Brevet FR2511907A1 — publié le 19830304

La présente invention se rapporte aux techniques de microsoudage et de brasure utilisés dans la construction d'appareils de contrôle et de mesure, et a notamment pour objet un procédé d'assemblage de pièces par soudage et brasage ainsi que les assemblages ainsi obtenus. L'invention peut étire utilisée notamment pour l'assemblage par soudage électrique à résistance, soudage par pression thermique, soudage et brasage (fort ou tendre) simultanés, de préférence de conducteurs isolés avec les paliers de contact des plaques à circuit imprimé. On connatt un procédé d'assemblage d'un conducteur isolé à un palier de contact en cuivre revêtu d'un alliage étain-plomb (cf. brevet USA NO 3627970 délivré en 1971), dans lequel ledit assemblage est réalisée par brasage sous chauffage de l'endroit de brasage à l'aide de la buse ou emboux chaud d'une électrode capillaire. Ce mode d1assem- blage est un assemblage par soudure et ne permet pas d'effectuer l'assemblage sucessif de deux conducteurs ou plus à un seul palier de contact à proximité directe l'un de l'autre. Il est également connu un procédé d'assemblage d'un conducteur isolé aux tiges de contact de plaques à circuit imprimé (brevet USA NO 3673681 délivré en 1972), dans lequel l'assemblage du conducteur isolé se fait par soudage électrique à résistance au moyen d'une seule impulsion de courant. Le revêtement isolant est détruit mécaniquement par serrage dudit revêtement par l'électrode. Cependant, ce procédé est conçu pour utiliser un conducteur en nickel isolé et des tiges de contact en acier inoxydable dorées et est onéreux étant donné que l'on est obligé de faire appel à des matériaux difficilement disponibles et que sa mise en oeuvre exige beaucoup de travail. On connaît un procédé d'assemblage de pièces comportant un revêtement isolant fusible, dans lequel on serre les pièces à assembler au moyen d'électrodes, ensuite on applique successivement trois impulsions de courant dont la première détruit le revêtement isolant fusible, la deuxième soude les pièces, et la troisième réalise le nettoyage des électrodes, cette troisième impulsion étant appliquée et supprimée après la séparation des électrodes d'avec les pièces pour les nettoyer en les débarrassant du revêtement isolant fusible (brevet USA NO 3263059 délivré en 1963). Dans ce procédé connu, après le soudage des pièces comportant un revêtement isolant fusible aux bords de la zone d'assemblage il se forme des accumulations de revê- tement isolant fusible durci sous forme de saillies aigües se trouvant au-dessus de la surface des pièces et qui empêchent l'orientation et la mise en place des pièces à assembler. Outre cela, la résistance mécanique des joints soudés(par exemple du jolrrt entre un palier de contact en cuivre et un conducteur isolé en cuivre) obtenus en utilisant ce procédé est faible (20 à 25 % de la résistance du conducteur isolé). Les saillies aigües constituees par le revêtement isolant fusible se forment parce qu'on écarte l'électrode des pièces au moment où la température de l'électrode et des pièces est inférieure à la température de fusion du revêtement isolant fusible des pièces à assembler. Ceci a lieu après la passage de la deuxième impulsion de courant appliquée pour souder les pièces et après la pause nécessaire à l'achèvement du processus de soudage. Dans le cadre de la présente invention, on s'est donc proposé de créer un procédé d'assemblage de pièces dont au moins l'une comporte un revêtement isolant fusible, grâce à l'introduction d'une brasure dans la zone de joint des pièces et gracie à l'application d'une troisième impulsion de courant pour la réalisation d'un joint brasé-soudé, ce qui donnerait la possibilité d'augmenter,la résistance mécanique et la résistance à la corrosion dudit joint, ainsi que d'éliminer les saillies aiguës de la brasure et du revêtement isolant fusible. Ce problème est résolu grâce à un procédé d'assemblage par soudage et brasage de pièces notamment de petites dimensions, dont au moins l'une comporte un revêtement isolant fusible, par serrage et chauffage desdites pièces à I'aided'élec- trodes à travers lesquelles ont fait passer successivement trois impulsions de courant, dont la première détruit le revêtement isolant fusible de l'une des pièces dans la zone de jonction desdites pièces, la deuxième soude les pièces et la troisième effectue le nettoyage des électrodes en les débarrassant du revêtement isolant fusible, cette tmjsiéme impulsion de courant étant supprimé après