Brevet FR2505698A1 — publié le 19821119

La présente invention concerne un procédé de soudage de fils métalliques très fins sur des éléments métalliques plus importants et le produit en résultant. Actuellement, ce type de soudage est réalisé par mise en oeuvre d'un procédé traditionnel qui consiste à appliquer une électrode sur le fil fin préalablement positionné sur 1'élément plus important constituant son support et à faire passer un courant électrique entre cette électrode et ledit élément. Le premier inconvénient de ce procédé réside dans le fait que la pression avec laquelle l'électrode est appliquée contre le fil fin tend à le forger et à diminuer sa section, ce qui modifie ses caractéristiques mécaniques et électriques. Un autre inconvénient dû à ce procédé réside dans le fait qu'il exige une surface et un positionnement absolument parfaits de l'électrode car, la moindre irrégulatité de surface ou la moindre inclinaison de l'électrode risquerait d'aboutir au contact direct entre l'électrode et le support, le fil fin échappant, quant à lui, au contact de l'électrode, ce qui entrainerait soit un collage au lieu d'une soudure, soit une absence totale de soudure. Ces difficultés apparaissent lorsque le diamètre du fil est inférieur à 50 microns et plus encore s'il est infé- rieur à 30 microns. On les rencontre dnc ds la fabrication de certains allumeurs destinés à des charges explosives utilisées soit à des fins de génie civil, soit à des fins militaires. En effet, ces allumeurs comprennent, reliant deux conducteurs de section courante constituant deux supports, un fil treks fin, c'est-à-dire d'un diamètre pouvant être de l'ordre de 10 microns et qui est destiné à allumer la charge explosive mise en contact avec lui, en étant porté au rouge par un courant électrique commandé à distance . Ce fil fin est généralement en nickel-chrome. Or, de la précision de la longueur utile du fil fin dépend la précision de la résistance ohmique du pont réalisé par le fil fin et pour un courant de commande d'allumage déterminé, l'instant de mise à feu dépend de cette résistance ohmique. Aucun procédé traditionnel de soudage ne permet d'atteindre la précision souhaitez. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients. A cet effet, le procédé qu'elle concerne consiste à disposer, entre l'extrémité active de l'élec- trode et le fil fin, une masse métallique cylindrique eu partiellement cylindrique d'axe orthogonal à celui dti fil fin. Cette masse peut être ménagée à l'extrémité de l'électrode dont elle fait partie intégrante. Dans une variante, elle peut être constituée par un fil métallique auxiliaire indépendant interposé entre l'électrode et le fil fin. Dans le cas où ce procédé est mis en oeuvre pour la fabrication d'un allur ur du type précité, il est prévu deux fils tendus parallèlement dont chacun coïncide avec l'un des conducteurs ou supports auxquels doit être soudé un pont an fil fin et dont lintervalle correspond à la longueur précise souhaitée du fil fin. Si l'on souhaite que les fils auxiliaires ne soient pas soudés au fil fin, il suffit de les choisir en un métal normalement non soudable au fil fin, tel que par exemple en cuivre. Toutefois, pour éliminer les inconvénients dûs au forgeage inévitable du fil fin, suivant un mode de mise en oeuvre préféré de ce procédé, les fils auxiliaires sont en un métal normalement soudable au fil fin et au support et de préférence avec une résistivité inférieure à celle du support pour compenser la différence des surfaces en contact. En effet, le fil fin est en contact avec le support correspondant suivant une ligne alors qu'il n'est en contact avec chaque fil auxiliaire que suivant un point. Par exemple, les fils auxiliaires sont en alliage cupro -nickel. Dans ce cas, les fils auxiliaires sont avantageusement utilisés comme moyens de transport et présentation des composants de cet allumeur aux différents postes de fabrication. Par exemple, un manchon tubulaire en tiare isolante tel qu'en matiare plastique présentant deux encoches diamétralement opposées est surmoulé sur les fils auxi- Mires de