Brevet FR2553688A1 — publié le 19850426

Procédé de fixation d'un tube capillaire et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. L'invention concerne un procédé de fixation par traitement thermique d'un tube capillaire dans un trou traversant d'une pièce, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un procédé connu de ce type, on enfonce le tube capillaire dans le trou traversant. On dispose sur lui un anneau en argent ou en étain. Puis on chauffe le tout au moyen de la flamme d'un gaz ou par un chauffage inductif, l'argent ou l'étain entrant en fusion et le tube capillaire étant brasé à la pièce. Ce type de fixation exige un brasage à l'argent ou à l'étain qui est relativement coûteux. Un certain nombre d'emplacements de brasage sont comprimés et il en résulte un nombre important de pièces défectueuses. En outre, il faut utiliser un flux, ce qui implique une opération préalable de nettoyage et exige d'effectuer le brasage au moment où le nettoyage ne pose plus de problèmes. Il est en outre connu (DE-PS 27 18 609) de relier un élément à membrane à paroi mince à un anneau formant une bride, de munir l'élément de membrane d'un bord biseauté, l'anneau présentant un bord dont le diamètre est situé entre le diamètre interne et le diamètre externe du bord biseauté, une couche de surface mince réalisée par nickelage chimique étant disposée entre le bord biseauté et le bord annulaire et le bord biseauté et le bord longitudinal étant comprimés l'un contre l'autre au moyen de deux électrodes pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre en direction axiale, et étant liés l'un à l'autre par passage d'un courant. On obtient ainsi une liaison étanche entre l'élément de membrane et l'anneau. L'invention a pour but de proposer un procédé du type décrit dans le préambule et au moyen duquel on puisse fixer un tube capillaire dans le trou traversant d'une pièce d'une façon plus simple et avec une proportion plus faible de pièces défectueuses. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que l'on forme sur le tube capillaire une partie bombée de diamètre externe supérieur à celui du trou et en ce que la partie bombée et l'entrée du trou sont pressées l'une contre l'autre en direction axiale et reliées l'une a l'autre en faisant passer un courant électrique. Selon les matériaux utilisés pour le tube capillaire et la pièce et en prévoyant éventuellement une couche de surface insérée entre les deux, on obtient un brasage à haute température, une soudure normale ou une étape intermédiaire entre les deux. Le procédé est mis en oeuvre au moyen d'une machine habituelle de soudage à résistance. La plus forte augmentation de température est au niveau de la transition entre la partie bombée et l'entrée du trou. Le matériau qui est voisin de la position de contact peut alors s'amollir ou fondre sans que les parties restantes du tube capillaire et de la pièce soient portées à une température trop élevée. En fait, le tube capillaire est en général comprimé sous l'influence de la pression de compression.Bien que le diamètre interne du tube capillaire ait une dimension de 1 mm et moins, il n'y a pas à craindre l'obturation de ce tube car la partie bombée à tendance à se déformer vers l'extérieur. Non seulement cela n'est pas nuisible, mais il est même souhaitable que du matériau de la partie bombée soit amené dans la région de la liaison, car on dispose en cet endroit de surfaces de liaison plus importantes et la bonne étanchéité en soi que l'on obtient est encore améliorée. La partie bombée peut être en particulier déformée sous forme d'une bride annulaire fondue avec la pièce. Un autre avantage consiste dans le fait que l'on n'a besoin d'aucun métal d'apport coûteux ni de flux. Les opérations de nettoyage prévues à la suite peuvent être supprimées. La fixation du tube capillaire peut être réalisée à un moment quelconque pendant l'ensemble du montage. Avantageusement, le diamètre externe de la partie bombée est d'environ 30% plus importante que celle du tube capillaire. Du fait que les trous traversants sont adaptés au tube capillaire et ont un diamètre au maximum supérieur de 10%, on obtient un contact fiable entre la partie bombée et l'entrée du trou. De façon particulièrement avantageuse, l'entrée du trou présente un bord vif. Ceci facilite l'amorçage du processus de soudage. Avantageusement, on dispose entre la partie bombée et l'entrée du trou une couche de surface mince en un matériau de résistance électrique plus élevée que celle du tube capillaire et de la pièce. On peut ainsi obtenir une température locale plus élevée que dans les autres régions, et réaliser ainsi un brasage à haute température. En ce qui concerne la couche de surface, on peut envisager à titre d'exemple du cuivre électrolytique ou du nickel chimique, ou encore d'autres matériaux dont le point de fusion et les propriétés thermiques et électriques sont appropriés. Selon une autre caractéristique, il est fait en sorte que la pièce soit réunie en un ensemble à d'autres éléments au cours d'une opération de montage préalable, puis reliée au tube capillaire. Lorsque le tube capillaire doit être monté en dernier, il n'a pas besoin d'être soumis aux autres étapes du montage, ce qui facilite beaucoup la production. En outre, l'ensemble unitaire peut être appuyé contre une électrode inférieure alors que l'électrode supérieure est en contact avec la partie bombée et la soumet à une charge axiale. Il est donc inutile de laisser l'électrode inférieure venir en contact direct avec la pièce. Il faut simplement faire en sorte qu'au moins un autre élément de l'ensemble soit suffisamment stable pour transmettre la force de la partie supérieure de l'outil de soudage de la pièce à l'électrode inférieure. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit est caractérisé par une électrode inférieure destinée à supporter la pièce et par une électrode supérieure comprenant un évidement recevant le tube capillaire et une surface d'électrode entourant cet évidement et allant en s'élargissant vers le bas pour s'adapter à la partie élargie. Le tube capillaire est correctement guidé dans l'évidement. La surface de l'électrode permet d'obtenir un contact électrique suffisant entre l'électrode supérieure et la partie élargie. Le côté inférieur de l'électrode supérieure doit être approximativement le même que la surface de la pièce. La partie bombée peut ainsi être élargie en une bride et introduite dans la surface supérieure de la pièce. L'électrode inférieure comprend avantageusement une surface d'appui sur laquelle on dispose l'ensemble du composant. On peut ainsi ne pas avoir recours à un contre-support spécial pour maintenir la pièce. L'invention sera maintenant décrite plus en -détail à l'aide de modes de réalisation préférés, avec référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente un tube capillaire et une pièce avant leur assemblage, la figure 2 représente un tube capillaire et une pièce après leur assemblage, la figure 3 est une vue en coupe partielle d'un outil avant l'assemblage des parties, la figure 4 est une vue en coupe partielle de l'outil après l'assemblage, et la figure 5 est une vue en coupe schématique d'un autre mode de réalisation. A la figure 1 est représentée une pièce en forme de plaque 1 comprenant un trou traversant 2 dans lequel on enfonce la section 3 d'un tube capillaire 4. Ce tube capillaire 4 présente à l'avant une partie bombée 5 et se prolonge par une autre section 6. On réalise la partie bombée 5 par exemple en saisissant les sections 3 et 6 respectivement dans un outil de serrage et en rapprochant les deux outils de serrage l'un de l'autre. Le diamètre externe D de la partie bombée 5 représente environ 1,3 fois le diamètre externe "d" du tube capillaire 4 et est donc d'environ 4 mm pour un tube capillaire d'une épaisseur de 3 mm. Le diamètre du trou 2 n'est que légèrement supérieur à celui "d" du tube capillaire. Une machine de soudage par résistance habituelle comprend, comme le montre la figure 3, une électrode inférieure 7 comportant un évidement 8 adapté au tube capillaire et une électrode supérieure 9 comprenant un évidement 10 également adapté au tube capillaire. L'électrode inférieure 7 peut être amenée par son côté supérieur 11 en contact de surface avec la pièce 1. L'électrode supérieure 9 comprend une surface conique partant de son côté inférieur 12 et permettant un contact de surface avec la partie bombée 5. Le trou traversant 3 présente sur son côté supérieur un bord vif 14. Pour relier le tube capillaire 4 et la pièce 1, on presse l'électrode supérieure 9 en direction de la flèche 15 contre l'électrode inférieure 7 maintenue immobile. Dans le même temps on envoie un courant électrique dans les deux électrodes. De ce fait, il y a à l'endroit où la résistance est la plus élevée, à savoir au niveau de la ligne de contact entre le bord 14 de la pièce 1 et la partie bombée 5, l'échauffement le plus fort. La température d'amollissement est dépassée au moins au niveau de la surface des deux parties, et la température de fusion est atteinte alors que les autres parties du matériau restent à une température sensiblement plus faible. Il en resulte une région de liaison de forme annulaire 16.Mais quand on utilise un courant dtintensité appropriée et une pression appropriée, la partie bombée 5 a une température plus élevée que les autres sections du tube capillaire et que la pièce. La partie bombée 5 se déforme donc et fournit du matériau dans la région de la liaison 16, sans pour autant que la paroi mince du tube capillaire soit perforée. Dans un cas extrême, les deux électrodes 7 et 9 peuvent être rapprochées suffisamment l'une de l'autre pour que leurs surfaces frontales 11 et 12 s'appliquent pratiquement contre la pièce 1. L'emplacement de la liaison présente donc la forme de la figure où le tube capillaire 4 est relié à la pièce 1 par une bride 17 et de ce fait par une surface relativement importante 18. Ceci procure une étanchéité exceptionnellement élevée. Comme la partie bombée 5 se déforme essentiellement vers l'extérieur, la section interne 19 du tube capillaire 4 n'est guère réduite. Si la section transversale doit rester totalement inchangée, on peut