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La présente invention concerne un perEectionnement
au procédé de brasage ~e métaux, et, en particulier au brassa-
ge, avec flux, de fonds composites d~ustensiles culinaires.
Il est connu de réaliser les brasures entre métaux
cle meme nature ou de nature di~férente au moyen d'un métal d'ap-
port en présence d'un flux décapant solide (dans tout ce qui
suit, on désignera sous le terme générale de "métal" aussi bien
des métaux purs que des alliages métalliques). On peut ainsi
brasser, par exemple, de l'aluminium et de l'acier inoxydable,
du cuivre ou de ]'aluminium, ou du cuivre et de l'acier inox~-
dable. On utilise pour cela du métal d'apport sous forme de
fil enrobé de flux, ou muni d'un canal rempli de flux, ou sous
forme de métal en poudre mélangé à du flux. Les compositions
chimiques des brasures et des flux sont connues de l'homme de
l'art, de m~eme que les procédés de chauffage permettant de réa~
liser l'assemblage par brassage (chauffage par induction, par
résistance, au four, ou au moyen d'un chalumeau).
Dans le brevet français n 2.391.803, la Demande-
resse a décrit un procédé de brassage de metaux convenant par-
ticulièrement pour la réalisation, à l'unité aussi bien qu'ensérie, de fonds d'ustensiles de cuisine composés de plusieurs
métaux ainsi que pour le raccordernent électrique entre métaux
conclucteurs. Dans :Le premier cas, il s'agit dc réalise~ une
excellente conductivité électrique entre les divers élements
assemblés par brasage, ce que ne permettent pas toujours les
procédés utilisant des brasures en poudres.
Ce procéde est caractérisé par l'utilisation
d'une brasure préalablement revêtue d'une couche homoyène et
adhérente de flux et découpée à la forme et aux dimensions
adaptées à la forme et à :la dimension des é]éments à assembler.
La brasure peut se présenter sous forme d'une bande mince homo-
gène, mais aussi sous forme d'une bande mince dont les éléments
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laissent entre eux des espaces vides dans lesquels le ~lux
viendra se loger, telle qu'une toile, unegrille, du métal
peroré ou déployé ayant ou non subi un traitement de surface
pour améliorer l'adhérence du flux. Il est également possible
que l'une des pièces à assembler soit préalablernent munie sur
l'une de s~s faces ou sur les deux ~aces, d'une couche de brasure
par un procédé connu tel que le colaminage et que la couche de
brasure soit elle~même revêtue de la couche de flux approprié
en vue d'un assemblage ultérieur. Dans tous les cas, le flux
est déposé par une méthode classi~ue, par exemple par immersion
dans une suspension de flux dans un liquide (eau additionnée
de difEérents additifs assurant la mise en suspension, liquide
organique etc...) aspersion ou projection au pistolet de la
suspension, etc... Il est également possible d'immerger la
brassure dans un bain de flux fondu. Lorsque la brasure se
présente sous la forme d'une bande mince, il est possible de
faire circuler la bande dans un four à température régulée,
contenant un bain de flux fondu.
La bande est refroidie dès sa sortie du four, et
une mince pellicule de flux, très adhérente, reste fixée sur
les deux faces de la bande dans laquelle on peut immédiatement
découper les flans de la forme et de la dimension désirée.
I] en est de même si la brasure se présente sous la l-orme d'une
toile, d'une grille ou de métal déployé ou perforé. Pour aci-
liter l'adhérence du flux, on peut faire subir à la brasure
différents traitements de surface, tels que chauffage à tempé-
rature modérée, dégraissage, brossage.
Cependant la mise en oeuvre de ce procédé, tel
qu'il vient d'être décrit, pr&sente un certain nombre cl'incon-
vénients.
D'une part, on ne trouve pas, de facon courante,
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de la grille ou du metal deployé en alliage de brasure, et une
fabrication speciale serait relativement onereuse. Par ailleurs,
l'adherence du flux liquide ou en solution entre les mailles de
la grille est liee a des phénomenes de tension superficielle
qui ne sont pas toujours parfaitement maltrises et qui peuvent
entralner des adherences irregulieres. D'autres part, dans le cas
de la bande mince, au moment ou l'on effectue le brasage, la bande
mince de brasure et le flux fondent a peu pres simultanement, et
le flux liquide tend a former de larges plages qui, apres refroi-
dissement, constitueront des zones non soudees, dans lesquelles
la transmission de la chaleur entre les difierentes couches cons-
tituant le fond de l'ustensile sera perturbee. En outre, la
resistance mecanique du ~oint ainsi realise se trouvera diminuee.
