Brevet FR2177539A1 — publié le 19731109

La présente invention a pour objet la liaison par soudure par résistaice, par exemple sur des machiies à souder comportait des condensateurs produisant des impul sions,de toutes pièces métalliques, nofamrnert de tôles et de de tranches plates obtenues par coupe sur des pièces analogues ou différentes présentant des épaisseurs égales ou dif féreites. A cet effet, les tôles ou autres pièces métalliques peuvent porter ou non des revêtements métalliques ou isolants. buvant l'invention, on établit plusieurs ponts conducteurs sur les surfaces ou tranches à réunir l'une à l'autre au moyen de fraises ou d'autres outils entrainés iaécaiiquemeit en rotation à grande vitesse. Suivant une variante, on peut disposer entre les surfaces à souder des ponts conducteurs constitués par des pièces intercalaires rectilignes ou profilées formées par le même métal, un métal différente ou un alliage approprié et déplacer l'une contre l'autre en cours de soudure les pièces à relier soumises à la pression élastique d'électrodes ou d'organes de presse ne laissant pas passer de courant.La soudure peut être effectuée uniquement par résistance ou bien on peut la compléter au moyen d'un are-amorcé simultanément, par exemple par le courant de soudure produit par la décharge d'un condensateur. Dans ce dernier cas, 'usinage par fraise ou autre doit être effectué de manière à relier également l'une à l'autre, après élimination par fusion des nervures,saillies, bourrelets et autres parties usinées, les parties planes fondues entre temps par l'arc. -l'éta- blissement des ponts conducteurs rectilignes par exemple peut être assuré en particulier par usinage de gorges arrondies ou en U suivant des lignes voisines proches des points de soudure. On obtient ainsi des nervures ou des bourrelets formant les ponts conducteurs servant à la soudure à plat d'une pièce à souder telle qutune tôle, avec la surface à souder d'une autre tôle, tandis que le courant est appliqué à l'une des tôles en ntimporte quel point par des électrodes ou des bandes de contact ou analoguesfpour sortir de l'autre tôle par des moyens analogues ou différents. Après quoi, on peut prévoir une pression de soudure pour terminer le travail et cela de préférence au moyen par exemple de barres, poinçons, galets etc. ne laissant pas passer le courant, et de préférence, élastiques. le fraisage rectiligne peut être complété par des fraisages transversaux en subdivisant ainsi les nervures, bourrelets etc. en éléments aussi petits que l'on veut et même ponctuels à la limite. sur S1 l'on veut effectueriune surface des soudures en forme de grille, on peut fraiser les ponts conducteurs linéaires sur les deux surfaces en regard de manière à ce qu'ils se croisent lorsque les surfaces sont superposées et ne soient soudées les unes aux autres qu'aux points de croisement (voir figs. 3 et 9 des dessins). Il est possible,en choisissant convenablement les données de la soudure, de souder les uns aux autres tous les bourrelets, nervures, saillies etc. C'est-à-dire aussi les surfaces des éléments à souder en regard s'étendant entre les points de croisement > , ou bien encore, d'y ajoutersi lton dispose d'une énergie électrique suffisante, la fusion complète des bourrelets, nervures, etc., tout en appliquant simultanément un arc électrique pour une soudure entièremeut plane. les surfaces à souder comportant des ponts conducteurs peuvent être matricées pour venir au contact de la tôle complémentaire avec formation antérieure ou simultanée des ponts conducteurs sur les parties matricées par fraisage ou autrement. Si lton ne procède pas à un fraisage pr#liminaire, on peut imprimer les ponts conducteurs sur la surface à souder de la tôle complémentaire, en utilisant les électrodes de soudure ou des poinçons de compression pour terminer la soudure (voir fig. 6). tes arêtes le long des coupes de tôles épaisses formant aussi des surfaces sur lesquelles on peut ménager par fraisage ou autrement des nervures, bourrelets, saillies, avantageusement rectilignes, pour pouvoir effectuer par lt termédiaire de résistances électriques élevées et en utilisant