Brevet FR2475441A1 — publié le 19810814

La présente invention a pour objet un procédé pour exécuter un charnon comportant une planche en acier et au moins un élément cylindrique, lui aussi en acier, destiné à constituer un noeud de charnière, assemblé par soudage par résistance avec un chant de la planche. Cette technique de fabrication d'un charnon soudé, qui utilise comme élément cylindrique soit un tronçon de tube calibré, soit un tronçon de barre pleine dans lequel un perçage axial devra être exé cuté dans un stade ultérieur pour constituer le noeud, n'est mise en oeuvre pratiquement que pour l'exécution de paumelles destinées au montage de portes dans un bâtiment. Son application au montage d'une porte de véhicule automobile n'offre pas les conditions de sécurité qui s'imposent en la matière, en raison de la gravité que constituerait le dégondage d'une porte de voiture à la suite de la rupture de la soudure réunissant le noeud à la planche du charnon. Or dans une production en grande série ce risque de rupture ne peut pas être éliminé dans l'état actuel de la technique en cause.En effet le soudage se fait en un temps très court et il est sensible aux variations de tension du réseau électrique, de l'état de surface des pièces à réunir, de la propreté des parties en contact et de# la pression de contact au moment de l'appel de courant. C'est la raison pour laquelle les charnons des charnières de porte de véhicule automobile sont le plus souvent réalisés par découpage et usinage de profilés spéciaux, plus coûteux que les produits plats, et fabriqués par un petit nombre de lamineurs, de sorte que les usines consommatrices sont exposées à des difficultés d'approvisionnement. Le but de l'invention est en conséquence de proposer un procédé entièrement fiable pour exécuter par soudage par résistance l'assemblage avec une planche d'un ou plusieurs éléments cylindriques constituant des noeuds, ou ébauches de noeud. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on donne au chant-de la planche du charnon, ou aux parties du chant qui doivent recevoir un élément cylindrique, un profil en dents de scie d'un nombre quelconque dont les extrémités alignées peuvent se présenter sous forme d'arêtes vives ou d'arrondis, on applique l'élément cylindrique, ou chaque élément cylindrique, sur les dents du chant de la planche en exerçant une pression qui tend à-faire péné- trer les arêtes dans l'élément cylindrique, ou-dans chaque élément cylindrique, et on fait passer un courant électri-que de soudage par résistance entre la planche et l'élé- ment cylindrique, ou les éléments cylindriquesw tout en maintenant la pression poul produire un rapprochement entre la planche et l'élément cylindrique,-ou les éléments cylindriques. Bien que la pression de contact initiale, due par exemple à l'action d'un vérin, puisse provoquer une légère interpénétration entre les pièces à réunir, les surfaces en contact au moment où énergie électrique est mise en jeu sont extrêmement réduites. Il en résulte qu'en appliquant l'intensité usuelle pour un processus de soudage par bossages l'intensité spécifique atteint une valeur excep 2 tionnellement élevée, par exemple de l'ordre de 25000Agmm2, qui provoque la fusion instantanée des points de contact. Cette fusion initiale produit une ionisation de l'air et un soufflage qui chasse les impuretés en créant les conditions voulues pour l'amorçage d'un soudage de haute qualité. Ce stade initial de fusion et d'ionisation peut être assimilé à un soudage par étincelage. Après ce stade, sous l'effet du maintien de la pression qui tend à rapprocher du chant de la planche l'élé- ment cylindrique, ou les éléments cylindriques, les zones de contact et de fusion qui initialement étaient ponc tuelles deviennent progressivement plus importantes et corrélativement l'intensité spécifique du courant s'abaisse en se rapprochant de la valeur nominale normalement prévue pour un soudage par résistance. Ce second stade, au terme duquel la fusion des zones prismatiques correspondant aux dents de scie a pratiquement comblé les creux séparant les dents, peut être considéré comme un soudage par bossages, ou par résistance. Dans l'assemblage final, grâce a l'élimination des impuretés et à l'action protectrice produites par l'étincelage, il y a une interpénétration intime de la matière des pièces soudées et la soudure se présente sans inclusions ni défauts. Seuls subsistent aux emplacements des intervalles entre dents de scie des creux résiduels minuscules. L'invention sera explicitée de façon simplement indicative au cours de la description qui va suivre, en référende au dessin annexé dans lequel - la fig. 1 représente, en élévation, un noeud cylindrique en position d'accostage à l'égard du chant d'une planche de charnon; - la fig. 2 est une vue de profil de l'ensemble noeud-planche de la figure 1 supporté dans un poste de soudage; - la fig. 3 est une vue correspondant à la figure 1, représentant le charnon fini, assemblé par soudage; - la fig. 4 est une vue de profil correspondant a la figure 3; - les fig. 5 et 6 sont des vues correspondant respectivement à la figure 3 et à la figure 4, dans le cas où le charnon