Brevet FR2351750A1 — publié le 19771216

L'invention a pour objet un procédé de solidarisation de deux pièces métalliques, l'application de ce procédé a la solidarisation d'un chaton et d'un support et le chaton pour la mise en oeuvre de ce procédé, La solidarisation d'un chaton pourvu d'une pierrenotamment une pierre précieuse- et d'un support métallique -notamment un bijou en métal précieux- est jusqu'à présent réalisée principalement par soudage ou par sertissage ou au moyen d'organes de fixation supplémentaires. D'une manière générale et schématique, le chaton -réalisé le plus souvent en métal précieux- comporte des griffes d'accrochage et de maintien de la pierre et une sorte de fût ou similaire ayant une forme générale de cylindre ou d'anneau coopérant avec un trou percé dans le support. Dans le cas de la solidarisation par soudage, on utilise jusqu'à présent l'un des deux procédés suivants - Dans le premier procédé, on introduit le fût du chaton dans le trou du support, on maintient le chaton et le support dans leur position relative correcte, on chauffe un métal d'apport jusqu'à fusion, on fait pénétrer ce métal d'apport fondu dans l'espace existant entre le chaton et le support et, enfin, on laisse le métal d'apport se resolidifier. Ce premier procédé présente l'inconvénient de nécessiter une grande dextérité de la part du bijoutier qui effectue le soudage dans le maintien du métal d'apport ce qui implique un personnel expérimenté et un prix de revient élevé. En effet, il convient simultanément de maintenir le chaton et le support dans leur position relative correcte et de "doser" la quantité de métal d'apport fondu d'une part en quantité suffisante pour réaliser une solidarisation correcte et, d'autre part, sans excès pour éviter que le métal d'apport ne se trouve a l'extérieur du chaton et du support ce qui affecterait l'aspect esthétique de cet ensemble chaton-support. Par ailleurs, il est clair que le premier procédé de soudage implique un jeu initial relativement important entre le chaton et le support pour permettre le passage du métal d'apport. Ce jeu affecte l'aspect esthétique de l'ensemble chaton-support, entraine une consommation importante de métal d'apport et ne rend que plus difficile le maintien du chaton et du support dans leur position relative correcte. Enfin, le premier procédé de soudage complique la tâche du bijoutier qui doit détenir un stock très varié de métal d'apport. - dans le second procédé, plus sophistiqué, illustré par le français N 2 043 937, on munit préalablement le fût du chacr.: d'une gouttelette de métal d'apport qui, à l'état solide est solidaire du chaton, on introduit le fût du chaton dans le trou du support, on maintient le chaton et le support dans leur position relative correcte, on chauffe le métal d'apport jusqu'à fusion et on laisse enfin le métal d'apport se resolidifier. Ce second procédé de soudage présente l'inconvénient de nécessiter un jeu très important entre le fût proprement dit du chaton et le trou du support de manière à permettre l'introduction, dans le trou du support, de la ou des gouttelettes de métal d'apport à l'état fondu. Il s'ensuit que les inconvénients résultant de ce jeu, déjà mentionné dans le cas du premier procédé de soudage, se retrouvent en étant encore accentués dans ce second procédé de soudage. Un deuxième inconvénient est que la circulation du métal d'apport fondu dans le jeu existant entre le fût du chaton et le trou du support se fait mal du fait de l'importance de ce jeu. Un troisième inconvénient est qu'en tout état de cause, le jeu n'est que faiblement rempli, ultérieurement, de métal d'apport resolidifié, dont le dosage est tout aussi aléatoire. Ainsi, il apparait que les procédés de soudage par métal d'apport principalement utilisés jusqu'à présent pour la solidarisation d'un chaton et d'un support ne donnent pas satisfaction. De surcroît, du fait même des impératifs de l'industrie de la bijouterie, les autres procédés de soudage utilisés dans d'autres