Brevet FR2529125A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne un flux de soudure à base aqueuse, qui est particulièrement approprié pour souder à l'étain, le cuivre et ses alliages, le fer, l'acier, l'acier inoxydable et similaires. Lorsque les métaux sont chauffés, ils subissent une oxydation rapide, au contact de l'oxygène de l'air. Cette couche d'oxyde empêche la soudure de prendre. Il est donc nécessaire de l'éliminer complètement et de l'empêcher de se reformer pendant toute la durée de l'opération de soudage. A cet effet on utilise un décapant approprié, dont le rôle est très important puisque l'aspect et la qualité de la soudure en découlent directement. Un tel décapant est couramment dénommé flux de soudure et contient un ou plusieurs sels exerçant un effet décapant à l'endroit de la soudure, tels que par exemple le chlorure de zinc ou le chlorure d'ammonium. Il peut se présenter sous la forme d'un liquide plus ou moins visqueux ou sous la forme d'une graisse. Sous cette dernière forme, son application est pratique; en effet la graisse protège bien la zone où doit s'effectuer la soudure et ne coule pas sur les surfaces verticales. De plus, étant lubrifiante, elle facilite l'introduction des tubes dans les raccords à souder, ce qui convient tout spécialement en plomberie.Cependant, cette graisse doit être éliminée après la soudure et il est nécessaire de faire alors appel à des solvants pour la dissoudre et obtenir une finition impeccable. De plus, le flux de soudure sous forme de graisse, dégage pendant la soudure, des odeurs désagréables du fait de la présence de produits pétroliers contenus dans la graisse, qui sont couramment la vaseline et la paraffine. A titre d'exemple, on indiquera cl-après la composition d'un flux classique de ce type Vaseline 40% Chlorure d'ammonium 13% Chlorure de zinc anhydre 43% Eau 2% Emulsionnant 2% Avec une telle composition il y a de plus une mauvaise répartition de l'élément actif sur la pièce à souder, étant donné que le chlorure de zinc se sépare de l'élément gras lors du cfrauffage. D'autre part, les faibles quantités d'eau contenues dans cette graisse (eau introduite lors dela fabrication ou contenue dans les matières premières elles-mêmes,par exemple dans le chlorure de zinc) produisent au cours du chauffage des crépitements indésirables. On a maintenant trouvé un nouveau flux de soudure qui, tout en présen#tant les qualités de la graisse, ne possède pas cependant les inconvénients de celle-ci. Le flux de soudure selon l'invention contient un sel ou un mélange de sels exerçant un effet décapant et est caractérisé en ce qu'il est à base aqueuse et qu'il contient au moins un produit gras non liquide à la température ordinaire et capable de former un gel en présence d'eau tout en étant suffisamment hydrosoluble pour être lessivable à l'eau après application. Le flux de soudure selon l'invention a la consistance d'un gel à la température ordinaire. L'expression #à base aqueuse" signifie que le flux selon l'invention est obtenu à partir d'une solution aqueuse contenant le ou les sels exerçant un effet décapant. Par "produits gras" on désigne, selon la pré- sente invention, les alcools gras, les acides gras et les éthers et esters polyglycoliques ainsi que leurs produits d'addition avec des oxydes d'alkylène, tels que l'oxyde d'éthylène ou les mélanges de ceux-ci. Comme indiqué ci-dessus, le produit gras utilisé dans le flux de soudure selon l'invention doit être non liquide à la température ordinaire et capable de former un gel en présence d'eau tout en, étant suffisamment hydrosoluble-pour être lessivable à l'eau après application. D'autre part il ne doit pas former de résidus charbonneux sous l'action de la flamme car ceci gênerait par la suite l'étalement de la soudure. Grâce à la présence du produit gras ayant les propriétés ci-dessus, le flux de soudure selon l'invention a la consistance d'un gel à la température ordinaire-ce qui lui confère une facilité d'application analogue à la graisse décapante et d'autre part il est aisément éliminable à l'eau après la soudure. A titre d'exemples de produits gras qui sont appropriés aux fins de l'invention -on peut citer l'alcool cétylique, l'alcool myristique ,1'alcool stéarylique, les acides laurique , palmitique, stéarylique et autres produits gras similaires, non liquides à la température ambiante. On peut également utiliser les éthers et esters polyglycoliques- notamment ceux de l'alcool cétylique et les alcools et acides gras