comporte deux noeuds. La figure 1 représente un tronçon de tube 1, destiné à constituer un noeud de charnon, dont la génératrice inférieure 2 est en contact ponctuel avec l'arête vive ter minale 3 de chacune de quatre dents de scie 4 découpées dans le chant correspondant 6 d'une planche de charnon 7 qui, comme le noeud 1, est en acier. L'axe de l'alésage 8 du noeud 1 se trouve dans le plan médian de la planche 7. En vue du soudage par résistance du noeud 1 avec le chant 6 de la planche 7, cette dernière est maintenue en position entre les mâchoires 9, 11 d'un étau 12 relié à une électrode non représentée, et la partie. supérieure du noeud 1 est enserrée dans une encoche semi-cylindrique 13 d'une électrode 14 qui, étant soumise à la poussée, symbolisée par la flèche 16, d'un vérin non représenté, exerce une pression de contact entre la génératrice 2 du noeud et les arêtes 3 des dents de scie. Sous l'effet de cette pression une légère pénétration des arêtes 3 dans la matière du noeud peut se produire. Lorsque dans la position d'accostage du noeud et de la planche, représentée à la figure 2, on fait passer entre les deux électrodes un courant de-soudage par résistance ayant l'intensité normale pour une opération de ce genre, l'intensité spécifique aux points de contact entre la génératrice 2 et les arêtes 3 atteint une valeur très élevée qui provoque instantanément une fusion des zones de contact et une ionisation de l'air dont l'effet est un balayage des impuretés éventuellement présentes -à proximité des zones de fusion, c 'est-à-dire dans toute la région où après ce premier stade de soudage, qui peut être considéré comme un soudage par étincelage, celui-ci amorce avec un maximum de sécurité le second stade qui est le soudage par résistance sous intensité spécifique progressive. Au cours de ce second stade, qui est assimilable à un soudage par bossages, les zones de contact et de fusion deviennent progressivement plus importantes sous l'effet du maintien de la pression 16, et l'intensité spécifique s'abaisse en se rapprochant de la valeur nomi nale usuelle en matière de soudage par résistance. En même temps le soudage bénéficie du nettoyage et de la protection produits au cours de l'étincelage. Dans l'état final représenté aux figures 3 et 4 les dents 4 sont presque entièrement tronquées par l'effet de la fusion et les quatre troncatures correspondantes 17 définissent des zones où il y a interpénétration de la matière du chant de la planche et du noeud, lequel s'est abaissé sous la poussée de l'électrode 14 et dont la région adjacente à la génératrice 2 est reliée fortement à la planche par la matière qui s'est étalée latéralement en 15. Les intervalles larges qui séparaient initialement les dents-4 se réduisent à de minuscules creux 18. Les figures 5 et 6 correspondent au cas où, au lieu d'un noeud unique 1 dont la dimension axiale coïncide avec la largeur de la planche 7, il est prévu deux noeuds distincts 21 espacés l'un de l'autre, auxquels sont associés deux groupes de deux dents de scie 24 séparés par un intervalle lisse 26. Le processus de soudage est exactement le même que dans le cas des figures 1 à 4. La description et le dessin ne sont pas limitatifs quant au nombre de noeuds et de dents et le procédé est applicable à un nombre quelconque de noeuds associés à un nombre quelconque de dents. Le sommet des dents de scie, au lieu d'être à arête vive, pourrait être arrondi. - REVENDICATIONS 1 - Procédé pour- exécuter un charnon comportant une planche en acier et au moins un élément cylindrique, lui aussi en acier, destiné à constituer un noeud de charnière, assemble par soudage par résistance avec un chant de la planche, caractérisé en ce qu'on donne au chant (6) de la planche (7) du charnon, ou aux-parties du chant qui doivent recevoir un élément cylindrique (21), un profil en dents de scie (4, 24) dont les sommets (3) sont alignes, on applique l'élément cylindrique (1), ou chaque élément cylindrique (21), sur les dents-du chant de la planche en exerçant une pression (16) qui tend à faire pénétrer les sommets dans l'élément cylindrique, ou dans chaque élément cylindrique, et on fait passer un courant électrique de soudage par résistance entre la planche et--l'élément cv- lindrique, ou les éléments cylindriques, tou#t en maintenant la pression pour produire un rapprochement entre la planche et l'élément cylindrique, ou les éléments cylindriques. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à partir de la position d'accostage des pièces à réunir, sont exécutées successivement une opération de soudage qui est assimilable à un soudage par étincelage, et une opération de soudage par bossages. 3 - Procédé suivant la revendication l, caracterise en ce que les sommets (3) des dents (4, 24) sont à arête vive ou arrondis. 4 - Charnon, en particulier pour charnière de véhicule automobile, obtenu en application du procédé suivant l'une des revendications 1- à 3, caractérisé en ce que le noeud (1) du charnon, ou chaque noeud (21), est réuni à la tranche de la planche (7) par åu moins deux souduresrectilignes (17) entre lesquelles subsiste, sur une courte longueur, un creux (18) dépourvu de soudure.