l'écartement des électrodes par rapport aux pièces et après l'élimination du revêtement isolant fusible, caractérisé, suivant l'invention, en ce que dans la zone d'assemblage des pièces on introduit une brasure, on applique ladite troisième impulsion de courant aux électrodes avant le moment de leur écartement par rapport aux pièces, le chauffage desdites pièces étant réalisé jusqu'à une température dépassant la température de fusion de la brasure et du revêtement isolant fusible, de façon à faire fondre la brasure et le revêtement fusible isolant adjacents à la zone de soudage des pièces, et on met les électrodes hors contact d'avec les pièces, la brasure et le revêtement isolant fusible,lorsque la brasure et le revêtement isolant fuisble se trouvent à l'état fondu, L'invention a donc permis de créer un nouveau procédé de réalisation du montage de conducteurs avec utilisation de plaques-ébauches diélectriques standards comportant des paliers de contact en cuivre, avec revêtement étainplomb, auxquels, par soudage et brasage simultanésjsont assemblés des conducteurs en cuivre isolés, ledit procédé assurant la conservation de l'adhésion des paliers de contact et permettant d'assembler successivement à un même palier de contact deux conducteur et plus. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin unique annexé dans lequel - la figure I représente le schéma de principe d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'assemblage de pièces selon l'invention - la figure 2 montre les pièces à assembler après le passage, à travers les électrodes d'une première impulsion de courant détruisant sur l'une des pièces le revête- ment isolant fusible (vue en coupe longitudinale) - la figure 3 représente les pièces à assembler après le passage, à travers les électrodes, d'une deuxième impulsion de courant ou impulsion de soudage des pièces (vue en coupe longitudinale); - la figure 4 représente les pièces à assembler après l'application aux électrodes d'une troisième impulsion de courant avant le moment de l'écartement des électrodes par rapport aux pièces - la figure 5 montre les pièces assemblées, après ledit écartement des électrodes. Deux électrodes en forme de V 1, 1' (figure 13 sont disposées, avec un jeu l'une par rapport à l'autre, sur une pièce à assembler 2 consistant en un conducteur comportant un revêtement isolant fusible et placée sur l'autre pièce à assembler 3, constituée par une plaque. Une brasure 4 peut être introduire sous forme d'un revêtement en alliage étain-plomb ou amenée sous forme d'une baguette. Les électrodes 1, 1' sont branchées sur des transfor- mateurs 5, 6, 7. Pour la mise en couvre du procédé, on a utilisé en qualité de pièces à assembler un conducteur en cuivre comportant un revêtement isolant fusible de 0,1 mm de diamètre, la température de fusion du revêtement isolant fusible étant égale à 3600C, et des paliers de contact en cuivre sur des plaques à circuit imprimé (ébauches) comportant un revêtement galvanique en alliage étain-plomb dont la température de fusion est de 1830C, et l'épaisseur, de 20 à 25#m. Dimensions des paliers de contact : 1,8 x 2,8 x 0,05 mm En tant qu'électrodes 1, 1' on a utlisé des électrodes connues ordinaires se présentant sous forme de deux électrodes en forme de V constituées de molybdène et disposées de façon à former entre lelles un jeu de 0,1 mm. Dimensions de la face de travail de chaque électrode 0,3 x 0,8 mm. Chaque électrode 1 et 1' est branchée séparément sur son propre transformateur 5,7, et les deux électrodes sont branchées ensemble sur le transformateur commun 6. Un organe de commande programmée (non représenté sur le dessin)du dispositif est réglé de manière que l'application de la troisième impulsion de courant pour le chauffage des électrodes 1, 1' se fasse avant l'écartement des électrodes 1, 1' par rapport aux pièces 2,3, et que la suppression de ladite impulsion se produise après l'écartement des élec- trodes 1, 1' par rapport aux pièces 2 et après la suppression du contact métallique entre les électrodes 1, 1' et les pièces 2,3. On choisit l'énergie de l'impulsion de courant de sorte qu'au moment de ltécartement des électrodes 1, 1' par rapport aux pièces 2,3, la température des faces de travail des électrodes 1, 1' soit de 1,5 fois supérieure à la température de fusion du revêtement le plus difficilement fusible (c'est-à-dire que la température soit de 5400C approximativement). Le processus technologique d'assemblage des pièces selon le procédé faisant l'objet#de l'invention est le