domaines différents de la bijouterie ne sont pas applicables en l'état à la solidarisation d'un chaton et d'un support. En effet, dans le domaine de la bijouterie, la solidarisation d'un chaton et d'un support, par soudage au moyen de métal d'apport, suppose - Une position relative très précise du chaton par rapport au support. - Une quasi-invisibilité du métal d'apport. - L'existence d'un jeu entre le fût du chaton et le trou du support, suffisamment faible mais permettant cependant une standardisation de chacun de ces deux éléments, inhérente au secteur de la bijouterie qui suppose une diversité des réalisations, à partir d'éléments les plus standardisés possibles. La présente invention vise à remedier aux inconvénients présentés par les procédés de soudage utilisés jusqu'à présent dans le domaine de la bijouterie, tout en répondant aux impératifs qui viennent d'être mentionnés. A cet effet, l'invention propose un procédé de soudage de deux pièces métalliques, notamment mais non exclusivement en métal précieux, par apport de métal, à savoir une première pièce au moins partiellement en forme générale de fût, coopérant avec un faible jeu avec une seconde pièce complémentaire percée d'un trou, caractérisé par le fait que l'on creuse dans la face externe de la première pièce ou dans la face interne de la seconde pièce au moins un logement; on place dans ce logement du métal d'apport à l'état solide; on fait fondre puis on laisse se solidifier le métal d'apport de façon que, grâce au phénomène de capill'arité, le métal d'apport soit "attiré" vers/et maintenu dans le logement tout en étant solidaire de la pièce dans laquelle est prévu ce logement; on fait coopérer la première pièce et la seconde pièce; on maintient ensuite les deux pièces dans leur position relative correcte; on fait fondre de nouveau le métal d'apport contenu dans le logement de manière que, grâce à un phénomène de capillarité différentielle, le métal d'apport à l'état fondu soit davantage " attiré " vers l'espace compris entre la première et la seconde pièces que vers le logement et qu'il se déplace donc et occupe, une fois resolidifié, au moins partiellement cet espace et que la première et la seconde pièces soient rigidement solidarisées l'une avec l'autre. Suivant l'invention, on applique ce procédé de soudage à la solidarisation d'un chaton avec un support. Dans ce cas, la première pièce est constituée par le chaton et la seconde pièce par le support. L'invention concerne enfin un chaton, préserti ou nu, permettant la mise en oeuvre du procédé. Un tel chaton, est caractérisé par le fait que le fût comporte au moins un logement susceptible de recevoir un métal d'apport. L'invention sera bien comprise grâce à la description qui suivra en référence aux dessins annexés dans lesquels Les figures 1,2,3,4 et 5 sont des vues schématiques, en coupe par un plan axial, illustrant les phases successives du procédé de soudage suivant l'invention dans une de ses applications possibles, en bijouterie, dans le cas d'un chaton pourvu d'une pierre et d'un support. Les figures 1A, 2A, 3A, 4A et 5A sont des vues schématiques, partielles, à plus grande échelle, des figures 1 2, 3,4, et 5. Les figures 6,7,8,9,10 et 11 sont des vues schémati- ques, de côté, de différentes variantes, non limitatives, de chatons suivant l'invention permettant la mise en oeuvre du procédé. La figure 12 est une vue schématique, en coupe par un plan axial, illustrant une variante possible du procédé suivant l'invention. Suivant l'invention, il est proposé un procédé de soudage de deux pièces métalliques, notamment mais non exclusivement en métal précieux, par apport de métal d'un point de fusion plus bas que celui des deux pièces, à savoir une première pièce au moins partiellement en forme générale de fût coopérant avec un faible jeu avec une seconde pièce complémentaire percée d'un trou, caractérisé par le fait que l'on creuse dans la face externe de la première pièce ou dans la face interne de la seconde pièce au moins un