La presente invention permet de remedier a ces in-
convenients. En effet, la Demanderesse a constate de façon tout
a fait surprenante que la repartition et l'adherence du flux sur
la bande de brasure etaient ameliores en gravant ladite bande
sur au moins une des ses deux faces de façon a faire apparaltre
de petites cavites dans lesquelles le flux viendra se loger.
La presente invention concerne un procede de bra-
sage de fonds composites d'ustensiles de cuisine constitues par
une couche interne d'acier inoxydable, une couche intermediaire
d'un metal choisi dans le groupe constitue pa.r l'aluminium, les
alliages d'aluminium, le cuivre et les alliages de cuivre, et
une couche externe d'acier inoxydable, caracterise en ce que:
- l'on produit une mince bande de brasure constitue
par un alliage aluminium-silicium contenant de
5 a 20% de silicium, d'une epaisseur comprise
entre 0.010 mm et 0.10 mm,
~ l'on grave cette bande en la passant entre deux
rouleaux graveur ou entre un rouleau graveur et
un rouleau fou, pour former à sa surface un
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reseau de cavites de ~t~ucture géometr:ique
reguliere dont le cote ou la diagonale de cha-
que cavité a une dimension comprise entre O ~ 5
et 5 mm et auneprofondebr maximum comprise entre
quelques centiemes de millimetres et quelques
dixiemes de millimetresi.
1 ' on enrobe la bande gravé avec un flux ~e
l~rasure,
- l~on décou~e dans la bande, des flans aux dimen~
. sions exterieures des parties à être assemblees
pour ainsi produire le fond composite~
- l'on forme un assemhlage comprenant des couches
alternées des parties et des flansi et
- l'on brase l'assemblage.
Parmi les différents moyens pour former ces cavités,
un des plus eEficaces et celui qui se prête le mieux a une mise
en oeuvre industrielle, consiste à faire passer la bande soit
entre un rouleau graveurs entralné, et un rouleau fou, dont
le revêtement superficiel possède une aptitude a la déformation
élastique tel que du carton, du caoutchouc, ou certains plastiques
souples 7 soit entre deux rouleaux graveurs et entralnes en syn-
chronisme, sans possibilité de glissement. Dans le premier
cas, le rouleau graveur en relief forme, sur la bande, des cavites
regulières. Ces cavités peuvent avoir des Eormes très diverses,
mais il est apparu que les me.illeurs~-- ~ ~
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résultats étaient obtenus lc>rsqu'elles ont des formes géométriques
regulières et qu~ leur contour est un triangle équilatéral ou
isocèle, un carré ou losange, avec une dimension de llorclre de
0,5 à 5 millimètres, et, de préEérence, entre 1 à 2 mlllimètres
de côté ou de diagonale~ et de quelques centièmes à quelques
di2ièmes de millimètre de profondeur maximale.
Ces formes géométriques régulières peuvent etre
obtenues très `facilement par des moyens.mécaniques simples et
peu coûteux, et on dispose, couramment, de bandes de brasure
en alliages aluminium-silicium, avec des teneurs en silicium
pouvant aller à 5 à 20 % par exemple, tel que l'AS13 (à 13 %
de siliciuml, sous des epaisseurs de quelques centièmes en
millimètres, ce qui assure des coûts de production réduits.
Les cavités formées sur une Eace de la bande for-
ment des reliefs sur la face opposée, et ces reliefs déterminent,
entre eux, des cavités dans lesquelles viendra également se
loger le Elux. De façon à assurer une répartition du flux sen-
siblement égale sur l'une ou l.'autre face, on cherche donc à
obtenir une équivalence approximative entre le volume total des
cavités sur chaque face. Ce résultat peut être obtenu si les
reliefs du rouleau graveur ont la forme de losanges ou de
carrés alignés à la ~ois le long de leur grand.e et de leur
petite diayonale, et sensiblement tangents par leur sommet.
Des alignements de triangles équilatéraux pourraient également
être envisagés.
