Brevet FR2555084A1 — publié le 19850524

La présente invention est relative à un procédé de soudure d'au moins un fil d'aluminium sur une pièce en cuivre en vue de la realisa- tion d'un collecteur de machine électrique tournante dont le bobinage du rotor est effectué au moyen de fils d'aluminium. Bien entenduscette application n'est pas limitative du procédé suivant l'invention qui peut etre utilisé pour tout autre fabrication. On sait que dans les machines électriques tournantes et plus particulièrementl bien que non exclusivement, dans les démarreurs électriques pour moteur à combustion interne, on a de plus en plus tendance à bobiner les induits au moyen de fil d'aluminium en vue de diminuer l'inertie de cette pièce tournante. L'inconvénient majeur de l'utilisation d'un fil d'aluminium pour l'exécution du bobinage de l'induit d'un moteur à courant continu réside dans la difficulté de soudage des extrémité des bobines sur les lames du collecteur. En effet, la soudure de l'aluminium sur le cuivre est très délicate du fait de l'écart sensible de température de fusion de ces deux métaux. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre de réaliser aisément la soudure d'un ou plusieurs fils d'aluminium sur une pièce en cuivre et plus particulièrement sur la lame d'un collecteur de machine électrique tournante. Conformément à l'invention,on onutilise une gaine de cuivre dans laquelle les fils correspondants des bobines sont engagés, puis on interpose un ruban de brasure entre la gaine et la pièce à souder, enfin on applique contre la gaine,,# l'oppose de la pièce, une électrode de forme appropriée en vue d'assurer la brasure de la gaine de cuivre avec la pièce de même métal, l'élévation de température provoquant la fusion de l'aluminium qui, par diffusion à l'état liquide avec le cuivre constituant la gaine, provoque un assujettissement entre celle-ci et les fils d'aluminium. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu1elle est susceptible de procurer Fig. 1 montre partiellement la pièce de cuivre sur laquelle doivent être soudes deux fils par mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. On y a également représenté l'électrode qui permettra la réalisation de ce procédé. Fig. 2 en est une coupe transversale. Fig. 3 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais illustrant l'électrode à sa position d'appui contre la gaine des deux fils. Fig. 4 en est une coupe transversale. Le procédé suivant l'invention est destiné à permettre l'assujettissement d'au moins un fil d'aluminium 1, mais de manière plus générale de deux de ces fils, avec une pièce de cuivre et plus particulièrement avec l'une des lames de cuivre 2 d'un collecteur 3. Pour mettre en oeuvre ce procédé, on utilise comme illustré en fig. 1 et 2 une gaine allongée 4 réalisée en cuivre et dans laquelle on loge les deux fils 1 dénudés ou non. Cette gaine peut ne pas comporter de fond 4a de manière à former un simple manchon. Après la mise en place des deux fils dans la gaine 4, on place un ruban de brasure 5 sur la face extérieure 2a de la lame 2 considérée qui se trouve orientée de manière que ladite face soit en gros horizontale. La gaine 4 est ensuite posée sur le ruban 5. On observe en fig. 2 que la gaine 4 dépasse de part et d'autre de la largeur du collecteur 3. Une électrode 6 dont l'extrémité inférieure comporte une forme concave est ensuite appliquée sous pression contre la gaine 4, tandis qu'un courant électrique est établi en vue d'échauffer l'ensemble de la gaine 4, des fils 1, de la brasure 5 et de la lame. On observe que l'extremite inférieure de l'electrode est réalisée sous la forme d'un chapeau de gendarme, afin qu'elle vienne coiffer la gaine 4 en concentrant le passage du courant des deux côtés de celle-ci, comme illustre en fig. 3. En effet, il est nécessaire que l'elevation de température soit ressentie de manière sensible le plus près possible de la brasure 5. les parties basses 6a, 6b de l'électrode remplissent ce rôle, tandis que la partie creuse 6c déforme la gaine du fait de la force exercée dans le sens de la flèche F en direction du collecteur 3.L'intensité du courant traversant la gaine, les fils, la brasure et la lame 2 est telle qu'une élévation sensible de température a lieu afin d'une part de fondre les deux fils d'aluminium à l'intérieur de la gaine et d'autre part de provoquer la fusion de la brasure 5 en vue de la soudure de ladite gaine sur la face 2a de la lame 2. La fusion des deux fils d'aluminium est contenue par la gaine 4 qui évite l'ecoulement de l'aluminium liquide. Puis, la température continuant de s'élever, on atteint le point de fusion du ruban de brasure choisi plus haut que celui de l'aluminium, c'est-à-dire aux alentours de 710 , de telle sorte que la soudure de la gaine, par rapport à la lame 2 s'effectue. A l'intérieur de la gaine il se produit pendant ce temps un phénomène de diffusion en phase liquide entre le cuivre et l'aluminium, de telle sorte qu'on obtient un composé aluminium-cuivre sur une grande partie de la longueur de la gaine, ce composé assurant une liaison étroite entre la gaine et les deux fils. Pour contenir de manière plus certaine l'aluminium en fusion à l'intérieur de la gaine, on peut faire comporter à celle-ci un fond 4a de manière qu'elle se présente sous la forme d'une poche. La gaine peut aussi affecter la forme d'un U destiné à coiffer chacune des deux extrémités des fils 1. Dans tous les cas, la distance d suivant laquelle l'ouverture de la gaine ou de la#poche dépasse au-delà de la face intérieure 2b de chacune des lames du collecteur 3 (c > est-à-dire celle qui fait face à l'origine des fils) est telle que l'aluminium en fusion ne peut pas s'échapper à ce niveau car dans la zone correspondante les fils ne sont pas en fusion. La distance suivant laquelle l'extremite opposée de la gaine dépasse en deçà de la face externe 2c du collecteur est choisie afin que l'aluminium en fusion ne s'écoule pratiquement pas par cette extrémité quand celle-ci est ouverte. Le procédé suivant l'invention, permet ainsi de réaliser d'une manière simple et efficace la soudure d'un ou de plusieurs fils d'aluminium par rapport à un fil de cuivre. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède nota été donnée qu'a titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudure d'au moins un fil d'aluminium (1) sur une pièce en cuivre (2), caractérisé en ce qu'il consiste - à engager l'extremite du fil (1) dans une gaine de cuivre (4) - à placer un ruban (5) de brasure entre la gaine (4) et la pièce (2) ; - et à appliquer contre la gaine (4) à l'oppose de la pièce (2) une électrode (6) de forme appropriée en vue d'assurer la brasure de la gaine (4) avec la pièce (2) de cuivre et à provoquer l'assujettissement du fil (1) et de la gaine (4) par diffusion en phase liquide entre le cuivre et l'aluminium. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'electrode (6) affecte la forme d'un chapeau de gendarme concave. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température de fusion de la brasure est choisie supérieure à celle de l'aluminium. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (4) comporte un fond (4a) afin de mieux contenir l'aluminium à l'état liquide. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine (4) affecte une forme en U. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la gaine (4) présente une longueur supérieure à la largeur de la pièce en cuivre et dépasse de part et d'autre de celle-ci. 7. Machine électrique tournante, caractérisée en ce que la soudure des conducteurs en aluminium (1) de l'induit de cette machine sur les lames de son collecteur est réalisée par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6.