Brevet FR2061652A1 — publié le 19710625

Pour la production de fil en matériaux composites, par exemple de fil d'aluminium revêtu de cuivre à faibles dimensions, l'extrusion hydrostatique par réduction directe jusqu'à la dimension définitive n'est pas économique, du fait que la pression ad-5 missible du cylindre limite le taux d'injection à des valeurs qui se situent au-dessous de 2000 et ordinairement au-dessous.de 1.000. Le taux d'injection qu'il est possible d'atteindre limite ainsi le poids de matière. Pour atteindre une production élevée et des conditions économiques favorables avec une presse à extru-10 sion hydrostatique, il est nécessaire que le fil ait au minimum un diamètre de 5 mm. Un diamètre de 6 à 10 mm s'est révélé très approprié pour le cuivre-aluminium. Des longueurs de fil de 1000m et au-delà peuvent être produites à partir d'une charge de matière première, le fil obtenu peut être façonné à la dimension 15 voulue par étirage. En cas d'étirage du fil extrudé à un diamètre de 0,4 mm, on obtient 250 000 m environ de fil à partir d'une unique charge de matière première, ce qui constitue une longueur plus que suffisante pour la plupart des applications. Par contre des longueurs de fil de 1000 m ne sont pas satisfaisantes à 20 titre dé longueurs de départ pour 1'étirage dans un banc de tréfi-lerie, car l'étirage est en principe un procédé en continu qui nécessite des longueurs de départ considérables si l'on veut que les frais de production soient réduits. Un certain nombre dé longueurs de fil obtenues par extrusion doivent donc être abou-25 tées, pour que l'on obtienne des longueurs de fil se prêtant à un étirage économique. Mais il s'est avéré qu'il est très difficile d'abouter un fil composite de telle sorte qu'il puisse être étiré. La plupart des procédés de soudage entraînent, autour du point de jonction et aux alentours une telle modification du 30 matéfiau que le fil se rompt à l'étirage. Pour une part prépondérante, cela peut être attribué au fait qu'au chauffage du fil, il peut se former, entre l'enveloppe et l'âme, des alliages durs et fragiles. Certes, en cas de soudage du fil par écrasement à froid, il ne se forme aucun de ces alliages, mais un bourrelet 55 qui doit être éliminé par usinage, d'où il résulte que le fil est complètement dépourvu d'enveloppe au niveau du point de jonction. De plus, cela entraîne des difficultés à l'étirage. Lorsque les points de jonction traversent la filière, la variation de la résistance à la traction produit une saccade, alors que la zone 40 dépourvue d'enveloppe a déjà passé la filière, de sorte que le fil 70 28900 2 2061652 se rompt. En outre, un éclatement de l'enveloppe peut aboutir à ce que des fragments de celle-ci pénètrent dans l'âme et l'affaiblissent, de sorte que le fil se rompt. Il s'est révélé particulièrement difficile d'obtenir 5 une jonction satisfaisante lorsqu'on cherche à abouter un fil comportant une âme en aluminium et une enveloppe en cuivre, car le chauffage rend très dure et fragile la couche de liaisonentre le cuivre et l'aluminium, de sorte que le fil ne peut être étiré jusqu'aux petits calibres. Comme on l'a mentionné, les procédés 10 de soudage qui n'endommagent pas le matériau du fil donnent lieu à un bourrelet qui doit être usiné, en partie pour éliminer des défauts de surface et en partie pour amener le fil à la dimension correcte au niveau de la jonction. Mais en .général, il faut enlever une telle quantité de matière que l'enveloppe de cuivre disparaît 15 au niveau du joint et autour de celui-ci. La présente invention concerne un procédé pour l'aboute-ment de fil en matériaux composites, et principalement d'un fil comportant une âme en aluminium et une enveloppe en cuivre, procédé par lequel on obtient essentiellement, au point de jonc-20 tion, le même diamètre d'âme et la même épaisseur d'enveloppe que dans- les autres parties du fil, ainsi qu'une liaison équivalente entre l'âme et l'enveloppe. Dans l'essentiel, l'invention est caractérisée par le fait qu'un manchon, composé de préférence du même matériau que l'enveloppe et comportant une couche exté-25 rieure en une matière explosive, est enfilé sur l'extrémité du fil, faisant en partie saillie sur celui-ci, puis deux fils sont aboutés, par exemple par soudure sous pression ou par refoulement La soudure sous pression à froid représente un procédé d'assemblage particulièrement approprié pour l'aboutement de fil de cuivre-30 aluminium, eu égard à la sensibilité au. chauffage de cette combinaison de matériaux. La soudure par écrasement ou refoulement peut être appliquée si l'on dénude l'âme du fil en supprimant l'enveloppe de cuivre sur la longueur qui est chauffée à 400°C ou au-delà, ce qui signifie toutefois un usinage préalable addition-35 nel des extrémités du fil .et l'utilisation d'un manchon de jonction plus long. Un bourrelet formé au point de jonction doit être éliminé. En outre, un segment de chaque côté du point de jonction peut être usiné à un diamètre extérieur plus petit que le diamètre extérieur de l'enveloppe. En- règle générale, la région voisi-40 ne du point de jonction proprement dit, qui a acquis un plus grand diamètre lors de la soudure, est usinée au même diamètre 3 70 28900 2061652 que l'âme, puis le diamètre augmente peu à peu. Le manchon à couche extérieure de matière explosive est glissé sur le point dejonction et l'on fait exploser cette couche extérieure, de sorte que le manchon soit soudé au fil 5 par une soudure par explosion. Après quoi, le point de jonction est usiné au même diamètre extérieur que le reste du fil. Le manchon de raccordement doit être un peu plus long que le point de jonction usiné et avoir exactement la même épaisseur ou être un peu plus.