Brevet FR2400132A1 — publié le 19790309

La présente invention concerne un procédé d'assemblage en T de tubes ou de profilés tubulaires en alliages d'aluminium pour des applications telles que mobilier métallique, barreaux d'échelles, montants de garde-corps, etc.. pour lesquelles la destination des tubes n'est pas de canaliser un fluide, mais de constituer les membrures deva#nt résister aux efforts de sollicitation lors de l'usage normal de l'objet dont elles font partie. Pour ce type d'assemblage, on peut utiliser le soudage par résistance, mais cette technique exige une préparation des tubes par déformation, de façon à pouvoir supporter la pression des électrodes et l'échauffement provoqué par le passage du courant électrique -sans fluer. Cette préparation nuit à l'aspect esthétique de l'assemblage. De plus, la puissance des machines requise pour les formats courants est élevée et par conséquent entraîne de lourds investissements pour les fabricants. De telles machines exigent en outre des arrivées de courant dans l'atelier où elles sont installées capables de supporter des intensités élevées sans entraîner des perturbations dans le réseau alimentant les autres appareils de 11 entreprise. On peut également réaliser ce genre d'assemblage par des moyens mécaniques, notamment en introduisant des clavettes dans les tubes ou profilés creux, avec ou sans enduction de colle. Tous ces moyens sont onéreux car ils demandent des temps de main-d'oeuvre relativement longs. Ils sont, de ce fait, souvent incompatibles avec une production industrielle de grande série. Il en est de meme pour les procédés de soudage à l'arc et à la #lam- me qui peuvent, de surcroît, introduire une perturbation thermique dans les pièces assemblées préjudiciable à la tenue mécanique de l'ensemble. Une solution de ce problème d'assemblage consiste à réaliser une soudure en utilisant le courant provenant de la décharge d'un condensateur. La décharge est instantanée, l'échauffement provoquant la soudure est strictement localisé au point de contact initial des 2 pièces à assembler. Mais dans cette technique, il faut bien déterminer à l'avance le point de contact. Pour cela, le tube, que nous appellerons transversal, correspondant à la jambe verticale du T et venant se fixer perpendiculairement sur le tube longitudinal correspondant à la barre du T, doit avoir son extrémité rétreinte et usinée pour guider la décharge en un point bien précis, en général dans l'axe du tube. Cette préparation du tube transversal est longue et onéreuse. La manipulation des tubes lors de la soudure est malaisée. Une solution à ce problème a été ainsi trouvée Au lieu de souder directement les tubes entre eux, on soude d'abord perpendiculairement au tube longitudinal une pièce intermédiaire de faible dimension dont la géométrie épouse la forme intérieure du tube rapporté. On fixe ensuite le tube transversal sur cette pièce. Si lton veut réaliser un dispositif du type échelle, ou garde-corps, on soude évidemment sur le tube longitudinal autant de pièces intermédiaires qutil est prévu de barreaux ou montants transversaux. Chaque pièce intermédiaire est un élément de tube plein ou creux ayant à son extrémité une pointe, un téton ou une partie hémisphérique, guidant la décharge électrique en un point précis, en général dans l'axe du tube. Chaque pièce intermédiaire a également une forme extérieure permettant au tube transversal correspondant de se fixer cur lui de façon précise et solide. Le procédé objet de l'invention consiste ainsi à 1) réaliser une pièce intermédiaire cylindrique,fermée à une extrémité, dont la surface latérale est adapt#ée au tube transversal à assembler, et dont ltextrémité forme un téton ou une partie hémisphérique définissant le point de contact initial permettant la soudure sur le tube longitudinal, 2) souder cette pièce intermédiaire sur le tube longitudinal par décharge de condensateur, 3) fixer le tube transversal sur la pièce intermédiaire constituant un bossage rapporté sur le tube longitudinal. L'invention sera mieux comprise par la description ci-après dtun exemple particulier illustré par les dessins joints. La figure 1 représente un assemblage en T de 2 tubes tel téton veut le réaliser au moyen d'une pièce intermédiaire. La figure 2 représente une pièce intermédiaire soudée latéralement sur le tube longitudinal. La figure 3 représente le détail d'une pièce intermédiaire. La figure 4 représente une variante de la figure 1 où le tube transversal est serti sur la pièce intermédiaire. La figure 5 représente une construction enforme de H réalisée par le procédé. Sur la figure 1, on distingue aisément un tube longitudinal (1) sur lequel est fixé latéralement un tube transversal (2). Cette fixation est réalisée au moyen d'une pièce intermédiaire (3) de forme extérieure cylindrique. La figure 2 représente la phase initiale de soudure de la pièce intermédiaire (3) sur le tube longitudinal (1). La pièce intermédiaire (3) est soudée sur le tube (1) par son fond plein (4) dans llaxe de la pièce intermédiaire. Sur la figure 3 on distingue le détail d'une pièce intermédiaire (3) en forme de godet obtenu par filage par choc. Cette pièce intermédiaire (3) est creuse, elle a une surface latérale cylindrique (5) de dimension extérieure lui permettant de s'emboîter exactement dans le tube transversal (2). Elle a un fond plein (4) comportant un téton (6) cylindrique. Pour l'assemblage de tubes de diamètre 15 à 20 mm, ce téton (6) a généralement