les impuretés contenues dans le gaz inerte qui est évacué de ladite chambre. 8. Procédé selon une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au cours du retrait des substances huileuses et des films d'oxyde des ensembles, l'atmosphère de gaz inerte raréfiée est périodiquement retirée de la chambre à vide contenant les ensembles et remplacée par une quantité fraiche de gaz inerte raréfiée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu un filtre qui filtre les impuretés contenues dans le gaz inerte qui est retiré ladite chambre. 10. Procédé selon vre/revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs véhicules. 11. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 12. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 14. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 15. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 16. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ensembles sont des radiateurs de véhicules. 17. Machine de brasage d'ensembles, carctérisée en ce qu'elle comprend une chambre étanche aux gaz, une pompe pour vider la chambre du gaz, des moyens pour envoyer du gaz inerte dans la chambre, et des moyens pour chauffer les objets dans la chambre. 18. Machine de brasage d'ensembles, comprenant deux chambres communiquantes et dont la combinaison est étanche aux gaz, des pompes pour vider les chambres du gaz et des moyens pour envoyer du gaz inerte dans les chambres, des moyens pour chauffer des objets dans la première desdites chambres, des moyens pour transférer des objets de la première chambre à la seconde et des moyens pour chauffer des objets dans la seconde chambre. 19. Machine selon la revendication 18, caractérisée en ce que les moyens de chauffage de la seconde chambre peuvent chauffer des objets qui s'y trouvent à une température plus élevée que celle des moyens de chauffage de la première chambre. 20. Machine de brasage d'ensembles, comprenant deux chambres communiquantes et dont la combinaison est étanche aux gaz, une pompe pour vider les chambres du gaz, des moyens pour envoyer du gaz inerte dans les chambres, des moyens pour irradier par des ions les objets dans la première de ces chambres, des moyens pour transférer les objets de la première chambre à la seconde chambre, et des moyens pour chauffer les objets dans cette seconde chambre. 21. Machine selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens pour irradier avec des ions les objets dans la première re chambre comprennent des connexions électriques pour maintenir ces objets à un potentiel électrique différent de celui de l'en- ceinte de la chambre. 22. Machine selon la revendication 20, caractérisée en ce que les moyens pour irradier avec des ions les objets dans la première chambre comprennent une électrode située dans la première chambre et des liaisons électriques pour maintenir ces objets à un potentiel électrique différent de celui de l'électrode. 23. Machine selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour irradier avec des ions des objets dans la chambre. 24. Machine selon la revendication 23, caractérisée en ce que les moyens d'irradiation avec des ions d'objets dans la chambre comprennent des liaisons électriques pour maintenir ces objets a un potentiel électrique différent de celui de l'enceinte de la chambre. 25. Machine selon la revendication 23, caractérisée en ce que les moyens d'irradiation avec des ions d'objets dans la chambre comprennent une électrode située dans la chambre, et des liaisons électriques pour maintenir ces objets a un potentiel électrique différent de celui de l'électrode. 26. Machine selon une quelconque des revendications 17 a 25, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de filtrage situés a la liaison de la pompe avec la chambre, permettant d'éliminer les impuretés contenues dans les gaz qui les traversent.