enfoncer une tige dans le tube capillaire jusque dans la région de la partie bombée. L'électrode supérieure 9 au moins peut être subdivisée radialement de manière que le tube capillaire 4 puisse être reçu dans ltévidement 10. Le tube capillaire peut être constitué en cuivre, acier, en particulier en acier inoxydable, et en d'autres métaux. La pièce peut être également constituée en acier, et en particulier en acier inoxydable. Dans ce cas, ce sont surtout des aciers doux qui conviennent, car il est alors possible de soumettre la pièce à un emboutissage profond ou de la déformer par fluage à froid. La surface de la pièce 1 supporte une mince couche de surface 20 en cuivre électrolytique, nickel chimique ou toute autre couche de surface ayant un point de fusion et des propriétés thermiques et électriques appropriées. Une épaisseur d'environ 4p suffit. Quand on utilise une telle couche de surface et quand on dose la température de manière que cette couche de surface fonde, on obtient un brasage à haute température entre le tube capillaire 4 et la couche 20 qui adhère à la pièce 1.Quand il s'agit de matériaux ne comportant pas de couche de surface, les matériaux du tube capillaire et de la pièce se soudent alors l'un à l'autre. Dans ltensemble, on obtient une étanchéité et une résistance qui sont comparables à celles obtenues au moyen d'un brasage tendre, d'un brasage à l'argent ou analogues, de faibles proportions de pièces défectueuses, et que l'on peut obtenir sans utiliser de l'argent qui est coûteux ni sans avoir besoin de flux. Selon le mode de réalisation de la figure 5, la pièce 101 constitue un composant d'un ensemble 121 représenté ici sous forme d'une capsule à membrane. Un soufflet métallique 122 supporte la pièce de forme annulaire 101 qui constitue une bride. Cette dernière est soudée à une capsule 123. Lorsque cet ensemble est complet, on le dispose sur une électrode inférieure 107. Le tube capillaire 104 est muni d'une partie bombée 105 et enfoncé dans un trou traversant 102 de la pièce 101. Une électrode supérieure 108 qui entoure le tube capillaire 104 au-dessus de la partie bombée 105 est pressée vers le bas en direction de la flèche 115. Un générateur de courant 124 permet d'envoyer le courant nécessaire à l'échauffement par résistance. Dans ce cas, l'électrode inférieure 107 ne se trouve pas directement contre la pièce 101. Les forces appliquées par l'électrode supérieure 108 sont transmises par la capsule 123 à l'électrode inférieure 107. Le procédé de fabrication décrit convient surtout quand on doit fixer des tubes capillaires à des pièces de type quelconque, par exemple des boites à soufflet, des éléments à membrane, des détecteurs de température et analogues. REVENDICATIONS 1. Procédé de fixation par traitement thermique d'un tube capillaire dans le trou traversant d'une pièce, caractérisé en ce que l'on produit sur le tube capillaire une partie bombée dont le diamètre externe est supérieur à celui du trou, et en ce que la partie bombée et l'entrée du trou sont pressées l'une contre l'autre en direction axiale et reliées l'une à l'autre par le passage d'un courant électrique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie bombée est constituée de manière à former une bride annulaire fusionnée avec la pièce. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie externe de la partie bombée est approximativement 30% plus importante que celle du tube capillaire. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'entrée du trou présente un bord vif. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une couche de surface mince constituée en un matériau de résistance électrique plus élevée que celle du tube capillaire et de la pièce est disposée entre la partie bombée et l'entrée du trou. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise une couche de surface mince en cuivre électrolytique. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise une couche de surface mince en nickel chimique. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pièce est réunie au cours d'une opération de montage préalable à d'autres éléments pour constituer un ensemble, puis est reliée au tube capillaire. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ensemble s'appuie sur une électrode inférieure et en ce qu'une électrode supérieure est en contact avec la partie bombée et la charge en direction axiale. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par une électrode inférieure (7; 107) sur laquelle s'appuie la pièce (1; 101) et par une électrode supérieure (9; 109) comprenant un évidement (10; 110) recevant le tube capillaire (4; 104) et une surface d'électrode (13; 113) allant en s'élargissant vers le bas et entourant ledit évidement, en vue de l'adapter à la partie bombée (5; lu5). 11.-Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le côté inférieur (12) de l'électrode supérieure (9) est sensiblement le même que la surface de la pièce (1). 12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'électrode inférieure (107) comprend une surface d'appui permettant d'y disposer l'ensemble (121) du composant.