une énergie de soudure relativement faible, la liaison entre deux éléments coupés repoussés élastiquement l2un contre l'autre dans un même plan, dans le cas de deux corps iétalliques tels que des tôles par exemple (voir figs. 7 à t32. Au lieu de profiler les bords de coupe par fraisage ou autrement, on peut les laisser plats et intercaler entre les deux bords des bandes de soudure rapportées rectilignes profilées dans le même alliage ou dans un autre. Suivant les besoins, on forme,en profilant diversement ces bandes de soudure intermédiaires, une résistance électrique plus ou moins importante. les tôles ou autres pièces à souder peuvent présenter des épaisseurs différentes eirleur nature peut être identique ou différente et elles peuvent ~bsporter ou non un revêtement isolant ou métallique. On peut citer, comme revêtement isolant, en particulier des produits organiques tels que résines, vernis, etc. ainsi que les couches d'oxyde uur les tôles d'aluminlum et encore les couches de phosphate. les couches de revêtement métalliques peuvent être constituées nar du zinc, de ltétain, du cuivre, du laiton, du nickel, du chrome ou d'autres mé- taux, tenant compte de ce que ces revêtements rendent la soudure difficile ou impossible ou qu'ils peuvent former, au moment de la soudure, des alliages destructeurs avec les électrodes; on peut les éliminer par des outils tournants en tramés mécaniquement, tels que des fraises ou autres, ap pliqués aux points ou surfaces de soudure. S'il s'agit, par contre, de pièces ou de tôles nues, on peut prévoir des revêtements isolants permanents ou susceptibles d'être détachés, appliqués par exemple, sous forme de feuille de matière synthétique, de vernis, etc avec suppression du revêtement par fraisage ou autrement aux points de soudure, afin d'obliger le courant à ne passer que par ces points ou surface# de soudure, où le métal a été découvert. On peut, d'autre part, réduire l'épaissseur de matière par fraisage ou autrement, par exemple sur la tôle complémentaire en partant de l'une ou l'autre des faces ou encore des deux (fig. 4). De plus, on peut équilibrer par fraisage ou autrement des pièces ou tôles d'épaisseur différente, de préférence en entaillant la tôle la plus épaisse, denanière à ramener au point de vue de la technique de la soudure -ear résistance électrique à se trouver,par rapport a la tôle la plus mince,au point permettant une soudure optima, csest-à- dire, dans des conditions correspondant à l'égalité entre les épaisseurs des tôles. Différents métaux susceptibles d'être alliés peuvent être reliés dans d'excellentes conditions malgré d'importantes différences de leurs points de fusion, grâce à une détermination appropriée de leur résistance électrique par fraisage ou autrement. On peut partir avantageusement à cet effet, de tôles ou de pièces métalliques dont le point de fusion est supérieur à celui de la tôle complémentaire pour assurer un accroissement de la résistance électrique par fraisage ou autrement. On peut ainsi régler les unes par rapport aux autres les données relatives à la soudure des différentes pièces ci tôles, de telle manière qu'elles produisent le même effet sur les deux points de soudure. les alliages produits par la soudure aux points, surfaces ou arêtes de soudure, peuvent présenter des résistances mécaniques supérieures à oilles des métaux dont on est parti. l'usinage par fraisage ou autrement peut amener des résistances électriques assez élevées pour que lion obtienne des alliages que l'on ne pourrait pas produire autrement ou que l'on ne pourrait produire que difficilement. Bien entendu, on pourrait encore relier, par le procédé indiqué ci-dessus, des pièces,tôles, etc. dté- paisseurs différentes constituées par des métaux ou alliages différents et qui nécessitent éventuellement la présence d'une pièce intercalaire en un métal ou alliage approprié, semblable ou différent, pour assurer une liaison optima pour les deux points de soudure. la largeur et la hauteur des bourrelets, nervures et saillies, peuvent avantageusement être inférieures à l millimètre. les procédés décrit ci-dessus conviennent aussi bien à la soudure par