Brevet FR2711568A1 — publié le 19950505

La présente invention a pour objet une tôle à structure multicouche, dite tôle sandwich, formée de deux parements métalliques et d'une couche de polymère intercalée entre les deux parements, ladite tôle étant adaptée plus particulièrement à la réalisation d'éléments de carrosserie de véhicules automobiles nécessitant la pose par soudage de goujons. La présente invention a également pour objet un procédé de soudage de goujons sur une telle tôle. Jusqu'à présent, ces éléments de carrosserie, comme par exemple les planchers de véhicules automobiles, sur lesquels sont soudés les goujons de fixation des sièges, sont réalisés à partir de tôles simples d'épaisseur de 0,7mm et sur lesquelles les goujons sont soudés par décharge de condensateurs. A cet effet, chaque goujon comporte un pied muni d'un plot central qui permet de positionner ledit goujon sur la tôle en laissant un espace libre entre le pied du goujon et cette tôle. Pour souder le goujon sur la tôle, la soudeuse par décharge de condensateurs est reliée d'une part au goujon et d'autre part à la tôle ce qui crée au moment du soudage un arc électrique entre le pied du goujon et la tôle. Cet arc électrique crée un apport thermique qui se diffuse dans le pied du goujon et la tôle ce qui permet de souder par diffusion le goujon sur cette tôle en exerçant un effort de forgeage. Mais, l'utilisation des tôles à structure multicouche pour réaliser ce type d'éléments afin d'obtenir une meilleure isolation du véhicule automobile pose des problèmes pour souder les goujons. En effet, la tôle à structure multicouche étant constituée dans ce type d'application de deux parements d'épaisseur de l'ordre de 0,35mm entre lesquels la couche de polymère est intercalée, le volume de métal de la tôle concerné par l'apport thermique de l'arc électrique se limite au premier parement et est donc divisé par deux. Lors des soudages des goujons, il se produit donc une augmentation de la chaleur emmagasinée dans le premier parement ce qui risque de percer ce parement. De plus, au moment du soudage, il se produit un gonflement local de la tôle, étant donné que le polymère en étant chauffé se dilate et il est courant d'aboutir à un désaxage du goujon soudé et ainsi au rebus de l'élément ainsi réalisé. Enfin, même dans le cas où l'on arrive à souder les goujons sur la tôle à structure multicouche en s'affranchissant des problèmes mentionnés ci-dessus, il existe un risque important de décollement des parements de ladite tôle lorsque l'on exerce un effort de traction sur les goujons ce qui est particulièrement le cas pour des goujons de fixation des sièges de véhicules automobiles. Une solution pour s'affranchir du problème de perçage du premier parent de la tôle lors du soudage des goujons et du problème de gonflement local de ladite tôle, consiste à diminuer la section du pied des goujons afin de diminuer la surface en contact avec la tôle. De ce fait, on diminue donc la quantité d'arcs électriques créés et donc la diffusion de chaleur dans le premier parement de la tôle à structure multicouche. Mais, cette solution entraîne inévitablement une diminution de la résistance mécanique de la liaison soudée entre les goujons et la tôle à structure multicouche. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant une tôle à structure multicouche adaptée au soudage des goujons et un procédé de soudage des goujons sur une telle tôle. L'invention a donc pour objet une tôle à structure multicouche, dite tôle sandwich, adaptée au soudage de goujons munis d'un pied et destinés à être soudés sur la tôle, ladite tôle comportant deux parements métalliques et une couche de polymère chargée d'un matériau conducteur électrique, intercalée entre lesdits parements, caractérisée en ce que les deux parements sont localement soudés entre eux au niveau des emplacements destinés à recevoir les goujons pour former une liaison soudée. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la surface de la liaison soudée des deux parements est supérieure à la surface du pied du goujon en contact avec lesdites tôles, - chaque parement comporte, au niveau de chaque liaison soudée des deux parements, une zone écrasée dont la surface est supérieure à la surface du pied du goujon en contact avec ladite tôle, - chaque parement a une épaisseur comprise entre 0,20 et 0,60mm. L'invention a également pour objet un procédé de soudage d'un goujon sur une tôle à structure multicouche, dite tôle sandwich, ladite tôle comportant deux parements métalliques et une couche de polymère chargée d'un matériau conducteur électrique, intercalée entre lesdits parements et ledit goujon comportant un pied destiné à être soudé sur ladite tôle, caractérisé en ce que - on réalise, au niveau de chaque emplacement destiné à recevoir un goujon, une liaison soudée des deux parements, - on positionne le goujon sur l'un des parements de la tôle au niveau de la liaison soudée correspondante des deux parements, - et on effectue le soudage du goujon sur ladite tôle. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - on réalise la liaison soudée des deux parements par soudage par points au moyen d'électrodes de soudage destinées à être appliquées chacune sur l'un des parements de ladite tôle, - la surface de chaque électrode en contact avec l'un des parements est supérieure à la surface du pied du goujon en contact avec ladite tôle, - on soude le goujon au niveau de la liaison soudée des deux parements par décharge de condensateurs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue en perspective d'une tôle à structure multicouche selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue en coupe de la tôle à structure multicouche selon l'invention montrant le soudage d'un goujon. Sur la Fig. 1, on a représenté une tôle 1 à structure multicouche, dite tôle sandwich, adaptée au soudage de goujons. La tôle 1 à structure multicouche comporte un premier parement métallique externe 2 et un second parement métallique externe 3. Une couche de polymère 4 chargée d'un matériau conducteur électrique, comme par exemple des billes de nickel, est intercalée entre les deux parements métalliques 2 et 3 de façon à former une structure multicouche. Comme représenté à la Fig. 3, chaque goujon 10 destiné à être soudé sur la tôle 1 comporte un corps 11 muni à l'une de ses extrémités d'un pied 12. Le pied 12 comporte un plot central 13 qui permet de le positionner sur la tôle 1 en laissant un espace entre le pied 12 du goujon 10 et ladite tôle 1. Ainsi que représenté sur les Figs. 1 et 2, à chaque emplacement de la tôle 1 destiné à recevoir un goujon 10, les deux parements 2 et 3 de ladite tôle 1 sont liés localement par une liaison soudée 5. La surface de la liaison soudée 5 des deux parements 2 et 3 est supérieure à la surface du pied 12 du goujon 10 en contact avec la tôle 1. La liaison soudée 5 des deux parements 2 et 3 de la tôle 1 est réalisée en utilisant, par exemple un procédé de soudage par points sous effort au moyen de deux électrodes de soudage, non représentées. Ainsi, l'une des électrodes est positionnée en contact avec la face extérieure du premier parement 2 et l'autre desdites électrodes est positionnée avec la face extérieure du second parement 3, les deux électrodes étant en vis à vis l'une de l'autre. Lors de la phase d'accostage des électrodes sur la tôle 1 au cours de laquelle on exerce un effort de serrage entre les deux électrodes, les deux parements 2 et 3 s'écrasent localement ce qui forme sur chacun desdits parements 2 et 3 une zone écrasée 6 appelée dans le domaine du soudage indentation. Au cours de la formation des zones écrasées 6, une partie de la couche de polymère 4 flue vers la périphérie de la zone sous effort. Lors de la phase de soudage du goujon 10 sur la tôle 1, on maintient l'effort de serrage exercé par les deux électrodes et on fait passer un courant de soudage entre lesdites électrodes et la tôle 1 si bien que les deux parements 2 et 3 ainsi que le reste de la couche de polymère 4 dans la zone sous effort vont s'échauffer. Compte tenu du point de fusion relativement bas du polymère, son élévation en température accélère le fluage dudit polymère et il se forme un contact entre les deux parements 2 et 3 au niveau de la zone sous effort ce qui crée un noyau fondu et donc la liaison soudée 5 entre les deux parements 2 et 3. La surface de chaque électrode en contact avec l'un des parements 1 ou 2 est supérieure à la surface du pied 12 du goujon 10 en contact avec la tôle 1. De ce fait, chaque zone écrasée 6 possède une surface supérieure à la surface du pied 12 du goujon 10 en contact avec la tôle 1. A titre d'exemple, pour une tôle 1 à structure multicouche constituée de deux parements métalliques 2 et 3 d'épaisseur de 0,35mm, sur laquelle il convient de souder un goujon 10 dont le diamètre du pied 12 est égal à 6mm, il faut utiliser des électrodes de soudage ayant chacune un diamètre de 7 ou 8mm. Cette condition est très importante car du fait du fluage du polymère vers la périphérie de la liaison soudée 5, il peut se produire une surconcentration de polymère ce qui se traduit par une légère boursouflure de la tôle 1 autour de la zone écrasée 6. Or, il est indispensable de pouvoir garantir le positionnement parfait de chaque goujon 10 sans désaxage. Le soudage de chaque goujon 10 sur la tôle 1 à structure multicouche est réalisé de la façon suivante. Tout d'abord, on réalise sur la tôle 1 au niveau de chaque emplacement destiné à recevoir un goujon, la liaison soudée 5 des deux parements 2 et 3, puis on positionne le goujon 10 correspondant sur l'un des parements 1 ou 2 de la tôle 1 au niveau de la liaison soudée 5 correspondante des deux parements 1 et 2, et on effectue le soudage du goujon 10 sur ladite tôle 1. A titre d'exemple et comme représenté à la Fig. 3, chaque goujon 10 peut être soudé par décharge de condensateurs 15 reliés, d'une part, au goujon 10 correspondant et, d'autre part, à la tôle 1. Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, lors du soudage des goujons 10, les deux parements 2 et 3 de la tôle 1 à structure multicouche sont affectés thermiquement ce qui évite les problèmes de percement de ces parements, tout en assurant la tenue mécanique des goujons 10. De ce fait, toute expulsion du polymère par l'apport d'énergie lors de la décharge des condensateurs 15 est évitée. De plus, les deux parements 2 et 3 étant soudés entre eux au droit du goujon 10, il est possible lors du soudage de ce goujon 10 de placer la masse de la machine à souder sur le parement opposé à celui sur lequel est positionné ledit goujon au droit de celui-ci, ce qui optimise le rendement du procédé de soudage par décharge d'un condensateur. Enfin, les deux parements 2 et 3 de la tôle 1 à structure multicouche étant liés localement en plusieurs emplacements, on minimise les risques de décollement de ces deux parements. Par ailleurs dans le cas de tôles à structure multicouche sur lesquelles il est nécessaire de souder un grand nombre de goujons alignés, il est plus judicieux de réaliser des liaisons soudées linéaires des deux parements par exemple au moyen de molettes de soudage. REVENDICATIONS 1. Tôle à structure multicouche, dite tôle sandwich, adaptée au soudage de goujons (10) munis d'un pied (12) destiné à être soudé sur la tôle (1), ladite tôle (1) comportant deux parements métalliques (2, 3) et une couche (4) de polymère, chargée d'un matériau conducteur électrique, intercalée entre lesdits parements (2, 3), caractérisée en ce que les deux parements (2, 3) sont localement soudés entre eux au niveau des emplacements destinés à recevoir les pieds (12) des goujons (10) pour former une liaison soudée (5). 2. Tôle à structure multicouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de la liaison soudée (5) des deux parements (2, 3) est supérieure à la surface du pied (12) du goujon (10) en contact avec ladite tôle (1). 3. Tôle à structure multicouche selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque parement (2, 3) comporte au niveau de chaque liaison soudée (5) des deux parements (2, 3), une zone écrasée (6) dont la surface est supérieure à la surface du pied (12) du goujon (10) en contact avec ladite tôle (1). 4. Tôle à structure multicouche selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque parement (2, 3) a une épaisseur comprise entre 0,20 et 0,60mm. 5. Procédé de soudage d'un goujon (10) sur une tôle (1) à structure multicouche, dite tôle sandwich, ladite tôle (1) comportant deux parements métalliques (2, 3) et une couche (4) de polymère, chargée d'un matériau conducteur électrique, intercalée entre lesdits parements (2, 3) et ledit goujon (10) comportant un pied (12) destiné à être soudé sur ladite tôle (1), caractérisé en ce que - on réalise, au niveau de chaque emplacement destiné à recevoir un goujon (10), une liaison soudée (5) des deux parements (2, 3), - on positionne le goujon (10) sur l'un des parements (2, 3) de la tôle (1) au niveau de la liaison soudée (5) correspondante des deux parements (2, 3), - et on effectue le soudage du goujon (10) sur ladite tôle (1). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de la liaison soudée (5) des parements (2, 3) est supérieure à la surface du pied (12) du goujon (10) en contact avec ladite tôle (1). 7. Procédé selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'on réalise la liaison soudée (5) des deux parements (2, 3) par soudage par points au moyen d'électrodes de soudage destinées à être appliquées chacune sur l'un des parements (2, 3) desdites tôles (1). 8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la surface de chaque électrode en contact avec l'un des parements (2, 3) est supérieure à la surface du pied (12) du goujon (10) en contact avec ladite tôle (1). 9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'on soude le goujon (10) au niveau de la liaison soudée (5) des deux parements (2, 3) par décharge de condensateurs (15).