COMPOSICIÓN DE FUNDENTE PARA LA SOLDADURA FUERTE DE PIEZAS, EN PARTICULAR A BASE DE ALUMINIO COMO MATERIAL BÁSICO, ASÍ COMO SU UTILIZACIÓN.

Composición de fundente para soldadura fuerte, que contiene por lo menos un fundente,

un disolvente, un aglutinante y un agente tixotrópico, caracterizado porque la composición de fundente para soldadura fuerte está prevista como mezcla dispersada de manera suficientemente fuerte para que se seque con los poros abiertos, y porque el aglutinante es un poliuretano orgánico que se seca química y/o físicamente, se descompone mediante soldadura fuerte por calentamiento a más de 450ºC en lo que respecta a los componentes poliméros para formar componentes volátiles, de bajo peso molecular sin residuos, fijando el oxígeno residual debido a la descomposición térmica de los compuestos generados

La presente invención se refiere a una composición de fundente para soldadura fuerte según el preámbulo de la reivindicación 1.

Para la soldadura fuerte de piezas individuales revestidas con estaño para intercambiadores de calor, es decir en particular de radiadores como los que se utilizan en el ramo del automóvil, es habitual en la actualidad utilizar como material básico aluminio o aleaciones de aluminio, emplear procedimientos de soldadura especiales, en particular la denominada soldadura NOCOLOK®. Esto está descrito en principio en el documento DE-OS 26 14 872 como un procedimiento para la conexión de componentes de aluminio con una aleación de soldadura de aluminio con un punto de fusión por debajo del cual a los componentes de aluminio, mediante calentamiento de los componentes montados a una temperatura por encima del punto de fusión de la aleación de soldadura y por debajo del punto de fusión de los componentes en presencia de un fundente de fluoaluminato de potasio, el cual está esencialmente libre de KF no transformado. Este procedimiento conocido está caracterizado porque el fundente y la aleación de soldadura se aplican sobre la superficie de por lo menos un componente como barbotina acuosa realizada a partir de fundente finamente distribuido y polvo de metal, la película de barbotina es secada y los componentes son soldados de manera indirecta mediante calentamiento en una atmósfera inerte seca, libre de oxígeno (en su caso tras el montaje), controlándose la utilización de fundente/barbotina de aleación de soldadura de tal manera que se utilizan 40 a 150 g/m2 y la relación entre el fundente y la aleación de soldadura se elige de tal manera que por lo menos son separados 5 g/m2.

Debido a las propiedades del material especiales del aluminio o de las aleaciones de aluminio es necesaria en el procedimiento de soldadura mencionado la aplicación de un fundente no corrosivo, no higroscópico. Durante la soldadura NOCOLOK® se utiliza, para ello, un fundente a base de fundente de fluoaluminato de potasio con la fórmula K(1-3)AlF(4-6). Este fundente existe como eutéctico, funde a una temperatura comprendida entre 562°C y 572°C y retira el óxido de aluminio existente sobre el aluminio como tal siempre como ensuciamiento de la superficie. Gracias a ello se hace accesible, por un tiempo breve, la superficie del material de Al a otros tales como la soldadura fuerte, lo que en el lenguaje especializado de designa también como "activación de la superficie".

El fundente no higroscópico mencionado anteriormente humecta la superficie y el estaño puede, cuando el revestimiento con estaño empieza a fundir a una temperatura de 577°C, puede ser absorbido, por capilaridad, libremente en la rendija de soldadura. Sin una aplicación de fundente adecuada a la situación de soldadura no es posible por lo tanto soldadura simultánea estanca de fabricación segura alguna.

Normalmente, el fundente se aplica de las siguientes maneras, lo que en el lenguaje especializado se designa como fluidificación:

a) siendo rociado superficialmente como suspensión acuosa, seguido del soplado de la mojadura y posterior secado; b) aplicando con pincel una suspensión acuosa, seguido de un secado posterior; c) gracias a que el fundente es aplicado localmente mediante una cánula como suspensión pastosa en diferentes glicoles y/o éteres de glicol, seguido de secado posterior.