galets et par points ainsi qusà tous autres modes de soudure. On va maintenant décrire une forme d'exécution du procédé en se référant aux dessins ci-joints sur lesquels la fig. 1 représente la tôle supérieureiavec son revêtement supérieur la et son revêtement inférieur lb, tôle dont on veut souder le bord gauche ic avec la bande marginale 2c d'une tôle 2 présentant un revêtement supérieur 2a et un revêtement inférieur 2b. A cet effet, on découpe à la fraise dans la tôle supérieure 1 ,dans la partie reposant sur la bande marginale dénudée 2c de la tôle 2, trois gorges légèreinent incurvées de bas en haut à partir de leurs arêtes 5. On obtient ainsi des points de contact rectilignes le long d'prêtes vives devant la bande marginale dénudée 2c.On applique au moyen d'une baguette élastique 6 une pression sur la bande marginale de la tôle 1 pendant la fusion des arêtes vives 5, de manière à comprimer cette bande marginale au contact de la bande marginale 2c de la tôle inférieuret On utilise corme support une table 3 et le courant est amené à la tôle 2 par l'intermédiaire de la bride 31, de la tôle 1 et des arêtes vives 5, pour revenir ensuite à une autre bride 31 en prise avec une zone dénudée de la tôle 2. Pour empêcher tout contact le long de l'arête de coupe entre les zones marginales à souder l'une sur l'autre, on intercale de part et d'autre des bandes isolantes 32. le courant est ainsi obligé & 1écouîer vers la tôle 2 en passant par les arêtes vives 5 ménagées sur la tôle 1. En choisissant convenablement les donaées de la soudure, le revêtement inférieur 2b demeure intact en dépit de la soudure A de tels modes de soudure épargnant le revêtement extérieur, conviennent particulièrement les courants de soudure provenant de la décharge d'un condensateur. Bien entendu, cette soudure peut être effectuée aussi bien sur des tôles sans revêtement. On peut utiliser, dans ce cas, au lieu des baguettes ou des poinçons de compression 6 et de la table support 3, des électrodes de forme correspondante appropriée. Il est également possible d'effectuer la soudure au moyen de galets de soudure disposés au-dessus et au-dessous des tels. Dans le cas de tôles à revêtement, on peut dénuder une bande sur le côté gauche de la tôle 1 afin a ea- mener le courant par l'intertédiaire d'un galet supérieur, le retour du courant se faisant par exemple par l'intermed~- aire d'une bride 31 fixée sur la tôle 2. la fig. 2 représente unetôle supérieure 1 comportant un revêtement sur ses deux faces en la et lb, avec des parties matricées rectilignes 7 snouvrant vers la tôle inférieure 2. Ces parties matricées peuvent être obtenues après que lson a dénudé une bande présue, des points appro priés de la face inférieure de la tôle 1. Ces parties matri cées peuvent présenter des arêtes vives5formées au moment du matriçage, ou bien encore, on prévoit une gorge fraisée7ap propriée, avantageusement incurvée, obtenue par des fraises à disque convenablement profilées. Dans le cas considéré, le revêtement inférieur lb demeure intact entre les parties matricées rectilignes If. On peut également utiliser une tôle ne comportant pas de revêtement sur sa face inférieure. La tôle 1 préparée de la manière indiquée est placée aur la tôle inférieure 2 présentant un revêtement sur ses deux fa ces en même temps que son revêtement supérieur 2a comporte des zones fraisées 2d en regard des baguettes ou bourrelets 5 à arêtes vives. la courant est amené par la bride 31 à la tôle 2 avec retour par une autre bride 31 fixée à la tôle 1. Pour exercer la pression nécessalie à la soudure, il est prévu un plateau de compression 6 susceptible d9appliquer élastiquement une compresssion sur les tôles. La soudure des deux tôles ou plaques liquéfie également le produit synthétique disposé sur les côtés des arêtes 5, ce qui ferme d'une manière étanche l'accès de tous les points de soudure à l2entrée de ltair et de l'humidité. Pour le reste, ce qui a été dit en se référait à la fig. 1 est également valable pour la présente soudure. En particulier, on peut réunir ainsi luneà l'autre suivant un plan des tôles et plaques non revêtues. Ea fig. 3 représente deux tôles