maniare à les maintenir A l'écartement voulu et de telle sorte que le diamètre passant par les deux encoches soit orthogonal aux fils auxiliaires, puis transporté, par déplacement longitudinal dos fils auxi- liaires, au poste suivant où le fil fin est engagé dans les deux encoches, une pièce cylindrique an matière iso- lante tel qu'en matière plastique, dont le diamètre est sensiblement gal a celui de l'alésage du manchon précité et qui porte les supports métalliques accessibles sur l'une de ses faces an bout est engagée par cette face an bout dons le manchon de manièe que le fil fin soit pincé entre les deux fils auxiliaires et les deux supports métalliques et enfin, la ou les électrodes de sondage sont engagées dans le manchon, par son extrémité opposée, jusqu'à être an contact avec les fils auxiliaires, et les supperts métalliques étant eux-mêmes électriquement reliés & une électrode de polarité inverse de celles précitées, le courant de soudage est commandé. De toute façon, l'invention sera bien comprise A l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise on oeuvre de ce procédé Figure 1 et 2 sont des vues schématiques illustrant le mode de mise en oeuvre le plus simple de ce procédé de soudage Figure 3 montre, an perspective, avec coupe partielle, un allumeur de charge explosive dont la fabrication peut âtre resalis par mise en oeuvre du procédé de l'invention Figure 4 illustre le mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention dans le cas de son application à la fabrication de l'allumeur de figure 3. Le procédé de l'invention vise à permettre le soudage d'un fil fin métallique 2 dont le diamètre peut être de l'ordre de 10 microns sur un élément métal- lique plus important 3 appelé support. Le procédé selon l'invention est du type dans lequel une électrode 4 d polarité déterminée est appliquée contre le fil fin 2 de manière à le presser contre le support 2, ce dernier étant relié électriquement à une électrode de polarité inverse.Pour éliminer tout risque de mauvaise soudure ou d'absence de soudure par suite de l'inclinaison, même légère de l'électrode 4 par rapport au support 3, le procédé selon l'invention consiste à disposer entre l'électrode 4 et le fil fin 2 une masse métallique 5 le forme cylindrique ou sensiblement cylindrique dont l'axe est orienté orthogonalement au fil fin 2. De cette manière, on est assuré de la présence d'un contact ponctuel entre la masse métallique 5 et le fil fin 2 au niveau du croiserment de leur génératrice de contact. Cette masse métallique 2 peut être aménagée à l'ex- trémité active de l'électrode 4 mais, suivant un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, elle est constituée par un fil auxiliaire indépendant tendu orthogonalement au fil fin 2 entre ce dernier et l'électrode 4 Ce fil auxiliaire 5 peut être en un métal normalement non soudable au fil fin 2 qui est lui même généralement en nickel-chrome. Cependant, si le soudage du fil auxiliaire au fil fin 2 et au support 3 est sans inconvénient, avantageusement, le fil auxiliaire 5 est en un alliage normalement soudable au fil fin 2 et au support ), tel que par exemple un cupro-nickel. En outre, le fil auxiliaire est en un métal d'une résistivité inférieure à celle du support pour compenser la différence des surfaces an contact. En effet, le fil fin 2 est an contact avec le support 3 suivant une ligne alors qu'il n'est en contact avec le fil auxiliaire que suivant un point. Cette résistivité supérieure peut être obtenue par un alliage de cupro-nickel moins riche en cuivre. Dans ce cas, comme cela ressort de la figure 2, le forgeage du fil fin 2 est sans inconvénient puisque ce dernier se trouve pris en sandwich entre une masse de soudure issue du fil auxiliaire 5 et le support 3. Ce procédé peut etre avantageusement utilisé pour la fabrication d'un allumeur de charge explosive destiné à des fins civiles ou militaires, tel que celui illustré sur la figure 3. Cet allumeur comprend deux conducteurs i servant å 1 'amenée du courant d'allumage qui sont implantés dans une pie ce cylindrique 8 en matière isolante tel