Brevet FR2672439A1 — publié le 19920807

CONNECTEUR ELECTRIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION La présente invention concerne les connecteurs électriques, plus spécialement les connecteurs bimétalliques, pour interconnecter des conducteurs en aluminium et en cuivre et elle a trait également aux procédés pour fabriquer de tels connecteurs Les conducteurs des lignes et des câbles aériens pour la distribution générale de l'électricité sont normalement en aluminium (ou en alliage d'aluminium de forte conductivité, désigné ci-après globalement "aluminium") compte tenu du facteur économique et de la conductivité par unité de masse d'un tel métal Par contre, le câblage interne dans les locaux des consommateurs sont normalement des conducteurs en cuivre car ils forment plus facilement des connexions sûres, spécialement dans le cas des faibles diamètres de conducteurs. En un certain point approprié, par conséquent, une transition s'impose entre un conducteur en aluminium et un conducteur en cuivre A cette fin, on utilise des connecteurs bimétalliques de géométrie appropriée comprenant une partie en aluminium et une partie en cuivre ou en alliage de cuivre (tel que le laiton) Il est nécessaire que ces parties soient fixées l'une à l'autre d'une façon qui assure au courant un trajet stable de faible résistance entre ces conducteurs Les connexions mécaniques ne sont pas considérées comme étant satisfaisantes en raison du risque de "glissement" ayant lieu en présence des cycles thermiques et aboutissant à une perte de la pression de contact, et les procédés de liaison faisant appel à un métal fondu sont exclus en raison du risque de la formation de phases Cu/Al fragiles de forte résistance ohmique à l'interface et/ou du film d'oxyde naturel qui se forme sur l'aluminium et qui neutralise le contact. La pratique actuelle consiste, par conséquent, à utiliser des connecteurs bimétalliques formés par soudage par frottement, à l'état solide, de barres ou tubes en aluminium et en cuivre (ou en alliage de cuivre) Cette pratique est coûteuse et limite la souplesse de conception car il faut presque inévitablement que l'interface réelle aluminium/cuivre soit une surface en principe plane, perpendiculaire à l'axe des barres/tubes initiaux. Un connecteur électrique selon l'invention comprend un composant massif ou monobloc formé d'aluminium et un revêtement en cuivre ou en alliage de cuivre conducteur formé sur le composant massif et appliqué par pulvérisation thermique. Dans la plupart des cas, le composant massif peut être un connecteur ordinaire pour des conducteurs en aluminium et l'invention comprend un procédé pour fabriquer un connecteur électrique bimétallique consistant à former tout d'abord un connecteur en aluminium puis à revêtir une partie de sa surface avec du cuivre ou un alliage de cuivre par revêtement par pulvérisation thermique. On peut utiliser diverses techniques de revêtement par pulvérisation thermique, telles qu'une pulvérisation de plasma, une métallisation gaz/fil (fil métallique) et la technique du titulaire offerte sous la désignation de "Thermospray" par Metco Limited of Chobham, Surrey GU 24 8 RD: (et aux USA par le groupe Metco de la firme Perkin- Elmer Corp 1101 Prospect Avenue, Westbury NY 11590) On préfère des revêtements en cuivre pur, mais on pourrait utiliser dans certains cas du laiton. Si, comme c'est normalement le cas, le revêtement obtenu par pulvérisation thermique est poreux, la Demanderesse préfère de beaucoup le rendre étanche par l'application d'un produit d'étanchéité liquide à forte teneur en matières solides, ayant un pouvoir de pénétration approprié, dont plusieurs sont disponibles et recommandés pour rendre étanches les revêtements obtenus par pulvérisation thermique et utilisés à d'autres fins On peut aussi appliquer le produit d'étanchéité sous la forme d'une couche isolante qui résiste à la corrosion et qui s'étend d'un bord à l'autre du revêtement, ce qui évite la nécessité d'une opération de peinture par zones ou bandes utilisée normalement sur les connecteurs bimétalliques classiques On peut éliminer le produit d'étanchéité excédentaire par abrasion des zones de contact du revêtement, si cela s'avère nécessaire. On peut utiliser l'invention pour réaliser des connecteurs bimétalliques de nombreuses formes et tailles pour convenir à des applications particulières Un type important de connecteurs comprend une partie tubulaire pour une jonction par compression (sertissage) sur