superposées 1 et 2, avec leurs revêtements ta et 2b. Par contre, les faces en contact sont nues. La face inférieure de la tôle 1 présente des gorges fraisées longitudinales se terminant par des arêtes vives. Par contre, la tôle 2 présente des gorges analogues 8,mais dirigées transversalement et comportant également des arêtes vives. En superposant les tôles 1 et 2, ces #@##es2se croisente# ne se touchent qusaux points de croisement.La soudure est donc effectuée aux points de croisement, de telle sorte qu'il est pOssible de procéder à la soudure avec une énergie de soudure beaucoup plus fai ble, comme décrit en se référant aux figs. i et 2, on utilise ici encore un poinçon de compression 6 et les tôles ou plaques reposent sur une table ou banc non représente le courant est appliqué par la bride 31 à la tôle 2 avec retour par la tôle 1 et une autre bride 31. Si l'on choisit convenablement les données de la soudure Si le revêtement inférieur 2b ne subit aucun dommage. Un tel procédé de soudure entre deux tôles s'applique aussi bien à des tôles sans revêtement. La fig. 4 se rapporte au même exemple que la fig. 1, mais les gorges fraisées dans la face inférieure de la tôle 1, au lieu d'être arrondies,sont de forme rectangulaire, de telle sorte que l'on obtient non plus des bourrelets à arêts vives à faces obliques, mais des bourrelets droits 10. On peut les supprimer complètement par fusion au moment de la soudure et l'arc peut jaillir dans l'intervalle entre les bourrelets 10 au moment de la compression des zones marginales des deux tôles 1 et 2 l'une contreb l'autre pour que les bandes des surfaces des tôles qui se trouvent an regard se soudent en même temps l'une à autre. On obtient ainsi la soudure d'ensemble des zones marginales. Pour le reste, tout ce qui a été dit pour la fig. 1 demeure valable. La fig. 5 a trait à un exemple analogue à la fig. 2, mais comporte cependant des saillies rectilignes if à la face inférieure de la tôle 1, de manière à former des nervures en saillie 10 à profil rectangulaire. On a également dénudé par fraisage la face supérieure en supprimant le revêtement par fraisage avant ou ~ çts matri çage le long des fonds des parties qui subissent un matriçage préliinaire et cela jusqu'à ce que l'on obtienne une surface métallique. #On prévoit pour ces parties matricées 1f dest ts de soudure 33 travaillant le long des bandes, tandis qulun galet de soudure supplémentaire 34 repose sur une zone marginale dénudée de la tôle 2. Le courant passe par ce dernier galet 34 dans la tôle 2 et parvient par les nervures 10 aux galets 33 qui assurent le retour. Au lieu de dénuder l#bandes1f, ee.lle4-ci peuvent rester revêtues et les galets 33 servent uniquement à la compression à condition que l'on assure le retour du courant par n'importe quelle autre partie dénudée et par une bride. De telles soudures peuvent être entreprises sur des tôles non revêtues conformément au procédé préconisé. La fig. 6 représente une tôle supérieure 1 dont le revêtement supérieur la est dénudé le long des bandes lg, cette tôle présentant sur sa face inférieure des parties fraisées 7 à arêtes vives 5. La te inférieure 2 comporte des revêtements 2a et 2b avec des bandes fraisées ou dénudées 2det ménagées dans le revêtement supérieur 2a au droit des parties fraisées 5 de la tôle supérieure. On prévoit pour la soudure une électrode supérieure 35 dont la surface de travail inférieure comporte des nervures en saillie 35a en regard des bandes dénudées 1g. Cette électrode est repoussée élastiquement au contact de ces bandes Ig pour assurer la compression désirée repoussant les nervures 5 et 7 vers la tôle 2. le courant passe alors par l'électrode 35 et les nervures à arêtes vives 5 pour pénétrer dans les bandes dénudées 2d de la tôle 2, le retour s'effectuant par la bride 31. Avec un choix convenable des données de la soudure, le revêtement inférieur 2b demeure i#tact. le procédé convient aussi aux tôles présentant un revêtement sur les faces en contact et non sur les faces extérieures et il suffit qu'une seule des deux tôles soit revêtue enr sa face au contact de autre tôle. La fig. 7 représente une tôle 