Brevet FR2779367A1 — publié le 19991210

I La présente invention concerne un procédé et une installation de préparation en série de pièces à souder par soudo-brasage. Il existe de nombreux domaines de fabrication dans lesquels on soude des pièces par un travail de soudage en série. Il s'agit par exemple, de fils préformés, an- neaux, baguettes et flans métalliques tels que des disques diffuseurs en aluminium qui sont soudés contre le fond de casseroles pour améliorer la diffusion de la chaleur et évi- ter les différences de température trop importantes, notam- ment les points chauds au fond des casseroles. Il existe de multiples autres applications de ce type, selon lesquelles on soude une pièce à une autre. Or, les deux pièces réunies par soudure n'ont gé- néralement pas la même origine industrielle. Certaines pièces à souder sont fabriquées comme des produits semi-finis, four- nis à d'autres industriels qui soudent ces éléments accessoi- res sur des pièces plus compliquées, qu'ils fabriquent. Dans un tel procédé de fabrication, il faut prendre chaque pièce une à une et badigeonner la surface à souder avec un mélange contenant le flux et le métal d'apport avant d'effectuer la soudure. La soudure est souvent réalisée par inductance. Or, cette opération faite individuellement sur chaque pièce, se fait au détriment du rendement de la fabri- cation qui ne peut être automatisée comme cela serait souhai- table. La présente invention a pour but de développer un procédé de préparation en série de pièces à souder pour que l'utilisateur final n'ait plus qu'à placer, de préférence de manière automatique, une pièce contre l'autre pour les sou- der, sans avoir à préparer ces pièces une à une. L'invention se propose de développer un tel pro- cédé et une installation pour sa mise en oeuvre. A cet effet, l'invention concerne un procédé ca- ractérisé en ce que: - on fabrique les pièces métalliques (découpe, matriçage, es- tampage), - on applique sur les pièces un revêtement unique fluide, à base d'alcool, contenant à l'état suspendu ou dissous, un flux, un métal d'apport et un liant, puis - on fait sécher le revêtement par évaporation de l'alcool pour former sur le produit une pellicule solide contenant le flux et le métal d'apport. Suivant que l'application du revêtement se fait par immersion ou par pulvérisation sélective, il est avanta- geux, si toute la surface de la pièce n'est pas utilisée pour la soudure, de recouvrir la partie de la surface qui ne doit pas recevoir de soudure, avec un revêtement amovible et no- tamment un cache. Un tel cache peut être intéressant tant pour l'application du revêtement de produit de soudure par immersion que par pulvérisation. La présente invention s'applique tout particuliè- rement au soudage de pièces en aluminium telles que des dis- ques diffuseurs, des pièces préformées en fil, des plats ou autres, sur lesquelles selon l'invention on applique un revê- tement qui devient une pellicule régulière solide et stable, ne s'enlevant pas pendant les manipulations ultérieures de conditionnement et de transport des pièces ainsi revêtues vers leur utilisation finale. Dans le cas de pièces en aluminium, ou autres mé- taux compatibles le flux est de préférence un mélange de fluorure d'aluminium et de cryolithe de potassium et le métal d'apport est à base d'aluminium c'est-à-dire un alliage d'aluminium et de silicium. Le liant qui fixe la pellicule sur la pièce est un liant organique ou minéral et, enfin, l'alcool dans lequel le flux, le métal d'apport et le liant sont en dissolution/suspension est de préférence une solution d'alcool butylique. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette installation peut fonctionner par immersion ou par pulvérisation. Dans ce cas d'une installation par immersion, elle comprend une cuve con- tenant le liquide de revêtement et des paniers dans lesquels se placent les produits à revêtir, pour être immergés dans le liquide de la cuve, ainsi qu'un moyen d'agitation du liquide de la cuve. Dans le cas d'une installation par pulvérisation, un dispositif projecteur tel qu'un pistolet à peinture, pro- jette le liquide destiné à former le revêtement sur les piè- ces à souder. Après application du revêtement liquide, les piè- ces sont séchées soit naturellement par évaporation. On peut également accélérer le séchage par ventilation ou par chauf- fage, par exemple par passage dans un tunnel chauffant. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est un schéma d'ensemble du procédé de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique d'une ins- tallation de préparation comprenant une cuve, - la figure 3 montre schématiquement l'applica- tion du procédé par pulvérisation du liquide de revêtement. Selon la figure 1, l'invention concerne un procé- dé de préparation de pièces à souder consistant à déposer sur les pièces métalliques un revêtement formant une pellicule stable comprenant le flux et le métal d'apport fixé sur la pièce par un liant organique, l'ensemble étant appliqué à l'état liquide ou fluide et séché pour constituer la pelli- cule stable. Selon le procédé, après la fabrication (1) des pièces, par les procédés d'usinage habituels tels que la dé- coupe, l'estampage, le matriçage, etc., les pièces sont dé- coupées de façon connue par des moyens mécaniques tels que le sablage ou le grenaillage ou par des moyens chimiques. Puis, on recouvre (2) éventuellement en partie les pièces d'un ca- che pour ne laisser accessible que la partie de la surface destinée à recevoir le revêtement de soudure. Puis, après cette éventuelle opération, on applique le revêtement liquide (3) soit par immersion dans un bain 31, soit par projection 32 à l'aide d'un dispositif de projection ou de pulvérisation tel qu'un pistolet pneumatique ou électrostatique. Après ap- plication du revêtement, on sèche (4) soit par séchage natu- rel avec éventuellement ventilation forcée pour favoriser l'évaporation, ou chauffage, par exemple passage dans un tun- nel chauffant. Les pièces ainsi munies de leur revêtement, solide, sont