Dans le second cas, les deux rouleaux graveurs
comportent une~gravure identiquel formée également par des
alignements de quadrilatères réguliers, carrés ou losangesl
selon leurs deux diagonales ou de triangles isocèles ou équila-
téraux alignés selon l'une de leur hauteur et leur base, l'undes rouleaux étant decalé par rapport à l'autre, d'un demi-pas
de gravure, c'es-t-à-dire d'ulle demi-cliagonale à la fois dans le
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sens longitudinal et dans le sens transversal. Ce décalage
doit impérativement être maintenu constant, et la rotation
maintenue en synchronisme, sans glissement, par tout m~y~n con-
; nu. On obtient ainsi une symétriè rigoureuse entre les cavités
formées sur chaque face, mais, il est vrai, au prix d'une com-
plication notable.
Un autre moyen de former les cavités pour retenir
le flux pourrait consister en une gravure chimique ou électro-
chimique, sur l'une ou les deux faces, en réglant la profondeur
d'attaque cle Eaçon connue~, se]on la conccntration, la tempéra-
ture et la durée d'action du réactif d'attaque.
Les bandes de brasure ainsi yravées peuvent être
revêtues de flux par l'un quelconque des moyens précédemment
décrits.
En raison de la parfaite adhérence du flux, on peut,
indifféremment, et en fonction des conditions propres à chaque
utilisateur, soit préalablement revêtir ]a bande avec le flux,
puis procéder au découpaye des flans aux formes et dimensions
correspondant aux formes et dimensions des éléments à assembler,
soit préalablement découper les flans dans la bande gravée et
les revêtir ensuite de flux.
La mise en oeuvre clu perfectionnement apporté par
la présente invention, améliore très sensiblement l'adhérence
de flux sur la bande de brasure, ce qui permet de transporter,
de stocker et de manipuler les flans sans aucun risque de man-
que local de flux au moment de la brasure. ~n outre, du fait
de la répartition régulière du flux dans les alvéoles, on ne
court plus le risque de trouver, lorsqu'on e~fec-tue des tests
d'arrachement des pièces soudées, de larges plages non soudées
et isolées par du flux solidifié. Ce dernier est, au contrai-
re, réparti de fac,on très reyulière. [1 en resulte une répar-
tition régulière des playes soudées, ce quJ assure une conduction
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thermique homo~ène sur toute la surface. Mais ~u fait qu'une
partie du flux reste emprisonnée entre les pièces brasées, et
aEin d'éviter une corrosion aux endroits où le flux apparaît en
surface (sur la tranclle de l'~ssemb:Lage), il est préférable
d'utiliser un flux non-corrosif et d'éviter en particulier,
l'usage de flux à base de chlorures ou de fluorures alcalins.
L'exemple suivant illustre la présente invention
sans toutefois la limiter.
Exemple de mise en oeuvre:
Pour la fabrication d'ustensiles de cuisine dont
le corps est en acier inoxydable, et le fond comporte trois
couches: une, intérleure, en acier inoxydable faisant partie
du corps, une, intermédiaire, composée d'un disque en aluminium
et une, externe, composée d'un disque en acier inoxydable; on
a interposé entre le disque en aluminium, d'une part, et les
deux couches en acier inoxydable, d'autre part, un flan de
brasure en alliage aluminium-silicium à environ 13~ de silicium.
Ce flan a été obtenu par passage d'une bande lami-
née de 0,040 mm d'épaisseur entre un cylindre graveur entraîné
et un cylindre fou revêtu de carton épais. La gravure consis-
tait en losanges de 2 millimètres de grande diagona]e et de 1,5
millimètre de petite diagonale, sensiblement tangents par leurs
sommets, et régulièrement alignés selon leurs diagonales. La
grande diagonale étant disposée dans lesens de-la longueur de
la bande. La bande ainsi gravée avaituneépaisseur totale
d'environ 0,15 millimètres. Elle a alors été préchauffée à
2Q0C puis enduite d'un flux non-corrosif à base de fluoalumi-
nate de potassium, par pulvérisation d'une suspension aqueuse
de flux et séchage en continu.
On a vériEié qu'il n'y avait qu'un très Eaible
écart, de l'ordre de quelques pour-cent, entre la quantité de
flux adhérent dans ]es cav;tés de l'une et l'autre face. Les
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flans ont été découpes dans cette bande.
Le brasage a été réal:isé, de fa~con connue, par
chauffage à induction à une température voisine de 600C~
-~ On a vérifié par les tests habituels d'arrachement
et de choc thermique que l'assemblage ainsi réalisé était d'une
qualité exceptionnellement élevée.