1 destinée à être soudées à la tôle 2 le long de leurs bords de coupe juxtaposés. A cet effet, on ménage le long de ces bords des évidements fraisés arrondis le etc 2e, de telle sorte qu'il ne reste de saillies ou bourrelets ê arêtes vives que sur les faces supérieure et inférieure. Pour que les tôles à relier par leurs bords de coupe présentent une surface d'appui mobile dans un même plan horizontal, on place ces tôles sur un train de galets 23o Pour plus de sécurité, on dispose de plus sur les faces supérieures des tôles une pièce 25 également pourvue de galets 25a. Ainsi, les nervures ou bourrelets à arêtes vives 8 sur les bords des deux tôles se trouvent exactement en regard et se touchent.Le courant peut être amené par exemple par les électrodes latérales 36 assurant la coipression aux bords à souder et la soudure peut être effectuée sous coepression élastique appliquée simultanément. le contact le long des arêtes vives 8 correspond à une résistance électrique élevée, de telle sorte qu'il est possible d'effectuer les soudures avec une intensité de courant relativement faible. On protège ainsi à peu près com plètement le revêtement la, tb, et 2a, 2b contre tout dommage. Bien entendu, le courant peut être prélevé et renvoyé directement par les bords de coupe\, passer ici encore par des zones dénudées des surfaces des deux tôles. Le procédé ainsi décrit, convient aussi bien aux tôles non revêtues. La fig. 8 représente des tôles subissant un prÉcédé analogue à celui qui a été décrit en se référant à la fig. 7, mais où lton a formé pour tenir compte dela plus grande épaisseur des tôles 1 et 2, deux évidements fraisés arrondis le et Se, de manière à former trois arêtes vives 8. il est évident queSsuivart l'épaisseur des telles et les cir conutbnces, il faut prévoir un nombre d'évidementschoisi à volonté en formant un nombre correspondant d'arêtes vives 8. La fig. 9 correspond également à la fig. 7, sauf en ce que la tôle 1 présente des évidements fraisés le perpendiculaires au bord de coupe, tandis que la tôle 2 présente des videments horizontaux perpendiculaires 2e eu plan de coupe. les arêtes vivessformées sur les deux tôles se croisent donc (voir fig. 3), de telle sorte que la soudure est obtenue auxFoints de croisement et dessine une grille. La fig. 10 représente sehematiquement des fraisures à profil rectangulaire et non plus arrondies dans les bords de coupe. On obtient ainsi des arêtes rectilignes étroites 10 qui sont éliminées par fusion au moment de la soudure et rendent possible la soudure dans un plan entre les bords de coupe. Ceci permet aussi le passage de l'arc électrique. Bien entendu, on peut suivant l'épaisseur de la tôle, prévoir un nombre d'4videments choisi a volonté pour obtenir un nombre correspondant d'arêtes rectilignes en regard 10. Pour le reste, on se reportera au procédé décrit en se référant à la fig. 7. les figs. Il, 12 et 13 se rapportent également au procédé décrit en se référant à la fig. 7, mais au lieu de prévoir des évidements, on utilise des bandes rapportées intercalaires profilées 24, 26, 27 pour effectuer la soudure. les formes de ces bandes apparaissent à l'examen des figures. Ce n@@@@nt que des exemples montrant comment on peut accroitre la résistance électrique en donnant un profil approprié à ces bandes intercalaires. On arrive à une résistance particulièrement élevée en donnant à la bande 27 la forme dentelle de la fig. 13, les dents étant dirigées à tour de rôle suivant deux directions opposées, Xe procédé est valable pour toutes les tôles, qu'elles soient revêtues ou nues. REVENDICATIONq 1 - Procédé et dispositif pour la soudure à plat par résistance de tôles ou autres pièces métalliques d'épaisseurs égales ou différentes, constituées par des métaux semblables ou différents caractérisés par le fait que l'on forme à laide de machines outils de coupe tournants, par exemple fraiseuses ou tours plusieurs ponts conducteurs, en particulier rectilignes, le long des zones à souder sur ces tôles ou pièces, ou le long des bords de coupe plane de ces dernières, ou encore que l'on intercale des pièces rapportées, de préférence rectilignes, servant de ponts de contact entre les zones à souder, après quoi on soumet l'ensemble à une pression élastique produite par les électrodes ou par des organes ne servant pas au passage de courant, ce dernier cas impliquant l'utilisation de brides, languettes, électrodes auxiliaires ou autres accessoires pour l'amenée et le retour du courant, la soudure étant alors effectuée par des machines à souper classiques, de préférence des machines à souder fonctionnant par décharge de condensateur. 20) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les ponts conducteurs sont prévus pour au moins l'une des zones à souder l'une à l'autre, ces ponts se présentant sous forme de bourrelets, de nervures ou d'ensembles, de points ou de lignes. ?0) Procédé suivant l'ensemble des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'on prévoit des fraisages ou autres profilages disposés transversalement par rapport aux ponts de contact longitudinaux en forme de bourrelets, de nervures, de points, de manière à subdiviser ces ponts de contacts en éléments pouvant, N la limite, se réduire à des saillies ponctuelles. 40) Procédé suivant l'ensemble des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'on prévoit, sur les zones à souder de deux tôles zu autres pièces, des ponts de contact, de préférence rectilignes obtenus par exemple par fraisage ces ponts étant les uns longitudinaux et les autres transversaux de manière à se croiser lorscue les tôles sont superposées et à être soudées au moins au dudit des points de croisement. -o) Procédé suivant lune quelconque des revendications précédentes caractérisé par le air qu'au moins l'une des zones de soudure est repoussée vers la tôle complémentaire avant ou après la formatian des ponts conducteurs. 60) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que l'on prévoit, en plus des parties fraisées ou profilées formant les ponts conducteurs, d'autres parties fraisées ou matricées afin de réduire l'épaisseur de la tôle et d'accroître ainsi la résistance en direction des autres zones des tôles, grâce à quoi le courant est obligé de passer uniquement par les ponts conducteurs tandis qu'il devient possible de repousser ou d'infléchir les ponts conducteurs vers la tôle complémentaire. 70) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que des pièces ou bandes intercalaires profilées sont introduites entre les zones ou bords à souder en vue du processus de soudure. 80) Procédé suivant 'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on maintient au-dessus d'un point entre deux pièces ou tôles à souder une baguette portant éventuellement des patins ou des galets pour comprimer les pièces à souder dans un plan, de préférence sur un banc de roulement ou de glissement, le courant de soudure étant appliqué à une tôle pour ressortir par l'autre. 90) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que pour la soudure des pièces, telles que des tôles d'épaisseurs différentes, on procède à l'éta- blissement de résistances électriques plus élevées, par exemple par formation de nervures, bourrelets, sur l'une des zones à souder, de préférence sur la tôle la plus forte. 700) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on modifie ou de préférence qu'on réduit les épaisseurs des tôles sur les zones ou plages à souder de manière à obtenir des conditions optima pour la soudure. 110) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les pièces telles que des tôles constituées par des métaux ou alliages différents sont soudées l'une à l'autre avec insertion éventuelle entre elles de disques, bandes ou autres pièces intercalaires de forme profilée appropriée, constituées par des métaux ou alliages convenant au métal ou alliage constitutif des tôles. 120) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la surface ornementale extérieure des tôles ou pièces comportant un revêtement demeure intacte à la suite de la soudure grâce à une élévation appropriée des résistances électriques. 13 ) Procédé suivant l'une quelconque des revendications ptécédentes caractérisé par le fait que la largeur et la hauteur des bourrelets, nervures et autres saillies ne dépassent pas lmm.