polyalkylènés, On notera que les alcools gras inférieurs par exemple les alcools octylique, décylique et laurylique ne conviennent pas aux fins de l'invention puisque ces alcools sont-liquides à la température ordinaire. On sait que la présence de motifs oxyde d'alkylène, dans un acide ou un alcool gras augmente la solubilité dansl'eau dudit composé. On peut utiliser dans le flux selon l'invention des produits gras comportant des motifs oxyde d'alkylene. Le nombre de ces motifs doit être choisi de manière à ce que la solubilité dans l'eau du -produit soit augmentée sans pour autant rendre le produit gras totalement hydrosoluble; il importe d'atteindre un compromis entre la solubilité dans l'eau pour favoriser l'élimination du flux de soudure après utilisation et la consistance de gel que doit conférer le produit gras au flux de soudure, laquelle facilite son application. A titre d'exemple on indiquera que l'alcool cétylique comportant 50 motifs oxyde d'éthylène est un produi-t gras approprié aux fins de l'invention, tandis que l'alcool c-étylique ayant 20 motifs oxyde d'éthylène n'est pas suffisamment soluble alors que l'alcool cétylique comportant 150 motifs d'oxyde d'éthylène serait un produit trop hydrosoluble. Le sel décapant contenu dans le flux de soudure selon l'invention est avantageusement le chlorure de zinc, le chlorure d'ammonium, de préférence un mélange de chlorure de zinc et de chlorure d'ammonium Pour des raisons techniques ou de sécurité d'emploi on peut aussi fabriquer sel-on l'invention, un flux avec un mélange de sels décapants complétement exempt de chlorure de zinc. En effet les fumées provenant de sels de zinc chauffés, peuvent limiter l'utilisation d'un tel flux en raison du caractère nocif de ces fumées. Par ailleurs l'utilisation de flux de soudure contenant du chlore est proscrite dans certaines industries, notamment dans l'industrie atomique. Selon une variante préférée de l'invention on utilisera à la place du mélange chlorure de zinc-chlorure d'ammonium, une quantité équivalente de bromure d'ammonium ou de bromure d'amine. L'amine utilisée pour former ce sel sera de préférence à faible point d'ébullition. A titre d'amines appropriées on peut citer par exemple l'isopropylamine, l'éthylamine et la monométhanolamine. Le flux selon la présente invention contient avantageusement en poids 20 à 60% de sel décapant ou mélange de tels sels 15 à 30% de produit gras 10 à 60% d'eau. La quantité d'eau indiquée ci-dessus peut être augmentée pour certains besoins sous réserve de conserver la consistance de sel au flux. Le pH du flux de soudure selon l'invention sera avantageusement ajusté pour obtenir un produit ayant une agressivité limité ou nulle vis-à-vis de la peau de l'utilisateur. Lorsqu'on utilise du chlorure de zinc en combinaison éventuelle avec du chlorure d'ammonium comme sel décapant le pH du flux sera ajusté à une valeur comprise entre 2 et 4. Au-delà de cette valeur il se produit une précipitation, qui doit être évitée puisque le flux de l'invention doit être sous la forme de gel. A titre de base appropriée pour ajuster le pH de flux de soudure on citera l'ammoniaque ou des amines. L'ammoniaque est particulièrement préféré puisqu'il a aussi un effet décapant , du fait de la formation de chlorure de zinc ammoniacal; cependant il ne doit pas être utilisé en excès car sinon le chlorure de zinc est transformé en oxychlorure de zinc. Lorsque le sel décapant est un bromure d'amine, le pH du flux de soudure pourra etre ajusté jusqu'à la neutralité sans risque de précipitation. De ce fait le contact cutané du flux contenant un tel sel décapant n'entra- nera aucun danger pourl'utilisateur.Dans ce cas, la neutralité sera obtenue en dosant avec précision la quantité d'amine nécessaire pour atteindre cette neutralité. Un exemple concret de composition de flux de soudure selon l'invention est le suivant (parties en poids): 32% d'eau 9% de chlorure d'ammonium 42% de chlorure de zinc 17% d'alcool cétylique oxyéthyléné (50 motifs oxyde d'éthylène) Le pH de cette composition est avantageusement ajusté à pH 3 avec de l'ammoniaque. Dans cette composition on peut remplacer l'alcool cétylique oxyéthyléné par 13% d'alcool cétylique et 4% d'éthers polyglycoliques d'alcools gras choisi parmi ceux mentionnés précédemment en particulier l'alcool cétylique. Une autre composition préférée selon l'invention est, en poids, la suivante 32% d'eau 26% d'amine par exemple d'éthylamine 25% d'acide bromhydrique 17% d'alcool cétylique oxyéthyléné (50 