un conducteur d'aluminium et une partie plate (habituellement appelée "patte") munie d'une ou plusieurs ouvertures pour faciliter une fixation par vis à un conducteur ou une borne relativement rigides en cuivre ou en laiton; dans ce cas, il est préférable que la totalité de la superficie de la patte (comprenant la ou les surface(s) du ou des trou(s), en particulier) plus la zone de transition entre la patte et la partie tubulaire soit revêtue de cuivre ou d'un alliage de cuivre comme décrit Ceci se traduit par la formation d'une interface bimétallique superficielle à un endroit o l'on peut facilement appliquer et facilement contrôler une couche étanche résistant à la corrosion (soit le produit d'étanchéité déjà décrit, soit une zone ou bande séparée de revêtement, telle qu'une peinture). On va décrire, de façon plus complète à titre d'exemple, l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels les figures 1 et 2 sont des vues mutuellement perpendiculaires d'une forme de réalisation d'un connecteur bimétallique selon l'invention. Le connecteur comprend un tronçon de tube 1, en aluminium de qualité électrique, aplati à une de ses extrémités pour former une patte 2 à travers laquelle sont formés des trous 3, 3 (de section circulaire ou de toute autre section appropriée) pour la réception de vis A ce stade tel que décrit, le connecteur est un article semi- ouvré destiné à être serti sur un conducteur de section ronde en aluminium et à être fixé à l'aide de vis sur d'autres conducteurs en aluminium ou en métal compatible. Selon la présente invention, la totalité de la zone superficielle du connecteur située à gauche de la ligne 4 est revêtue de cuivre par pulvérisation de plasma suivant le procédé "P 55-10 " mis en oeuvre par Metco Limited A la suite de cette opération, on rend étanche le revêtement de cuivre en pulvérisant une solution de résine glycéride à 95 % de matières solides, séchant à l'air, vendue par Metco Ltd sous la désignation de Metco AG Ce produit d'étanchéité est appliqué non seulement pour étancher les pores dans tout le revêtement de cuivre, mais également pour former une couche isolante et résistant à la corrosion s'étendant sur au moins quelques millimètres de part et d'autre du bord du revêtement en tant qu'inhibiteur de corrosion Après l'avoir laissé séjourné dans l'air pendant minutes, on enlève par essuyage avec un chiffon sec propre le produit d'étanchéité excédentaire des zones plates de la patte 2 Il peut être souhaitable, avec ce produit d'étanchéité particulier, de laisser le connecteur en magasin pendant une semaine à la température ambiante (ou bien de le maintenir pendant une heure à 1450 C) après évaporation complète du solvant) pour obtenir un durcissement du produit d'étanchéité avant l'utilisation du connecteur. REVENDICATIONS 1 Connecteur électrique caractérisé par le fait qu'il comprend un composant massif en aluminium et un revêtement en cuivre ou en alliage de cuivre conducteur formé sur une partie du composant massif et appliqué par pulvérisation thermique. 2 Connecteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une partie tubulaire ( 1) destinée à être assemblée par compression à un conducteur en aluminium et une patte plate ( 2) comportant des trous ( 3, 3), le revêtement précité étant appliqué sur la totalité de la superficie de la patte. 3 Connecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement est appliqué par pulvérisation de plasma. 4 Connecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement est appliqué par métallisation gaz-fil. 5 Procédé pour fabriquer un connecteur électrique bimétallique, caractérisé en ce qu'il comprend la formation tout d'abord d'un connecteur en aluminium puis le revêtement d'une partie de la surface de ce connecteur avec du cuivre ou un alliage de cuivre conducteur par pulvérisation thermique. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on applique le cuivre ou l'alliage de cuivre conducteur par pulvérisation de plasma. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on applique le cuivre ou l'alliage de cuivre conducteur par métallisation gaz-fil. 8 Connecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement précité est poreux et est rendu étanche par application d'un produit d'étanchéité liquide pénétrant, à forte teneur en matières solides. LO 9 Connecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le produit d'étanchéité forme aussi une couche résistant à la corrosion sur le bord dudit revêtement.