logement; on place dans ce logement du métal d'apport à l'état solide; on fait fondre puis on laisse se solidifier le métal d'apport de façon que, grâce au phénomène de capillarité, le métal d'apport soit " attiré n vers / et maintenu dans le logement tout en étant solidaire de la pièce dans laquelle est prévu ce logement; on fait coopérer la première pièce et la seconde pièce; on maintient ensuite les deux pièces dans leur position relative correcte; on fait fondre de nouveau le métal d'apport contenu dans le-logement de manière que, grâce à un phénomène de capillarité différentielle, le métal d'apport à l'état fondu soit davantage " attiré " vers l'espace compris entre la première et la seconde pièces que vers le logement et qu'il se déplace donc et occupe, une fois resolidifié, au moins partiellement cet espace et que la première et la seconde pièces soient rigidement solidarisées l'une avec l'autre. Sur les figures 1,2,3,4,5 et 1A,2A,3A,4A,5A, est illustréela mise en oeuvre de ce procédé, à titre d'exemple, dans le cas d'une première pièce constituée par un chaton 1 et d'une deuxième pièce constituée par un support 2. D'une manière générale et schématique, le chaton 1 -réalisé le plus souvent en métal précieux- comporte des griffes 3 d'accrochage et de maintien d'une pierre 4 et une sorte de fût 5 ou similaire ayant une forme générale de cylindre ou d'anneau. Le support 2 -consistant notamment en un bijou en métal précieux- est percé d'un trou 6 avec lequel peut coopé rer le fût 5, avec un faible jeu. On réalise d'abord dans la face externe 7 du fût 5 au moins un logement. Ce logement est obtenu soit par enlèvement de matière une fois le chaton réalisé, soit est issu directement de la fabrication du chaton même. La forme de ce logement peut faire l'objet de très nombreuses variantes, comme on le verra ultérieurement. A titre d'exemple, ce logement prend la forme d'une rainure 8 ayant, en section droite transversale, un contour en U, continue, périphérique, d'axe 9, axe commun au chaton 1 et à la pierre 4.(figure 1). On place ensuite dans la rainure 8 un anneau 10 ou encore une rondelle ou même de la pâte de métal d'apport de nature appropriée à la nature du chaton et du support en quan tité appropriée. (figures 2 et 2A). On chauffe ensuite l'anneau 10 ou similaire de manière à l'amener à l'état de fusion. Ce chauffage est illustré sur la figure 3 par les flèches 11. Il est réalisé par tout moyen connu approprié. Du fait du phénomène de capillarité,le mé tal d'apport à l'état fondu est "attiré" vers et a tendance à se déplacer dans la rainure dans le sens de la flèche 12 (figure 2A) de manière à en occuper le fond 13. On laisse ensuite le métal d'apport se solidifier. Il forme alors un anneau 14 logé dans le fond 13 de la rainure 8, et dont le contour est partiellement complémentaire de celui du fond 13. (figure 3 A). Dans ces conditions, l'anneau 14 n'émerge pas de la face externe 7. Le trou 6 venu directement de la fabrication ou percé ultérieurement est quel qu'il existe un faible jeu entre sa face interne 15 et la face externe 7 du chaton 1. Le métal d'apport ne faisant pas saillie de la face externe 7, il est possible d'introduire le fit 5 dans le trou 6. On dispose ensuite le chaton 1 par rapport au support 2 de manière que ces deux pièces se trouvent placées dans leur position relative correcte. En particulier, le chaton 1 et le support 2 sont coaxiaux, d'axe 9. (figure 4). Tout en maintenant le chaton 1 et le support 2 dans leur position relative correcte, on chauffe l'anneau 14 de métal d'apport jusqu'à l'amener à fusion. Cette opération de chauffage est illustrée sur la figure 5 par les flèches 16. L'existence d'un jeu radial e entre la face externe 7 du fût 5 du chaton 1 et la face interne 15 du trou 6 du support 2, en relation avec les dimensions de la rainure 8, crée un phénomène de capillarité différentielle telle que le métal d'apport à l'état fondu est davantage " attiré " vers l'espace annulaire 17 existant entre le fût 5 et