Las diferentes variantes de la aplicación del fundente se utilizan en distintos dispositivos. La variante designada mediante a) se utiliza principalmente durante la fluidificación de redes de intercambiadores de calor y en la soldadura de nervios ondulados/tubo. Esto tiene lugar automáticamente mediante las denominadas "instalaciones de fluidificación por pulverización". La variante designada mediante b) sirve para la fluidificación selectiva de por ejemplo paredes de separación de condensador insertadas. La variante designada mediante c) se utiliza para la fluidificación interior selectiva de por ejemplo suelos de radiadores, paredes de separación y acoplamientos de horquilla enchufable así como para la refluidificación de conexiones tubo-suelo de todos los tipos de intercambiador de calor antes de la soldadura. Esto se lleva a cabo manualmente mediante cánulas por parte de un experto en la materia sobre el dispositivo de transporte de carga del horno para soldeo fuerte y tiene unos costes salariales correspondientemente elevados.

En la fabricación que está en marcha aparecen en la totalidad de las tres variantes descritas de la aplicación de fundente los siguientes problemas: Durante la fluidificación interior de paredes de separación montadas previamente existe el peligro de que el fundente entre en la zona de cartuchos de secador y se ponga en peligro su funcionamiento. Una fluidificación de una sola pieza de las paredes de separación no es practicable debido a la falta de adherencia de la suspensión de fundente convencional, las piezas correspondientes no son manejables. En la variante designada mediante c) aparecen problemas debido a una aplicación de fundente excesiva o indefinida sobre el espesor de suelo o sobre los acoplamientos paredes de separación/horquilla enchufable, conexiones de tubo interior, etc., que se ponen de manifiesto en que o bien los puntos de soldadura no están suficientemente fluidificados o el exceso de fundente cierra la rendija, en el caso de rendijas de acoplamiento que no tienen dimensiones exactas, y de esta manera se aparenta una estanqueidad del intercambiador de calor, a pesar de que no tiene lugar soldadura alguna.

Además, de la fluidificación posterior manual eventualmente necesaria, se derivan costes salariales elevados. Para la fluidificación posterior de la conexión tubo/suelo mediante pasta de fluidificación o respectivamente el fundente mencionado anteriormente o la composición de fundente se necesita por cada turno y línea de horno una fuerza de trabajo completa. Además, en el caso de fluidificación posterior en la zona del tubo colector, la accesibilidad está muy limitada, en especial en caso de fluidificación posterior en la zona situada entre el condensador y el intercambiador de calor de refrigerante/aire. Además, aparecen en general problemas de ensuciamiento, en especial debidos a una aplicación excesiva de fundente, en especial durante la fluidificación posterior, lo que origina elevados costes de limpieza para plantillas de soldadura, cadenas de horno y muflas de horno, lo que se podría minimizar mediante una aplicación más moderada, que no es posible para la tecnología utilizada en la actualidad.

Además resulta, durante la utilización del fundente mencionado anteriormente o respectivamente también durante la utilización de otros fundentes usuales en el estado de la técnica como por ejemplo para el "CAB" [= controlled atmosphere brazing], el problema de que el material que se desea revestir es suministrado en forma de grandes así llamados rollos, a partir de los cuales se forma entonces en primer lugar una pieza conformada en el transcurso de una etapa de conformación, a la cual sigue la fluidificación con el fundente. El motivo para esta forma de proceder complicada debe verse en que los fundentes convencionales carecen de adherencia sobre la superficie del metal de aluminio ensuciada con óxido de aluminio, motivo por el cual el fundente es aplicado sobre la pieza conformada precisamente solo después de la etapa de conformación.

Además del inconveniente derivado de los costes, descrito anteriormente, son preocupantes también desde el punto de vista medioambiental los problemas de ensuciamiento producidos por la fluidificación.

En el documento EP A1-0936014, se divulga una composición de fundente para soldadura fuerte según el preámbulo de la reivindicación 1. A partir del documento WO 96/37336 A1, se divulga una composición de fundente para soldadura fuerte destinada a la soldadura de aluminio, en la que se proporciona un compuesto polímero, que presenta un alquenóxido, un fundente con un compuesto de flúor así como agua.

Los problemas descritos se resuelven según la invención gracias a que se proporciona una composición de fundente para soldadura fuerte según la reivindicación 1.

