Brevet FR2656246A1 — publié le 19910628

Procédé de soudage électrique par points d'éléments filtrants métalliques. La présente invention concerne un procédé de soudage électrique par points destiné plus particulièrement à assurer la liaison entre un élément filtrant de type toile métallique et son support métallique interposés entre deux électrodes. L'invention s'applique ainsi notamment à la fabrication de filtres utilisables dans des lanceurs, des satellites, des navettes spatiales ou encore dans la chimie industrielle ou nucléaire De même, l'invention s'applique à la fabrication de crépines qui constituent des éléments capillaires utilisés dans des réservoirs de combustible dits à "tension de surface" montés dans des satellites, plates-formes ou navettes spatiales, ces éléments capillaires faisant alors office de barrière de gaz. Actuellement, différentes techniques sont utilisées pour réaliser un tel type de liaison Par exemple, le sertissage permet grâce à une quelconque déformation des éléments, de les lier ensemble Cependant ce procédé pose des problèmes au niveau de l'étanchéité dans des conditions sévères de fonctionnement. Il est également possible d'utiliser le soudage dit "à la molette" consistant à interposer les pièces à souder entre deux molettes qui transmettent un effort continu et un courant pendant toute l'opération de soudage Cependant cette technique présente l'inconvénient de repousser le métal devant la ou les molettes si bien qu'en fin de soudure il est créé un repli préjudiciable à la tenue mécanique de la structure ainsi réalisée. Une autre façon d'assembler deux éléments tels que définis ci-dessus consiste à les braser ensemble grâce à un métal d'apport dont, bien entendu, la température de fusion est inférieure à celle des deux éléments à souder Ce procédé a l'inconvénient d'introduire un deuxième ou un troisième agent métallique qui est bien souvent incompatible avec les liquides en présence tels que le Peroxyde d'azote (N 204), la Monométhyl hydrazine (MMH), l'hydrazine (N 2 H 4), De plus, le métal d'ap- port peut être corrodé par effet de pile à long terme. Il est aussi possible de souder un élément filtrant sur un support grâce à un brasage combiné à une diffusion, mais ce procédé présente en fait les mêmes inconvénients que le brasage seul. On connaît par ailleurs des techniques de soudage élec- trique par points Ces techniques classiques ne sont toutefois applicables qu'à la soudure de pièces réalisées en des métaux ou alliages identiques ou voisins et ne permettent pas le soudage de certains matériaux tels que l'acier inoxydable sur le titane. Compte tenu des valeurs d'intensité électrique habituellement utilisées dans les techniques de soudage électrique par points, une toile mécanique soudée par un tel procédé classique est soumise à des brûlages qui apportent une fragilisation excessive La tale risque par ailleurs d'être souillée par des gouttes de métal. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre de réaliser la soudure d'un élément filtrant métallique sur un support métallique avec une excellente tenue mécanique tout en conservant la complète intégrité de l'élément filtrant. Ces buts sont atteints grâce à un procédé de soudage électrique par points entre un élément filtrant métallique et son support métallique, interposés entre deux électrodes, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des électrodes pour chacune desquelles la surface active est égale à au moins dix fois la surface d'une maille de l'élément filtrant métallique, à appliquer des impulsions électriques d'intensité réduite par rapport à l'intensité d'une soudure par points traditionnelle et à assurer un recouvrement des points de soudure successifs tel que la surface de recouvrement des points de soudure successifs est comprise entre % et 60 % de la surface de chaque point de soudure. Grâce au procédé selon l'invention, l'adhérence obtenue par diffusion superficielle crée une adhérence mécanique ou collage qui intervient même lorsqu'il s'agit d'assembler des pièces en métaux ou alliages métalliques fort différents l'un de l'autre, et qui est suffisante pour garantir une utilisation fiable de l'élément filtrant assemblé dans des applications telles que celles indiquées en tête de la description. Le procédé selon l'invention permet également d'obtenir une étanchéité du cordon de soudure supérieure à celle du point de bulle de la toile métallique. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le soudage est réalisé par décharge de condensateur, ce qui assure une liaison par adhérence mécanique. Le cordon de soudure ainsi réalisé peut bien entendu être de forme quelconque. L'élément filtrant et/ou le support peuvent être réalisés dans des aciers courants, en acier inoxydable, en alliage à base de cuivre, ou encore en titane ou alliage à base de titane, ou en aluminium ou alliage à base d'aluminium Toutes les combinaisons sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. Afin d'améliorer le procédé selon l'invention, il est possible de refroidir l'électrode supérieure par un ruissellement externe d'eau déminéralisée, ou encore d'assurer le refroidissement de l'une ou de l'autre des électrodes par une circulation interne d'eau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente en coupe les éléments essentiels nécessaires au procédé selon l'invention; la figure 2 montre le cordon de soudure obtenu par le procédé selon l'invention; Comme représenté schématiquement sur la figure 1, deux électrodes 3, 4 sont placées respectivement au-dessus et en- dessous des pièces à souder qui sont un élément filtrant telle qu'une toile métallique 1 et son support 2, métallique également Les électrodes peuvent être cylindriques ou coniques. -Une fois les éléments en place, la soudure est réalisée par exemple par décharge d'un condensateur. Ceci permet d'assurer ainsi une liaison par diffusion superficielle, ou adhérence mécanique, des deux métaux Le réglage des paramètres de la machine à souder (non représentée) est effectué de façon à obtenir un assemblage de type collage c'est-à-dire sans fusion profonde des métaux. Plusieurs types de matériaux peuvent être soudés ensemble. Ainsi, une toile métallique 1 et un support 2 peuvent être réalisés chacun en un matériau choisi parmi les matériaux suivants qui, graêe au procédé selon l'invention sont assemblables indifféremment les uns avec les autres: les aciers courants, les aciers inoxydables, les alliages à base de cuivre, l'aluminium, les alliages d'aluminium, le titane et les alliages de titane. On