le support 2 que vers la rainure 8. Il s'ensuit le déplacement du métal d'apport fondu depuis le fond 13 jusqu'à l'espace 17 dans le sens des flèches 18 (figure 4A). Le métal d'apport resolidifié constitue ensuite une sorte de gaine 19 (figure 5A) remplissant, au moins substantiellement l'espace 17 et rendant rigidement solidaires l'un de l'autre le chaton 1 et le support 2. La quantité de métal d'apport a été judicieusement dosée initialement et en tout état de cause, la rainure 8 constitue un volume " tampon " dans lequel le métal d'apport éventuellement excédentaire peut être logé. Il en résulte que le métal d'apport reste confiné entre le fût 5 du chaton 1 et le support 2, sans atteindre les parties visibles et, le cas échéant, décorées, du chaton 1 et du support 2. De préférence, le chaton 1 et le support 2 sont placés sous atmosphère neutre ou réductrice lorsque le métal d'apport est l'état fondu. Dans le procédé qui vient d'être décrit, la première pièce est constituée par le chaton 1 et la seconde pièce par le support 2. Bien entendu, il est clair que le procédé suivant l'invention peut être transposé au cas où la première pièce est le support 2 et où la seconde pièce est le chaton 1. (figure 12). Dans ce cas, le logement dans lequel on place initialement la soudure est prévu dans la face interne du trou 6 percé dans le support 2. La mise en oeuvre du procédé suivant l'invention permet de commercialiser des chatons pré sertis ou nus pourvus de leur logement garni du métal d'apport solidaire de ce chaton.(figures 3 et 3A). Le bijoutier qui désire solidariser un tel chaton d'un support n'a donc pas à détenir de métal d'apport en- stock. De plus, les opérations sont grandement facilitées pour lui puisqu'il lui suffit de maintenir dans un premier temps le chaton et le support dans leur position relative correcte et, dans un deuxième temps, de faire fondre le métal d'apport. (figure 5). La présente invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes en ce qui concerne notamment la forme, la dimension et la disposition du logement. Sur la figure 6, est représenté un chaton 20 dans lequel le logement est constitué par un étranglement périphérique 21 ayant, en section droite transversale, une forme de V et pouvant également avoir un tout autre forme, situé à la jonction entre les griffes 3 et le fût proprement dit 5. Sur la figure 7, est représenté un chaton 22 dans lequel le logement est constitué par au moins une rainure 23 parallèle à l'axe de symétrie principal 9 du chaton. On peut prévoir également que la rainure 23 présente par exemple un contour hélicoïdal autour du fût 5. Sur la figure 8, est représenté un chaton 24 dans lequel le logement est constitué par des enfoncements 25 prévus dans le fût 5 et, par exemple, régulièrement répartis sur ce fût. Sur la figure 9, est représenté l'ensemble constitué par un chaton serti 26 garni d'un "enjoliveur" 27 27 rigidement relié au chaton 26 par le procédé suivant l'invention ou par tout autre procédé. L'enjoliveur 27 comporte à son tour une rainure périphérique 28 dans laquelle peut être placé du métal d'apport permettant la solidarisation de l'ensemble chaton 26 enjoliveur 27 à un support. Sur la figure 10, est représenté un chaton préserti 29 dans lequel le logement destiné à recevoir le métal d'apport est constitué par une gorge périphérique 30 placée entre le corps du chaton et le fût 5. La figure 11 illustre un chaton nu 31 dans lequel le logement est constitué par la rainure 32 formée par la jonction même du fût 5 proprement dit et des griffes 3 dont l'embase 33 est d'un encombrement radial plus grand que celui du fût 5. Dans ce cas, l'embase 33 repose sur le support 2 dont le trou 6 est, éventuellement, légèrement évasé à sa partie extrême la plus voisine de l'embase 33, pour laisser le passage au cordon 34 de métal d'apport situé dans la rainure 32. Ainsi, il est clair que l'invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes. Dans tous les cas, on réalise dans le chaton ou le