motifs d'oxyde d'éthylène). Le flux de soudure selon l'invention présente les qualités du flux classique sous forme de graisse sans en avoir les inconvénients. Il reste homogène sous l'action de la chaleur ce qui le rend plus efficace que le flux classique. Il est soluble dans l'eau. En conséquence, la soudure terminée, il sera aisé de l'éliminer, tout simplement à l'aide d'une éponde mouillée. De la même manière, tous les éléments qui auront été en contact avec le flux de soudure selon l'invention pourront être lavés à l'eau. Ceci est particulièrement avantageux pour l'utilisateur qui pourra se débarrasser aisé- ment de toutes traces du flux de soudure, en particulier sur les mains. La nature de la composition du flux selon l'invention et son acidité limitée, voire même sa neutralité,li- mitent son agressivité vis-à-vis de la peau. Elles évitent les inconvénients dus à l'utilisation de produits très acides. La fabrication du flux de soudure selon l'invention a d'autre part l'avantage non négligeable d'être d'un prix de revient 25 à 30% moins élevé que celui du flux classique. Ceci s'explique par la quantité d'eau contenue dans le flux,par exemple 10 à 60%, et le pourcentage inférieur de produit gras. Le mode d'utilisation du flux de soudure selon l'invention consiste à enduire les parties à souder avec le flux de soudure; à chauffer les pièces à souder; à remplir le joint en appliquant la soudure et à laver à l'eau, de préférence la soudure étant encore chaude. Contrairement au flux classique,le flux selon l'invention reste homogène pendant la fusion. Le flux selon l'invention pourra être utilisé dans tous les domaines habituels ou sont pratiquées des soudures à des températures comprises entre 1600C et 3100C, par exemple en plomberie (y compris tuyauterie, robinetterie) chaudronnerie (étamage et pré-étamage), chauffage réfrigéra tion, industries électriques et électromécaniques, industries automobile, ferroviaire, constructions navales et analogues. Le flux de soudure selon l'invention devra être conservé à une température inférieure à 400C. Pour certains travaux, il sera possible d'ajuster l'efficacité ou la viscosité du produit, en y ajoutant tout simplement une certaine quantité d'eau sous réserve de conserver la consistance du gel. Cette opération se fera en fonction du travail à réaliser. Cet avantage ouvre de larges possibilités d'applications, pour l'artisanat et l'industrie. On peut aussi régler la viscosité (fermeté du gel) en ajoutant de l'alcool cétylique pur. REVENDICATIONS 1. Flux de soudure contenant un sel ou un mélange de sels exerçant un effet décapant, à l'endroit de la soudure, caractérisé en ce qu'il est à base aqueuse, en ce qu'il contient au moins un produit gras non liquide à la température ordinaire et capable de former un gel en présence d'eau, tout en étant suffisamment hydrosoluble pour etre lessivable à l'eau après application, ledit flux ayant la consistance d'un gel à la température ordinaire. 2. Flux selon la revendication l, caractérisé en ce que le produit gras est choisi parmi les alcools gras, les acides gras, les éthers et esters polyglycoliques ainsi que leurs produits d'addition avec des oxydes d'alky lène. 3. Flux selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le produit gras est choisi parmi l'alcool cétylique, l'alcool myristique, l'alcool stéarylique, les acides laurique, palmitique, stéarylique. 4. Flux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en poids 20 à 60X de sel décapant ou mélange de tels sels, 15 à 30% de produit gras 10 à 60% d'eau. 5. Flux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le sel décapant est du chlorure de zinc, un mélange chlorure de zinc-chlorure d'ammonium ou un bromure d'amine. 6. Flux selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en poids 32% d'eau 9% de chlorure d'ammonium 42% de chlorure de zinc -17% d'alcool cétylique oxyéthyléné (50 Motifs oxyde d'éthylène). 7. Flux selon la revendication 6, caractérisé en ce que son pH est ajusté à une valeur comprise entre 2 et 4, de préférence 3, à l'aide d'ammoniauqe. 8. Flux selon l'une quelconque des revendications 1 à s; caractérisé en ce qu'il contient, en poids, 32% d'eau 26% d'amine 25% d'acide bromhydrique 17% d'alcool cétylique oxyéthylène' (50 motifs oxyde d1éthylène). 9. Flux selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'amine est l'éthylamine. 10. Flux selon la revendication 8, caractérisé en ce que son pH est ajusté à 7 à l'aide d'une amine telle que l'éthylamine.