prêtes au conditionnement et à l'expédition pour être ultérieurement soudées. Les pièces ainsi traitées sont en général des pièces de forme simple, telles que des flans en aluminium constituant les disques diffuseurs destinés à être soudés contre le fond extérieur de casseroles pour favoriser la dif- fusion de la chaleur. Ces pièces peuvent. également être en cuire, acier, inox et autres métaux compatibles. Dans le cas de pièces en aluminium, le liquide de revêtement contient comme flux, un mélange de fluorure d'aluminium et de cryolithe de potassium. Le métal d'apport est alors de l'alliage d'aluminium et de silicium. A côté de ce métal d'apport pour une soudo-brasure à température rela- tivement élevée, on peut également appliquer l'invention à une soudobrasure à température plus faible et dans ce cas le flux est du chlorure de zinc ZnCl2 et le métal d'apport un alliage ZnAl. Le liant peut être un liant quelconque, de pré- férence soluble dans de l'alcool, ou la suspension dans ce- lui-ci tel qu'un liant organique ou minéral. Enfin, le liquide de support est de l'alcool, notamment de l'alcool bu- tylique et, en particulier, une solution d'alcool butylique. Ce liquide de support est de préférence récupéré au moment du séchage par évaporation et condensation. La figure 2 montre schématiquement une première installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette ins- tallation se compose d'une cuve en inox 100, qui reçoit des paniers 101 chargés par les produits 102 destinés à recevoir le revêtement. Cette cuve 100 contient un liquide tel que dé- crit ci-dessus, c'est-à-dire un alcool ou une solution aqueuse d'alcool avec en suspension et/ou dissolution, un flux, un métal d'apport et un liant. La cuve 100 est égale- ment munie de moyens d'agitation tels que des buses 103, 104 d'injection d'air. Il peut également s'agir d'émetteurs d'ultrasons ou encore d'agitateurs mécaniques. Cette agita- tion est nécessaire pour maintenir le liquide de la cuve, ho- mogène et éviter des épuisements locaux du liquide qui abou- tiraient à un revêtement irrégulier des pièces 102. Comme le flux, le métal d'apport et le liant sont en partie au moins en suspension dans le liquide, ils se dé- posent sur les pièces ou la surface dégagée des pièces. Après un temps de séjour approprié des pièces dans la cuve 100, on extrait les paniers 101 et on les fait passer dans un poste de séchage, par exemple un tunnel chauffant, de manière à évaporer le liquide (alcool) que l'on récupère de préférence. On obtient ainsi une pellicule de revêtement qui adhère fer- mement aux pièces 102. Les pièces sont alors prêtes à l'emploi, c'est-à-dire à être soudo-brasées. Comme déjà indiqué, les pièces dans le cas d'un métal d'apport à base d'aluminium et de silicium, sont des pièces en aluminium ou compatibles avec l'aluminium. La figure 3 montre une autre installation d'application d'un revêtement sur une pièce. Cette installa- tion est schématisée par un pistolet de pulvérisation 200 qui contient, par exemple dans un réservoir 201, le liquide des- tiné à former le revêtement. Ce liquide est le même que celui utilisé dans la cuve 100 de la figure 2. Ce pulvérisateur est par exemple muni d'une alimentation en air comprimé 202 qui entraîne le liquide pour le projeter sur la pièce 203. Cette pièce 203 est muni d'un cache 204 puisque seule une partie de la surface de la pièce doit recevoir le revêtement. Le sé- chage pour former la pellicule adhérant fermement à la sur- face de la pièce se fait comme indiqué ci-dessus par évaporation naturelle, évaporation forcée assistée par une ventilation ou par élévation de température, par exemple pas- sage de la pièce dans un tunnel chauffant. Les pièces une fois sèches sont conditionnées et expédiées aux utilisateurs qui peuvent alors les soudo-braser sans avoir à les manipuler pour y appliquer le flux et le mé- tal d'apport. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de préparation en série de pièces à soudo-braser, destinées à être soudées ultérieurement, caractérisé en ce que - on fabrique les pièces métalliques (1) (découpe, matricage, estampage), - on applique sur les pièces un revêtement, unique, fluide, (3, 31, 32), contenant un flux, un métal d'apport et un liant, puis - on fait sécher (4) le revêtement pour former sur le produit une pellicule solide contenant le flux et le métal d'apport. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on munit la pièce à revêtir d'un cache recouvrant la surface qui ne doit pas recevoir de revêtement liquide. 3 ) Procédé selon la revendication 1, ) caractérisé en ce que le flux est un mélange de fluorure d'aluminium et de cryoli- the de potassium ou de chlorure de zinc (ZnCl2) et le métal d'apport est un alliage d'aluminium et de silicium ou de zinc et d'aluminium. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est un liant organique ou minéral. 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement fluide est à base d'alcool et il contient le flux, le métal d'apport et le liant à l'état suspendu ou dis- sous. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'alcool est de l'alcool butylique, en solution. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on fait sécher le revêtement par séchage naturel, évapora- tion, ventilation ou en faisant passer les produits dans un tunnel chauffant. 8 ) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu' elle comprend une cuve (100) contenant le liquide de revête- ment et des paniers (101) dans lesquels se placent les pro- duits à revêtir (102), pour être immergés dans le liquide de la cuve, ainsi qu'un moyen d'agitation (103, 104) du liquide de la cuve. 9 ) Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moyen d'agitation (103, 104) est une source d'air débou- chant dans le bain, un agitateur à ultrasons ou un agitateur 2() mécanique. ) Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu' elle comporte un dispositif de projection pneumatique ou électrostatique pour projeter le liquide de revêtement sur les pièces à revêtir.