En la invención, se entiende por el concepto de fundente en especial "fundentes acabados", es decir por lo tanto fundentes los cuales, además del fundente propiamente dicho en el sentido más estricto, contienen por lo menos un componente adicional. En esta medida puede tratarse, en el caso del fundente según la invención, nuevamente de... [Seguir leyendo]

1. Composición de fundente para soldadura fuerte, que contiene por lo menos un fundente, un disolvente, un aglutinante y un agente tixotrópico, caracterizado porque la composición de fundente para soldadura fuerte está prevista como mezcla dispersada de manera suficientemente fuerte para que se seque con los poros abiertos, y porque el aglutinante es un poliuretano orgánico que se seca química y/o físicamente, se descompone mediante soldadura fuerte por calentamiento a más de 450ºC en lo que respecta a los componentes poliméros para formar componentes volátiles, de bajo peso molecular sin residuos, fijando el oxígeno residual debido a la descomposición térmica de los compuestos generados.

2. Composición de fundente para soldadura fuerte según la reivindicación 1, en la que el fundente es un fundente que contiene unos componentes adicionales.

3. Composición de fundente para soldadura fuerte según la reivindicación 2, en la que el componente adicional es un metal, preferentemente un metal pulverulento.

4. Composición de fundente para soldadura fuerte según la reivindicación 2 ó 3, en la que el metal se selecciona de entre el grupo constituido por silicio y/o aluminio.

5. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el aglutinante presente está dispersado en un disolvente polar o no polar.

6. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de fundente es un fundente que contiene del 15 al 50% en peso, preferentemente del 15 al 45%, del 0,1 al 30% en peso, preferentemente del 1 al 25% en peso de un aglutinante en un disolvente polar o no polar o mezcla de disolvente.

7. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el fundente es un fundente a base de fluoaluminato de potasio, en particular a base de KnAlFm con 1 ≤ m ≤ 3y4 ≤ n ≤ 6.

8. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el fundente presenta una composición de 20 a 45% K, de 10 a 25% Al y de 40 a 60% F, determinada mediante un análisis elemental.

9. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el fundente está presente como eutéctico, preferentemente como eutéctico con un punto de fusión en el intervalo comprendido entre 562°C y 572°C.

10. Composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de fundente contiene además un 1 % en peso, preferentemente entre un 1 y un 20 % en peso, en particular preferentemente entre un 1 y un 10 % en peso de un agente tixotrópico.

11. Composición de fundente para soldadura fuerte según la reivindicación 10, que contiene un agente tixotrópico a base de gelatina y/o pectinas.

12. Procedimiento para la fabricación de la composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones 10 u 11 que comprende las etapas siguientes

a) proporcionar la mitad del disolvente junto con el aglutinante y el agente tixotrópico; b) añadir, mientras se remueve, el fundente, c) en la última etapa, añadir el resto del disolvente.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que se mantiene el orden de las etapas a), b) y c).

14. Utilización de la composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones 1 a 11 para la fabricación de piezas conformadas revestidas o conectadas a base de aluminio o de aleaciones de aluminio.

15. Utilización según la reivindicación 14, en la que la composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones 1 a 11 se aplica en las piezas conformadas y tiene lugar una unión de las piezas conformadas revestidas en un horno para soldeo fuerte gracias a la soldadura fuerte por calentamiento a más de 450ºC, preferentemente a más de 560º, para descomponer los componentes polímeros del aglutinante aplicado para formar componentes volátiles de bajo peso molecular sin residuos y el oxígeno residual se fija mediante los compuestos que se producen debido a la descomposición térmica.

16. Utilización según la reivindicación 15, con la etapa adicional, en la que la composición de fundente para soldadura fuerte se seca a una temperatura comprendida entre 15ºC y 70ºC, preferentemente entre 25º y 70º.

17. Utilización según la reivindicación 14 ó 15, en la que la fabricación de piezas conformadas revestidas a base de aluminio o de aleación de aluminio comprende las etapas siguientes:

5 -unas piezas en bruto son revestidas con una composición de fundente para soldadura fuerte según una de las reivindicaciones 1 a 11, conteniendo la composición de fundente para soldadura fuerte por lo menos un fundente, un disolvente, un aglutinante y por lo menos 1% en peso, preferentemente entre 1 y 20% en peso, en particular preferentemente entre 1 y 10% en peso de un agente tixotrópico, y el aglutinante es un poliuretano orgánico que se seca química y/o físicamente;

10 -las piezas en bruto revestidas se forman para dar piezas conformadas; -a continuación, las piezas conformadas se unen gracias a soldadura fuerte por calentamiento a más de 450º, preferentemente a más de 560º, para descomponer los componentes polímeros del aglutinante aplicado para dar componentes volátiles de bajo peso molecular sin residuos y el oxígeno residual se fija mediante los compuestos que se producen debido a la descomposición térmica.