suivant. Après l'introduction du conducteur sous les électrodes 1, 1' et après le serrage dudit conducteur contre le palier de contact de la plaque avec un effort de 2,5 N, on a fait passer simultanément à travers les électrodes en forme de V 1 et 1' une première impulsion de courant provenant des transformateurs 5, 7, respectivement, d'une durée de 20 ms et dont l'énergie était de 0,5 J. Sous l'effet de cette impulsion les faces de travail des électrodes 1, 1' ont été chauffés juqu'à une température supérieure à la température de fusion du revêtement isolant fusible du conducteur. Chaque électrode chauffée 1, 1' est introduite dans le revêtement isolant fusible 8 (figure 2) jusqu'à atteindre le conducteur. Elle chauffe ce conducteur et expulse le revêtement isolant fusible 8 et la brasure~4 jusqu'à mettre en contact le conducteur et le palier de contact de la plaque. Ensuite on fait passer une deuxième impulsion de courant provenant du transformateur 6 (dont la durée est de 20 ms, et l'énergie, 0,7 J) suivant le circuit formé électrodes 1, 1' et pièces 2, 3 (conducteur et palier de contact de la plaque), en chauffant ainsi un tronçon local des pièces se trouvant entre les électrodes 1,1t (température de chauffage du tronçon local comprise entre 750 et 8000C), ce qui est indispensable pour la réalisation d'un joint soudé assemblant le conducteur au palier de contact. L'expulsion de la brasure 4 se trouvant sous le conducteur peut se faire tant grâce à l'application de la première impulsion de courant que grâce à l'application de la deuxième imoulsion de courant en fonction de la valeur de l'énergie de l'impulsion de courant. Ensuite on fait passer à travers les électrodes 1, 1' une troisième impulsion de courant provenant des transformateurs 5,7, respectivement (la durée de l'impulsion de courant est de 4 ms, l'énergie, de 1 J) pour réaliser le chauffage desdites électrodes 1, 1' De la même manière, le procédé peut aussi être mis en oeuvre en cas d'utilisation d'autres types d'électrodes, par exemple à trois électrodes, d'une électrode en forme de V et d'une électrode à contact. La condition à satisfaire dans tous les cas est que les électrodes 1,1' soient écartées des pièces seulement après leur chauffage jusqu'à une température supérieure à la température de fusion du revêtement isolant le plus difficilement fusible 8 ou de la brasure 4 lorsque ledit revêtement et la brasure se trouvent à l'état fondu. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention a permis de réaliser les assemblages de pièces dont au moins l'une comporte un revêtement fusible isolant, lesdits assemblages présentant une résistance mécanique et une résistance à la corrosion élevées, ce qui s'obtient grâce au revêtement de la partie dénudée du conducteur 2 par les couches de brasure 4 et de revêtement isolant 8. REVENDICATIONS lo Procédé d'assemblage de pièces, de préférence de petites dimensions, dont au moins l'une comporte un revêtement isolant fusible (8), par compression et chauffage des pièces à assembler (2,3) au moyen d'électrodes (1,1') à travers lesquelles on fait passer successivement trois impulsions de courant, dont la première détruit le revêtement isolant fusible (8) de l'une (2) des pièces dans la zone de jonction desdites pièces, tandis que la deuxième impulsion de courant soude lesdites pièces et que la troisième impulsion de courant nettoie les électrodes (1,1') en les débarrasBnt du revêtement fusible isolant (8), l'application de ladite troisième impulsion de courant étant interompueaprès l'écartement des électrodes (1,1') par rapport aux pièces (2,3) et après ledit nettoyage destiné à éliminer le revêtement isolant fusible (8), caractérisé en ce que l'on introduit dans la zone d'assemblage despièces (2,3) une brasure (4), que l'on applique la troisième impulsion de courant aux électrodes (1,1') avant le moment d'ecartement des électrodes par rapport aux pièces (2,3), le chauffage des pièces (2,3) étant effectué jusqu'à une température supérieure à la température de fusion de la brasure (4) et durevêtement isolant fusible (8), de façon à faire fondre la brasure (4) et le revêtement isolant fusible (8) adjacents à la zone de soudage des pièces (2,3), et que lton supprime le contact entre les électrodes (1,1') et les pièces (2,3), la brasure (4) et le revêtement fusible isolant (8), lorsque la brasure (4) et le revêtement (8) se trouvent à l'état fondu. 2. Assemblages de pièces, caractérisé en ce qu'ils sont obtenus par le procédé faisant l'objet de la revendication 1.