épais que l'enveloppe du fil. Le manchon 10 peut être adapté au profil usiné au niveau du point de jonction, en ce sens que son épaisseur peut décroître vers les extrémités. La matière explosive peut être mise à feu à partir de l'une des extrémités ou à partir du milieu. Dans l'un et l'autre cas, il est important que la matière explosive soit enflammée simultané-15 ment sur toute la circonférence du manchon, afin que l'on obtienne le meilleur résultat. La soudure par explosion est avantageusement exécutée dans une chambre cylindrique de pression. L'invention va être décrite plus en détail en référence aux dessins annexés. 20 La figure 1 représente deux fils ou baguettes d'alumi nium revêtus de cuivre qui sont assemblés par soudage par pression à froid. La figure 2 représente le point de jonction usiné. La figure 3 représente le point de jonction entouré 25 par une chambre d'explosion, avec un manchon de cuivre muni d'une couche de matière explosive - La figure A- représente le point de jonction à la suite de la soudure par explosion- La figure 5 représente le point de jonction usiné à la 30 même dimension que le reste du fil- Sur les figures, 1a, 1b désignent l'âme, 2a, 2b désignent l'enveloppe de deux fils ou baguettes qui sont assemblés par soudage par refoulement à froid. Un bourrelet 3 s'étant formé au niveau du point de jonction, lequel est indiqué par la ligne 35 de tirets 4. Ce bourrelet est éliminé au point d'être remplacé par un étranglement annulaire. Cet étranglement et l'enveloppe de cuivre de part et d'autre de celui-ci sont nettoyés mécaniquement, chimiquement ou par un traitement à la fois mécanique et chimique. Il est à conseiller d'exécuter l'étranglement selon ce 40 qui est représenté sur les figures, avec une zone de passage 70 28900 2061652 progressif entre le diamètre de l'âme et le diamètre extérieur du fil. Le manchon 6 avec sa couche de matière explosive 7» qui a été enfilé sur l'une des extrémités du fil avant la soudure par refoulement, est glissé sur le point de jonction à la suite 5 de l'usinage, puis le fil et le manchon sont placés dans une - • chambre de pression 8, selon ce qui est indiqué sur la figure 3--'-'a matière explosive est mise à feu par un détonateur annulaire 9 qui est disposé à l'une des extrémités du manchon. Le détonateur. est raccordé à un déclencheur (non représenté) par les câbles 10 10 et 11. Sous l'effet de l'explosion de la couche 7, le manchon 6 est projeté avec une force considérable contre le fil, de sorte qu'il se soude à la fois à l'âme d'aluminium dénudée et aux surfaces coniques de transition de la couche de cuivre 2. La figure 4- montre la jonction à la suite du soudage et la figure 15 5 représente le joint après usinage définitif à la même dimension que le reste du fil. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au mode de réalisation représenté et que de nombreuses variantes sont concevables dans le cadre des revendications suivantes. I 70 28900 5 2061652 -- REVENDICATIONS - ; - 1 - Procédé pour 1'àboutement de fil en matériaux composites, par exemple de fil comportant une âme en aluminium et une enveloppe en cuivre, caractérisé en ce qu'un manchon comportant une couche extérieure en une matière explosive est 5 enfilé sur le fil, deux fils sont assemblés, par exemple par soudage sous pression ou par refoulement, le manchon avec sa couche extérieure de matière explosive est glissé sur le point de jonction et la matière explosive est mise à feu, ce qui a pour effet d'unir ce manchon au fil par soudure par explosion. 10 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un bourrelet formé au niveau du point de jonction est éliminé et que le manchon est placé sur le point de jonction* 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point de jonction et un segmént du fil de chaque 15 côté de ce point sont usinés essentiellement à la même dimension que l'âme du fil. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon tubulaire muni de la matière explosive a essentiellement la même épaisseur que l'enveloppe du tube com- 20 posite- 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière du manchon tubulaire décroît vers se s extrémités- 6 - Procédé selon l'une ou l'autre des revendica- 25 tions 2 et 3, caractérisé en ce que le manchon tabulaire comportant la matière explosive est plus long que le point de jonction avec- les segments usinés des deux côtés de ce point. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière explosive est mise à feu à partir de l'une 30 des extrémités du manchon. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière explosive est mise à feu à partir du milieu du manchon" 9 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé 33 en ce que l'explosion proprement dite de la couche de matière explosive du manchon de raccordement est effectuée dans une chambre à explosion. 10.- Fil composite, caractérisé en ce qu'il est aboûté par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9.