qu'en matière plastique à l'une des extrémités de laquelle ils sont accessibles, comme indiqué en 7a. Entre les deux parties accessibles 7a des conducteurs 7 est tendu un pont électrique 9 constitué par un fil fin métallique tel que le fil 2 mentionné en référence aux figures 1 et 2. Cette pièce cylindrique 8 est engagée dans un manchon cylindrique Il avec ménagement, entre l'extrémité de la pièce 8 qui porte le fil fin 9 et l'extrémité correspondante dia manchon Il d'une cuvette 12 destinée à recevoir l'amorce de la charge explosive et qui, à cet effet, est placée en contact direct avec le fil fin 9 de manière à être mise à feu lorsque ce dernier est porté au rouge par le courant électrique d'allumage injecté dans les conducteurs z. L'extrémité 7a de chaque conducteur 7 accessible dans le fond de la cuvette 12 constitue liun des deux supports du fil fin 9 auquel ce dernier doit être soudé.On sait que le temps de rougissement dU fil fin 9 et, par conséquent, l'instant précis de l'ex piosion. dépend de sa résistance ohmique. On sait aussi que la résistance ohmique du fil fin 9 dépend de sa longueur et sa longueur repend du positionnement de ses points de soudage aux conducteurs 7. L'application du procédé de l'invention à la fabrication de cet allumeur présente l'avantage de permettre d'effectuer le soudage du fil fin 9 aux conducteurs 7 avec une grande précision. En effet, puisque ce soudage est effectué avec interposi tion de deux fils auxiliaires 5 dont chacun est interposé entre le fil fin 9 et l'électrode de soudage correspondan- te 4, il suffit de maintenir les deux fils auxiliaires 5 a l'écartement désiré pour que la longueur utile du fil fin 9 soit déterminée de façon précise. Avantageusement, le manchon Il est surmoulé sur les deux fils auxiliaires 5 maintenus à l'écartement désiré qui est le même que celui des extrémités accessibles 7a des conducteurs 7, et assure ensuite leur maintien à cet écartement. Ce manchon Il présent. deux encoches diamé- tralement opposées 14 suivant un diamètre perpendiculaire au fil auxiliaire 5. Dans ces encoches 14 est engagé le fil fin 9 qui se trouve donc tendu perpendiculairement aux fils auxiliaires 5. La pièce cylindrique 8 portant les conducteurs 7 est alors angagée dans le manchon 11 de manière que chacune des extrémités accessibles des conducteurs 7 soit an contact avec l'un des fils auxiliaires 5.Ces extrémités i étant alignées sur un même diamètre, il suffit que ce diamètre soit placé en cotn- cidence avec celui suivant lequel sont alignées les encoches 14. Pour cela, le manchon 8 porte le long de ses deux génératrices correspondant au diamètre précité, deux nervures li dont chacune est apte à être logée et engagée dans l'une des encoches 14. En fin d'engagement, le fil fin 9 se trouve donc pris en sandwich entre les fils auxiliaires 5 et les extrémités accessibles 7a des conducteurs 7.L'ensemble ainsi monté est alors présenté au droit des électrodes de soudage 4 dont chacune est appliquée au point de croisement du fil fin 9 et de l'un des fils auxiliaires 5. Lorsque ce contact est établi avec la pression utile au soudage, le courant de soudure est envoyé, les électrodes 4 étant alimentées suivant l'une des polarités du courant de soudage, tandis que les conducteurs z sont électriquement reliés à une électrode de polarité inverse. Pour la fabrication de cet allumeur, avantageusement, les fils auxiliairos 5 servent d'éléments transporteurs de cet allumeur tout au long de son montage entre le poste où ledit manchon 11 est smnoulé sur ledit fil auxiliaire 5, et le poste où les électrodes 4 assurent le soudage du fil fin 9 sur les extrémités 7a des conducteurs 7. La pièce cylindrique 8 portant les conducteurs z peut etre transportée et présentée depuis son poste de stockage jusqu'au poste où selle doit être introduite dans le manchon cylindrique 11 à l'aide d'une pince mobile 16 qui peut constituer l'électrode de pou rite inverse des électrodes i. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas au seul mode de mise on oeuvre de ce procédé qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de rfialisation. - REVENDICATIONS 1. - Procédé de soudage de fils métalliques très fin (2) sur des éléments métalliques plus importants on supports (3) du type consistant a appliquer sur le fil fin (2) uae électrode (4) d'une polarité déterminée, tandis que le support (3) est relié électriquement à une électrode de polarité inverse, caractérisé en ce qu' entre l'extrémité active de I' électrode (4) et le fil fin (2) est disposée une masse métallisa. (5) cylindrique om partiellement cylindrique d'axe orthogonal à celui du fil fin (a). 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé on ce que la masse cylindrique (5) est ménagée à a l'extré- mité active de électrode (4) dont elle fait partie intégrante. 3. - Procédé selon la revendicatien 1, caractérisé on ce que la masse métallique (5) est comstituée par un fil métallique auxiliaire indépendant imterposé entre l'électrode (4) et le fil fin (s)- 4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil auxiliaire (5) est en un métal normalement non soudable au fil fin (a) et au support (3). 5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé on ce que le fil fin (2) est on nickel-chrome, les condocteurs (7) sont on alliage de cupro-nickel et les fils auxiliaires (5) sent en cuivre. 6. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 A 3, caractérisé en ce que le fil auxiliaire est on un natal normalement soudable au fil fin (2) et au support (3) et d'une résiativité inférieure à celle des conducteurs (7). 7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fil fin (2) est en nickel-chrone, les conducteurs (7) sont en alliage de cupro-nickel, et les fils auxiliaires (5) sont en un alliage cupro-nickel de résistivité inférieure à celle des conducteurs (7). 8. - Procédé selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le cas de son application à la fabrication d'un allumeur de charge explosive du type comportant un fil tres fin, c'est-à-dire d'un diamètre pouvant être de l'ordre de 10 microns reliant deux conincteurs de section courante constituant deux supports, ce fil étant destiné à allumer la charge explosive mise en contact avec lui en étant porté au rouge par un courant électrique commandé à distance, caractérisé en ce qu'il est prévu deux fils auxiliaires (5) tendus pawilèlement de maniere que chacun d'eux cotacide avec l'un des conducteurs ou supports (7) auquel doit être soudé en pont le fil fin (9) et dont ltécarte ment correspond à la longueur précise souhaitée du fil fin (9). 9. - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fils auxiliaires constituent les moyens de transport et de présentation des composants de l'allumeur aux différents postes de fabrication. 10. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu1un manchon tubulaire (11) en matière isolante tel qu'en matière plastique, présente deux encoches dia métralemeut opposées (14) et surmoulées sur deux fils auxiliaires (5) tendus parallèlement à l'écartement correspondant à la longueur utile désirée du fil fin (2) et de manière à les maintenir à cet écartement et de telle sorte que le diamètre passant par les deux encoches (14) soit orthogonal aux fils auxiliaires (5), puis est transporté, par déplacement longitudinal de-s fils auxiliaires (5) au poste suivant où le fil fin (9) est engagé dans les deux encoches tel4) et où une pièce cylindrique (8) en matière isolante tel qu'en matire plastique dont le diamètre est sensiblement égal à celui de l'alésage du manchon (11), et qui porte les conducteurs (7) formant, sur l'une de ses faces en bout, les supports (7a) auxquels le fil fin (9) doit être soudé, est engagé, par cette face en bout, dans le manchon (ll) de manière que le fil fin (9) soit pincé entre les deux fils auxiliaires (5) et les deux supports (7a), et enfin, la ou les électrodes de soudage (4) sont engagées dans le manchon (11), par son extrémité opposée jusqu'a être en contact avec les fils auxiliaires (5), les supports métalliques étant eux mêmes électriquement reliés à une électrode de polarité inverse à celle précité, après quoi le courant de soudage est commandé.