Brevet FR2555085A1 — publié le 19850524

Ensemble constitué d'une pièce métallique et d'un élément qui y est rapporté et son procédé de fabrication. La présente invention se rapporte aux ensem- bles constitués d'une pièce métallique et d'un élé- ment qui y est rapporté, ainsi qu'aux procédés de fabrication de ces ensembles. Elle s'applique notam- ment à la fixation d'un élément de protection à une pièce dans laquelle il est difficile d'effectuer un perçage ou un taraudage, par exemple parce que l'une de ses faces n'est pas accessible et, tout particuliè- rement, à la fixation d'un élément moins bon conduc- teur de l'électricité qu'un métal et résistant à l'abrasion, tel qu'une tuile en carbure de tungstène, à un filet de vis, tel que la vis convoyeuse d'une centrifugeuse, décanteuse, essoreuse ou autre machine de séparation. La technique actuelle consiste à protéger les surfaces métalliques soumises à l'abrasion par des revêtements durs, tels que: - le chrome déposé électrolytiquement (épais- seur 0,2 à 0,3 mm) ou des alliages de celui-ci avec le cobalt et le tungstène, - la céramique déposée directement sur le métal à protéger ou rapportée par plaquettes vissées et collées, - le carbure de tungstène sous forme de pou- dre ou baguette, déposé par fusion ou sous forme de tuiles frittées par brasure. Ce dernier revêtement à base de tuiles frit- tées fixées par brasure est le plus performant, mais il a l'inconvénient de ne pas résister en milieu acide (pH inférieur à 4,5), en raison de la tenue médiocre de la brasure d'argent. De plus, il faut prendre beaucoup de précautions pour éviter les chocs thermiques pendant le refroidissement des tuiles, pou- vant entraîner une fragilisation se traduisant par des fissures, voire des éclatements. Il existe des revêtements avec des tuiles frittées fixées mécaniquement par un dispositif de queue d'aronde sur un support intermédiaire fraisé. Ce support est ensuite soudé sur le filet hélicoidal. Ce dispositif tient en milieu acide, mais est relati- vement coûteux, ne serait-ce qu'en raison de la néces- sité de le fabriquer en deux temps et de l'usinage qu'il emporte. L'ensemble suivant l'invention a une bonne résistance aux milieux acides et est peu coûteux à fabriquer, en raison de la simplicité des opérations d'assemblages, qui s'effectuent sans danger de fissu- ration et d'éclatement et sans nécessiter des éléments de conformation compliquée, et du petit nombre de pièces mises en jeu. Suivant l'invention, l'élément est percé d'un trou, une cheville métallique est retenue à la paroi latérale du trou par forgeage et l'une des ex- trémités de la cheville est soudée a la pièce. De pré- férence, l'élément est percé d'au moins deux trous et il y a au moins deux chevilles. Le procédé de fabrication de cet ensemble consiste à mettre en contact une pièce et un élément percé d'un trou, à engager une ébauche de cheville métallique dans le trou, à appliquer une électrode de soudage sur la pièce à l'endroit se trouvant en face de l'extrémité de l'ébauche la plus proche et une électrode conjuguée de soudage à l'autre extré- mité de l'ébauche, et, tout en pressant la pièce et l'ébauche l'une vers l'autre, à souder l'une des extrémités de l'ébauche à la pièce et à transformer l'ébauche en une cheville. Le soudage et le forgeage s'effectuent ainsi en une seule et même opération très fiable. Il n'y a plus de brasure à l'argent sen ible aux acides. On améliore encore la fixation de l'élément à la pièce quand le trou est évasé du côté opposé de la pièce. Les parties évasées s'opposent, en plus de la retenue par forgeage sur les parois latérales des trous, à toute séparation de la pièce et de l'élément. Suivant une variante particulièrement utile pour des pièces gauches, comme des filets de vis, un troisième trou, débouchant dans un évidement du côté de la pièce, est percé dans l'élément entre les deux autres trous et est empli d'une masse adhésive. Ce troisième trou, de moindre dimension que les deux autres, permet donc une injection d'agent adhésif, tel qu'une colle polyépoxydique, pour combler l'in- terstice qui peut se produire après le soudage des chevilles et pour obtenir une assise plane sur une portion de filet. De préférence, l'élément a un bossage de positionnement issu de la face se trouvant du côté de la pièce. Il est recommandé que la résistance électri- que du métal constitutif de l'électrode de sou- dage éloignée de la pièce soit plus grande que celle du métal constitutif de l'électrode de soudage proche de la pièce. Grace à cela,l'ébauche de chevil- le flue davantage et plus vite au forgeage du côté éloigné de la pièce o est ménagée la partie évasée du trou. Il est souhaitable de limiter la contrainte que la cheville exerce sur la paroi latérale du trou pour prévenir tout danger d'éclatement. A cet effet, il est bon que l'ébauche n'ait pas une sec- tion droite semblable à celle du trou et/ou que l'ébauche soit tubulaire et/ou présente des aspéri- tés. L'ébauche peut par exemple être filetée, mole- tée ou prismatique dans un trou rond. Les formes à aspérités assurent un meilleur soudage en concen- trant le passage du courant dans le fût de l'ébauche et en isolant mieux celle-ci de l'élément. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple: la figure 1 est une vue en élévation d'une portion de filet de vis convoyeuse de centrifugeuse, sur laquelle est rapportée, suivant l'invention, une tuile frittée en carbure de tungstène, la figure 2 est une vue en coupe de cette portion, la figure 3 est une vue d'une ébauche de che- ville pouvant être utilisée suivant l'invention, et la figure 4 est une vue en coupe d'une autre variante d'ébauche de cheville. Une tuile 1 en carbure de tungstène fritté, servant d'élément de protection contre l'usure par abrasion, est rapportée sur une portion 2 gauche de filet de vis en acier par deux chevilles 3 forgées dans des trous 4 percés dans la tuile 1. La tuile 1 est positionnée automatiquement par des bossages 5 issus de la face de la tuile 1 se trouvant du côté du filet 2 et venant s'appuyer sur la tranche de celui-ci. Chaque trou 4 comporte une partie centrale à section droite circulaire débouchant, du côté du filet 2, dans un évidement 6 et, du côté opposé, dans une partie évasée 7. Un trou 8, de plus petit diamètre que les trous 4 est percé dans la tuile 1 entre les trous 4 et débouche dans l'évidement 6. Ce trou 8 et l'évide- ment 6 sont emplis d'Araldite (colle polyépoxydique). Une cheville 3 métallique est retenue dans chaque trou 4 par forgeage et par la complémentarité de forme avec la partie évasée 7. La cheville 3 est soudée par points au filet 2 par l'extrémité la plus proche de ce dernier. Cette extrémité est en acier inoxydable. Pour fixer la tuile 1 au filet 2, on opère de la façon suivante: Grace aux bossages 5 on met la tuile 1 en position sur le filet 2. On engage des ébauches de chevilles de 5 mm de diamètre et de 6,5 mm de longueur dans les trous 4 de 5,2 mm de diamètre jusqu'à ce que leur extrémité touche le filet 2. On soude cette extrémité au filet 2 en mettant une électrode E en cuivre d'une machine à souder par points au contact de l'endroit du filet 2 en regard de cette extrémité et l'autre électrode F conjuguée en cuivre et tungstè- ne de cette machine en contact avec l'extrémité de l'ébauche la plus éloignée du filet 2. On effectue le soudage (intensité 6000 A) tout en pressant l'ébauche (240 daN) et le filet 2 l'un vers l'autre de sorte que la matière de l'ébauche flue radialement et que celle-ci se transforme en une cheville 3 bloquée dans le trou 4 par la face latérale. On injecte un adhésif dans le trou 8 et l'évidement 6. La figure 3 illustre une ébauche de cheville qui est filetee, après soudure et forgeage de la tête. La figure 4 illustre une ébauche prismatique et tubulaire. REVENDICATIONS 1. Ensemble constitué d'une pièce (2) métal- lique et d'un élément (1) qui y est rapporté, caracté- risé en ce que l'élément (1) est percé d'un trou (4), une cheville (3) métallique est retenue à la paroi latérale du trou (4) par forgeage et l'une des extré- mités de la cheville (3) est soudée à la pièce (2). 2. Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le trou (4) et la cheville (3) après forgeage sont évasés du côté opposé à la pièce (2). 3. Ensemble suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément (1) est percé d'un ou plusieurs trous (4) o sont engagées des chevil- les (3). 4. Ensemble suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un trou supplémentaire (8), dé- bouchant dans un évidement du côté de la pièce, est percé dans l'élément (1) entre les trous (4) et est empli d'une masse adhésive. 5. Ensemble suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément a un bossage (5) de positionnement issu de la face se trou- vant du côté de la pièce (2). 6. Ensemble suivant l'une des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la pièce est le filet d'une vis et l'élément est une tuile frittée à base de carbure de tungstène. 7. Procédé de fabrication d'un ensemble suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en contact une pièce et un élément percé d'un trou, à engager une ébauche de cheville métallique dans le trou, à appliquer une électrode de soudage sur la pièce à l'endroit se trouvant en face de l'extrémité de l'ébauche la plus proche et une électrode conjugée de soudage à l'autre extrémité de l'ébauche, et, tout en pressant la pièce et l'ébauche l'une vers l'autre, à souder l'une des extrémités de l'ébauche à la pièce et à transformer l'ébauche en une che- ville par forgeage. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'ébauche n'a pas une section droite semblable à celle du trou. 9. Procédé suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'ébauche est tubulaire et/ou présente des aspérités.