support qui le recevra un logement destiné à recevoir un métal d'apport qui sera fondu de manière à être solidaire de la pièce dans laquelle est prévu le logement. Du fait d'un phénomène de capillarité différentielle tenant notamment aux dimensions respectives du logement et du jeu existant entre le chaton et le support, le métal d'apport à l'état fondu a tendance à quitter le logement dans lequel il se trouvait pour se répandre, au moins partiellement, dans l'espace existant entre le chaton et le support sans pour autant atteindre les parties extérieures visibles de ces deux pièces. En ce qui concerne le jeu existant entre le chaton et le support, il convient de noter que ce jeu peut être variable pour un ensemble donné chaton-support, par exemple dans le cas d'un chaton à fût carré coopérant avec un support à trou rond. Il suffit alors qu'il y ait entre le chaton et le support au moins un point de contact ou au moins un point où ces deux pièces sont très proches l'une de l'autre. REVENDICATIONS 1.- Procédé de soudage de deux pièces métalliques, notamment mais non exclusivement en métal précieux, par apport de métal d'un point de fusion plus bas que celui des deux pièces, à fût, savoir une première pièce au moins partiellement en forme générale de jeu coopérant avec un faible à avec une seconde pièce complémentaire percée d'un trou, caractérisé par le fait que l'on creuse dans la face externe de la première pièce ou dans la face interne de la seconde pièce au moins un logement; on place dans ce logement du métal d'apport grâce l'état solide; on fait fondre puis on laisse se solidifier le métal d'apport de façon que, "attiré" au phénomène de capillarité, le métal d'apport soit dans leur vers/et maintenu dans le logement tout en étant solidaire de la pièce dans laquelle est prévu ce logement; on fait coopérer la première pièce et la seconde pièce; on maintient ensuite les deux pièces à position relative correcte; on fait fondre de nouveau le métal d'apport contenu dans le logement de manière que, grâce à un phénomène de capillarité différentielle, le métal d'apport "attiré" l'état fondu soit davantage l'on vers l'espace compris entre la première et la seconde pièces que vers le logement et qu'il se déplace donc et occupe, une fois resolidifié, au moins partiellement cet espace et que la première et la seconde pièces soient rigidement solidarisées l'une avec l'autre. 2.- Procédé de soudage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que à maintient le métal d'apport fût l'état fondu sous atmosphère neutre ou réductrice. 3.- Procédé de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la première pièce est un chaton comportant un à et des griffes destinées à accrocher et chaton maintenir une pierre. 4.- Procédé de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la seconde pièce est un comportant un fût et des griffes destinées à accrocher et à maintenir une pierre. 5.- Chaton préserti ou non, notamment en métal précieux, comportant des griffes d'accrochage et de maintien d'une pierre et une sorte de fût ou similaire attenant aux griffes, caractérisé par le fait qu'il comporte dans la face externe du fût au moins un logement ou enfoncement. 6.- Chaton suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le logement ou l'enfoncemennt est au moins partiei- lement rempli d'un métal d'apport dont le point de fusion est inferieur à celui du métal constituant le chaton, ledit métal d'apport étant solidaire du chaton et n'émergeant pas ou n'émer- geant que très peu de la face externe du chaton. 7.- Chaton suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, solidaire d'un support, notamment en métal précieux, pourvu d'un trou dans lequel peut pénétrer le fût du chaton, caractérisé par le fait que le faible jeu existant entre le chaton et le support est au moins partiellement rempli du métal d'apport à l'état solide, sans que ce métal d'apport ne se trouve sur les parties extérieures visibles de l'ensemble chaton-support ainsi constitué.