Brevet FR2460174A1 — publié le 19810123

LA présente invention concerne un procédé de fluxage pour assemblage de pièces1 métalliques par brasage, Par brasage, on entend un qemhl ge de pièces métalliques par l'intermédiaire d'un metal d'apport dont le point de fusion est inférieur a# celui ou à ceux des deux metaux ou alliages métalliques à assembler. En vue d'effectuer ce brasage, il est nécessaire que l'état de surface des zones à braser permette le mouillage du métal d'apport au moment de sa fusion. Un tel état de surface est obtenu généralement par un décapage puissant, en vue d'élimir.er les oxydes présents à la surface de ces zones avant ou au moment du brasage. Ce décapage est obtenu au moyen d'un flux qui est un produit pouvant se présenter sous forme liquide plus ou moins visqueux ou solide (poudre). Comme métal d'apport, on peut utiliser soit des métaux purs, soit des alliages dont la base est principalement le cuivre ou l'argent. Comme flux, on utilise le borax, l'acide borique, et leurs mélanges ou combinaisons chimiques avec les fluorures alcalins et les fluoroborates. Le problème principal à résoudre est de disposer ce flux sur la zone à braser, de façon convenable. Il est nécessaire en effet que ce flux adhère suffi- samment aux zones a# braser , y compris pendant d'éventuelles manipulations manuelles ou automatiques. Par ailleurs , ce flux peut présenter un caractère toxique, il est alors nécessaire que le procédé utilisé soit adapté en vue de diminuer le risque encouru par les manipulateurs. Selon l'art anteriewr, on utilise un véhicule pour emmener le flux sur les zones à braser. Ce véhicule est generale- ment un liquide volatil dans lequel le flux est en suspension. Ce véhicule doit s'éliminer au cours du chauffage des zones à braser. On utilise principalement soit de l'eau, soit un solvant organique ; toutefois9 l'eau, entre autres inconvénients, ne s'évapore que lentement et ne permet d'obtenir qu'une suspension peu stable dans le temps. Par ail#eurs, les sqlva,nts orga,,4ques volatils sont soit inflammakles, soit dangereux (toxiques, explosifs, etc,) et nécessitent des procéde#: onéreux en vue de protéger les mani puleteurs. En outre, ces procédés faisant intervenir un véhicule sont, dans 1' étant actuel de la technique, difficilement automatisables. I1 apparait donc souhaitable de mettre au point un procédé de fluxage pour ce type de brasage, utilisant un flux solide et ne faisant pas intervenir de véhicule liquide. La présente invention concerne précisément un procédé ce fluxage de pièces métalliques à braser, facilement automatisable, utilisant un flux solide en poudre, caractérisé en ce que 1. On fluidise la poudre de flux, 2. On immerge, dans ledit lit fluidisé, les zones à braser rendues aptes au dépôt et à l'adhérence de la poudre en utilisant un moyen choisi parmi - le chauffage des zones à braser, - le recouvrement des zones à braser d'un film continu d'eau, - le recouvrement des zones à braser d'un film continu de colle minérale ou organique. On obtient le lit fluidisé par tout moyen connu, notamment par les moyens utilisés pour le dépôt de peinture en poudre thermoplastique. Lorsqu'on utilise le chauffage des zones à braser, on porte ces zones à braser à une température telle que l'on obtienne une adhérence suffisante de la poudre. Pour l'acide borique pur, on utilise une température supérieure à 1200C, de préférence à lqo0c. Il nly a pas de limite supérieure de température, mais il est inutile de chauffer au-dessus de 200 C. Pour déposer le film d'eau, il suffit par exemple d'immerger les zones à braser et de les laisser égoutter quelques dizaines de secondes. Dans le cas où l'on utilise un film d'eau, il est avantageux d1 évaporer cette eau par chauffage après dépôt du flux, ce qui améliore l'adhérence et la tenue au choc du dépôt. Pour déposer de la colle liquide, on peut également tremper la pièce dans un bain de colle et laisser égoutter. On utilise des colles inéra\esi ou Qrganiques compatibles avec \'opératiqn sJubsséquenteide de brassage, Dans les.?- trois cas, on obtint un déport de flux d'une épiasseur moyenne, comprise entre environ 0,2 et I mm On peut réaliser dans les trois cas un brasage de qualité analogue à celui obtenu avec les procédés de fluxage connus. Comme flux utilisable, on peut employer le borax, l'acide borique et leurs mélanges ou combinaisons chimiques avec les fluorures alcalins et les fluoroborates. Comme métal d'apport, on peut utiliser des métaux purs ou des alliages dont la base est le cuivre ou l'argent. Les exemples non limitatifs suivants illustrent 1' invention. -EXEMPLE 1 On utilise un flux d'acide borique pur en poudre de granulométrie comprise entre 50 et 200 m. Les pièces à braser sont en acier et constituent un bras de suspension d'automobile. Le métal d'apport est un alliage de cuivre de composition : Cu 58%, Ni 2,5 %, Zn 37,9 %, Sn 1%, Si 0,25 %, Fe 0,3 %, impuretés : solde. Pour réaliser le lit fluidisé, on a utilisé un entonnoir filtrant à verre fritté de 150 mm de diamètre, sur lequel on dépose 4 cm de flux. On dispose d'une source d'air comprimé sous une pression de 6 bars, d'un manodétendeur règlable, d'un débitmètre à flotteur, puis d'une colonne déshydratante reliée audit entonnoir. On règle le débit d'air à 650 I/h, soit une vitesse de 1,4 cm/s. On vérifie la mise en fluidisation du lit, l'épaisseur de la couche étant portée à 6 cm environ. On chauffe les zones à braser à une température voisine de 1400C par séjour dans une cuve. On plonge les zones à braser dans le lit fluidisé pendant 5 s environ et l'on obtient une couche adhérente d'environ 0 > 5 mm d'épaisseur, résistant aux chocs répétés simulant une manipulation par bras de préhension sur une chaîne automatique de brasage. Le brasage est réalisé soit par chauffage à induction, ou par chalumeau oxyacétylénique. Le métal d'apport est mis en place sous forme de préfçrme ou dÇ-fnl déposé à la touche, On obtient un brasage de qualité satisfaisante EXEMPLE 2 On utilise le lit fluidisé de l'exemple 1, On trempe les zones à braser dans l'eau, on laisse égoutter l'excédent d'eau pendant quelques dizaines de secondes avant de plonger la pièce dans le lit fluidisé. Aprés dépôt du flux, on porte la pièce fluxée à la température de 900C pendant 5 mn, afin d'assurer l'évaporation de l'eau. On obtiént un dépôt de flux et un brasage de qualité sensiblement analogue à celui obtenu dans l'exemple 1. REYENDIChTIONS 1 Procédé de flux~ge de pièces métalliques à braser utilisant un flux solide en poudre, caractérisé en ce que a) on fluidise la poudre de flux, b) on immerge dans ledit lit fluidisé les zones à braser rendues aptes au dépôt et à l'adhérence de la poudre en utilisant un moyen choisi parmi - le chauffage des zones à braser - le recouvrement des zones à braser d'un film continu d'eau, - le recouvrement des zones à braser d'un film continu de colle minérale ou organique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quelton utilise de l'acide borique pur et que l'on chauffe au préalable les zones à braser à une température comprise entre 1200C et 2000C. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' on dépose un film d'eau continu, on dépose le flux et l'on évapore l'eau par chauffage. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que l'on utilise comme flux l'acide borique pur.