un diamètre D3 compris entre 0,7 et 0,9 mm, une longueur L4 comprise entre 0,7 et 1 mm. Ce téton (6) peut aussi avoir une forme conique Dans ce cas pour les mêmes dimensions de tubes, le diamètre à la base du cône est de 0,8 à 1,2 mm et la longueur du téton de 0,8 à 1,2 mm. La pièce intermédiaire (3) peut aussi comporter à son extrémité au lieu d'un téton (6), une partie 'hémisphérique de diamètre compris entre 1 et 8 fois l'épaisseur du tube (1) sur lequel il doit être soudé. Ce mode de réalisation est particulièrement utilisé lorsque l'on veut réaliser non pas un assembla#ge perpendiculaire des tubes (1) et (2), mais un assemblage oblique selon un autre angle. Ainsi, l'opération d'assemblage consiste d'abord à souder la pièce intermédiaire (3) latéralement sur le tube ou profilé tubulaire (1) constituant la barre du T, comme représenté figure 2, par le procédé de soudage par décharge de condensateur. Le temps de soudage est extrêmement court et le matériel requis pour ce procédé est peu onéreux. Le deuxième tube ou profilé tubulaire (2) de l'assemblage est ensuite emmanche~sur la pièce cylindrique (3), comme représenté figure 1. Selon la destination de l'assemblage, le tube- constituant la jambe du T peut être rendu solidaire de la pièce intermédiaire par l'un des procédés ci-après - par emmanchement à force comme représenté figure 1, - sertissage du tube ou profilé sur la pièce intermédiaire comme représentE figure 4 en (7), - collage. Le choix de l'un ou de l'autre de ces procédés dépendant de la résistance que l'on désire pour l'assemblage, suivant que le tube (2) constituant la jambe du T est soumis à des efforts de rotation ou de translation par rapport à la barre du T (1). La liaison obtenue par soudage par décharge de condensateur possède des caractéristiques mécaniques répondant aux besoins des applications visées. Dans l'exemple représenté figure 1, les tubes (1) et (2) sont des tubes en alliage d'aluminium de diamètre 18 x 1 mm. La pièce intermédiaire (3) correspondante représentée figure 3, a pour dimensions D1 = 16 mm D2 =6,5 mm D3 = 0,8 mm L1 = 35 mm L2 = 3 mm L3 = 0,6 mm L4 = 0,8 mm. La résistance à l'arrachement de cette pièce mesurée sur une série de 5 éprou- vettes est de 1900 N. Des assemblages associés deux à deux pour constituer des H représentés en figure 5, ont été soumis à des efforts F s'exerçant sur la barre honrizontale (2) du H. Pour des tubes en alliage 3005 (selon NF A 50 801) et de format# 18 x 1, la rupture s'est produite pour des efforts de 700 N dans le cas dsem- manchement libre et de 773 N dans le cas emmanchement avec sertissage. Pour améliorer l'esthétique qui est souvent exigée dans ce type d'assemblage, l'extrémité du tube (2) constituant la jambe du T peut être découpée de façon à épouser la forme extérieure du tube longitudinal (l) de l'assemblage. Il est également possible de disposer une bague en matière plastique prolongeant le tube (2) constituant la jambe du T et épousant la forme extérieure de l'autre tube (1). Cette bague peut être placée sur la pièce intermédiaire avant ltoperation de soudage, ce qui en facilitera le centrage au moment de cette opération. Pour améliorer les caracteristiques mécaniques de la soudure réalisée par décharge de condensateur, la piece intermédiaire (3) est entourée par une buse canalisant un gaz inerte (argon ou hélium) et son déplacement axial est commande de façon à établir une longueur d'arc et un temps de soudage adaptés à#ses dimensions et à l'alliage dont elle est constituée. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage en T de tubes ou profilés tubulaires en alliages d'aluminium, caractérisé en ce qu'il comprend une opération de soudage par décharge de condensateur d'une pièce intermédiaire (3) sur le tube longitudinal constituant la barre du T et une opération de fixation du tube transversal (2) sur cette pièce intermédiaire (3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (3) comporte, en son extrémité devant être soudée sur le tube longitudinal constituant la-barre du T, un téton (6) de forme cylindrique dont le diamètre D3 est compris entre 0,7 et 0,9 mm et la longueur L4 entre 0,7 et 1,0 mm. 3. Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (3) comporte, en son extrémité devant être soudée sur le tube (1) constituant la barre du T, un téton (6) de forme conique dont la hauteur est comprise entre 0,8 et 1,2 mm et le diamètre de la base entre 0,8 et 1,2 mm; 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (3) comporte en son extrémité devant être soudée sur le tube constituant la barre du T, une partie hémisphérique (3) dont le diamètre est de 1 à 8 fois ltepaisseur du tube (1). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel le tube (2) constituant la jambe du T est emmanché à force sur la pièce intermédiaire (3). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel le tube (2) constituant la jambe du T est emmanché et serti sur la pièce intermédiaire (3). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel le tube (2) constituant la jambe du T est emmanché et collé sur la pièce intermédiaire (3). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel l'extrémité du tube (2) constituant la jambe du T est découpée de façon à épouser la forme extérieure de l'autre tube (1).- 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, dans lequel le tube (2) constituant la jambe du T est prolongée par une bague en plastique épousant la forme extérieure de l'autre tube (1).