remarquera que dans le cas d'une toile en acier inoxydable soudée sur un support en titane, il existe une remontée du titane dans les mailles de la toile, ce qui assure non seulement une adhérence mécanique inhérente au procédé de soudage selon l'invention, mais de plus un accrochage mécanique mutuel des deux matériaux. Dans le cas d'une liaison réalisée conformément à l'invention, il n'y a pas, contrairement aux procédés classiques, de formation de lingot de soudure capable de fragiliser la liaison. De façon préférentielle, la surface active de chacune des électrodes 3,4 est égale à au moins dix fois la surface d'une maille de l'élément filtrant 1, la maille étant définie selon les normes NF XII-506 et NF XII-515. En superposant les points de soudure de telle façon que leurs surfaces de recouvrement mutuelles soient comprises entre 50 % et 60 % de la surface d'un point de soudure, c'est-à-dire comme représenté sur la figure 2, on réalise ainsi un cordon de soudure 5 de grande qualité, dont le niveau d'étanchéité est supérieur à celui correspondant au "point de bulle" de la toile. Le cordon de soudure peut être de forme quelconque (circulaire, carré, rectangulaire, ovale) dés lors que la condition de recouvrement précitée est respectée De même, la toile peut présenter des modes de tissage très divers. Comme il a déja été dit, cette soudure dont le résultat peut être comparé à un collage, ne touche qu'une zone superficielle très limitée de chaque matériau Elle est assimilable à une adhérence mécanique, et permet d'éviter les risques de fragilisation liés à une soudure classique en particulier car cette soudure ne crée pas de lingot. Afin d'améliorer les performances techniques du procédé selon l'invention, il peut être envisagé de refroidir l'électrode supérieure, par exemple en l'arrosant par un film 6 d'eau déminé- ralisée (Fig 1) Dans ce cas, la soudure est réalisée sous un film d'eau Le refroidissement peut également être effectué grâce à une circulation d'eau interne dans l'une des électrodes 3, 4 ou dans les deux Sur la figure 1 on a représenté une circulation d'eau 7 à l'intérieur de l'électrode 4. Le procédé selon l'invention permet de souder ensemble des métaux tels que l'acier inoxydable et le titane, ce qui est nouveau vis-a-vis des procédés classiques. Les éléments pouvant être réalisés à l'aide du procédé selon l'invention sont nombreux et variés. A titre d'exemple on peut citer des filtres utilisables dans des lanceurs, des satellites, des navettes spatiales ou encore dans la chimie industrielle ou nucléaire De même, l'inven- tion s'applique à la fabrication de crépines qui constituent des éléments capillaires utilisés dans des réservoirs de combustible dits à "tension de surface" montés dans des satellites, plates-formes ou navettes spatiales, ces éléments capillaires faisant office de barrière de gaz. La présente invention n'est bien entendu pas limitée aux seules applications précitées. REVENDICATIONS 1 Procédé de soudage électrique par points entre un élément filtrant métallique ( 1) et son support métallique ( 2), interposés entre deux électrodes ( 3, 4), caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des électrodes ( 3, 4) pour chacune desquelles la surface active est égale à au moins dix fois la surface d'une maille de l'élément filtrant métallique ( 1), à appliquer des impulsions électriques d'intensité réduite par rapport à l'intensité d'une soudure par points traditionnelle, et à assurer un recouvrement des points de soudure successifs tel que la surface de recouvrement des points de soudure successifs est comprise entre 50 % et 60 % de la surface de chaque point de soudure. 2 Procédé de soudage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage est réalisé par décharge de condensateur pour assurer une liaison par adhérence mécanique. 3 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en un acier courant et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des matériaux comprenant les aciers courants, les aciers inoxydables, les alliages à base de cuivre, l'aluminium, les alliages d'aluminium, le titane et les alliages de titane. 4 Procédé de soudage selon larevendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en un alliage à base de cuivre et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des matériaux comprenant les aciers courants, les aciers inoxydables, les alliages à base de cuivre, l'aluminium, les alliages d'aluminium, le titane et les alliages de titane. Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en acier inoxydable et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des matériaux comprenant les aciers inoxydables, le titane et les alliages de titane. 6 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en acier inoxydable et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des 7- matériaux comprenant les aciers courants, les alliages à base de cuivre, l'aluminium et les alliages d'aluminium. 7 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en l'un des matériaux comprenant l'aluminium et les alliages d'alumi- nium et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des matériaux comprenant les aciers courants, les aciers inoxydables, les alliages à base de cuivre, l'aluminium, les alliages d'aluminium, le titane et les alliages de titane. 8 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en l'un des matériaux comprenant le titane et les alliages de titane et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en acier inoxydable. 9 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) est réalisé en l'un des matériaux comprenant le titane et les alliages de titane et l'élément filtrant ( 1) est réalisé en l'un des matériaux comprenant les aciers courants, les alliages à base de cuivre, l'aluminium et les alliages d'aluminium. 10 Procédé de soudage selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisé en ce que le support ( 2) et l'élément filtrant ( 1) sont réalisés en l'un des matériaux comprenant le titane et les alliages de titane. 11 Procédé de soudage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce que l'électrode supérieure ( 3) est refroidie, pendant l'opération de soudage, par un ruissellement externe d'eau déminéralisée, de telle sorte que l'opération de soudure est effectuée sous un film de cette eau. 12 Procédé de soudage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce que le refroidissement d'au moins l'une des électrodes supérieure ( 3) et inférieure ( 4) est réalisé par une circulation d'eau à l'intérieur de ladite électrode ( 3, 4).