Brevet FR2791288A1 — publié le 20000929

L'invention concerne un procédé de soudage de tuyaux de raccordement aux extrémités opposées d'un bras de suspension de stabilisateur creux pour véhicule, sensiblement dans la direction orthogonale à celui-ci, qui est destiné à pallier au roulis d'un véhicule. Pour souder des tuyaux de raccordement aux extrémités opposées d'un bras de suspension de stabilisateur creux, chaque surface d'extrémité du bras de suspension de stabilisateur creux a a été usinée d'une manière classique pour réaliser une forme concave b en conformité avec une surface périphérique extérieure de chaque tuyau de raccordement c, comme représenté sur la figure 4 des dessins annexés. Ensuite, on fait tourner ces deux parties, en tenant la forme concave b contre la surface périphérique extérieure du tuyau de raccordement c pour assembler ces deux parties par un soudage à l'arc. De cette manière, un bourrelet d est formé entre les surfaces périphériques extérieures respectives du bras de suspension de stabilisateur creux a et le tuyau de raccordement c, comme représenté sur la figure 5. Cependant, un tel procédé de soudage classique présente les inconvénients suivants: le procédé de soudage est inévitablement compliqué; il est difficile de maintenir les deux parties en un contact de surface étroit; le bourrelet est formé non pas autour de la surface périphérique intérieure mais seulement autour de la surface périphérique extérieure du bras de suspension de stabilisateur creux, et par conséquent une amélioration d'un effet de jonction est limitée; pendant le soudage à l'arc, des agencements compliqués sont nécessaires pour faire tourner les deux parties devant être soudées ensemble lorsqu'elles sont tenues dans la position respective souhaitée parce que le bras de suspension de stabilisateur creux et le tuyau de raccordement ne sont ni soudés ni liés ensemble avant le soudage à l'arc. La présente invention a pour objet de résoudre les problèmes précités. Cet objet est atteint conformément à l'invention par un procédé du type indiqué au début et qui comprend les étapes consistant à: souder par résistance le tuyau de raccordement à chaque extrémité dudit bras de suspension de stabilisateur creux, et soumettre la zone soudée par résistance à un soudage à l'arc. De cette manière, aucune étape d'usinage est nécessaire avant le soudage et, par conséquent, le procédé de soudage est simplifié d'une manière correspondante. De plus, le soudage par résistance assure que l'extrémité du bras de suspension de stabilisateur creux soit soudée d'une manière fiable au tuyau de raccordement non seulement le long de la surface périphérique extérieure mais également le long de la surface périphérique intérieure de l'extrémité. Un tel procédé double de soudage par résistance et soudage à l'arc améliore d'une manière importante l'effet de soudage, d'une part, et simplifie les étapes du procédé, d'autre part, parce que l'étape du soudage à l'arc peut être exécutée lorsque le bras de suspension de stabilisateur creux et le tuyau de raccordement sont déjà assemblés lors de l'étape précédente du soudage par résistance. Selon une autre caractéristique de l'invention, les extrémités du bras de suspension de stabilisateur creux sont soumises à un refoulement pour former des portions de paroi épaisses, respectivement, avant les étapes de soudage par résistance et soudage à l'arc. Cela agrandit avantageusement une zone de section autour de laquelle le bras de suspension de stabilisateur creux devra être soudé au tuyau de raccordement et cela améliore ainsi l'effet de soudage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le bras de suspension de stabilisateur creux est réalisé à partir d'un tuyau d'acier soudé à la molette contenant, en pourcent en poids, C: 0, 05 - 0,07, Si: 0,55 0,65, Mn: 1,90 - 2,10, P: moins que 0,030, S : moins que 0,010, Ti: 0,08 - 0,12, Nb: 0,03 - 0,05 et Ca: 0,002 - 0, 006. Une teneur en carbone est suffisamment basse pour empêcher un durcissement d'une zone de soudage et pour empêcher que celle-ci soit fragilisée à la suite d'une chaleur de soudage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le bras de suspension de stabilisateur creux a une épaisseur de paroi de 1, 5 - 2,5 mm à sa pointe avant le soudage par résistance. Un tel dimensionnement assure une pénétration appropriée en vue d'un soudage fiable. Enfin, selon encore une caractéristique de l'invention, le soudage à l'arc commence à un point sur ledit tuyau d'acier soudé éloigné de sa soudure. En choisissant un point de départ du soudage à l'arc de cette manière, le soudage à l'arc peut être stabilisé sur la soudure et par conséquent, on n'a pas à craindre qu'une résistance du tuyau d'acier soudé pourrait être détériorée à la soudure. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de côté, partiellement ouverte, représentant un tuyau de raccordement prêt à être soudé à une extrémité d'un bras de suspension de stabilisateur creux en utilisant un procédé selon un mode de réalisation préféré de l'invention; - la figure 2 est une vue en section, à plus grande échelle, d'une zone de soudage; - la figure 3 est une vue frontale du tuyau de raccordement après le soudage au bras de suspension de stabilisateur creux; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 mais se rapportant au cas de l'art antérieur; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 mais se rapportant au cas de l'art antérieur; - la figure 6 est une vue en section axiale représentant une extrémité du bras de suspension du stabilisateur; et - la figure 7 est un graphique indiquant le résultat d'un test d'endurance auquel a été soumis le stabilisateur. En se reportant aux figures 1 à 3, la référence numérique 1 désigne un bras de suspension de stabilisateur creux présentant à ses extrémités des portions de paroi épaisses 2, respectivement, formées par un soi-disant procédé de refoulement. La référence numérique 3 désigne un tuyau de raccordement. Une haute tension est appliquée au bras de suspension de stabilisateur creux 1 qui est appliqué par pression contre une surface périphérique extérieure dudit tuyau de raccordement 3 dans une direction orthogonale à celui- ci, comme représenté sur la figure 1. Ensuite, un courant passant le long d'une interface de ces deux parties produit une chaleur Joule qui ramollit l'extrémité du bras de suspension de stabilisateur creux 1. Par conséquent, l'extrémité ramollie est contrainte à gonfler vers les surfaces périphériques intérieure et extérieure de ladite extrémité de telle sorte que le bras de suspension de stabilisateur creux 1 est soudé, conjointement avec une telle portion gonflée 2a, au tuyau de raccordement 3, comme représenté sur la figure 2. On effectue maintenant autour de la zone soudée ainsi formée entre le bras de suspension de stabilisateur 1 et le tuyau de raccordement 3 un soudage à l'arc pour former un bourrelet 4, comme représenté sur les figures 2 et 3. Comme cela ressort de la description qui précède, le procédé de soudage selon la présente invention est caractérisé en ce que le bras de suspension de stabilisateur creux 1 est poussé contre et est soudé par résistance à la surface périphérique extérieure du tuyau de raccordement 3 avant le soudage à l'arc. De cette manière, aucune des étapes d'usinage est nécessaire et le procédé de soudage est simplifié d'une manière correspondante. De plus, le soudage par résistance assure que l'extrémité du bras de suspension de stabilisateur creux soit soudée d'une manière fiable au tuyau de raccordement 3 non seulement le long de la surface périphérique extérieure mais également le long de la surface périphérique intérieure de ladite extrémité. Un tel procédé double comprenant le soudage par résistance et le soudage à l'arc améliore d'une manière considérable l'effet de jonction, d'une part, et simplifie les étapes du procédé, d'autre part, étant donné que l'étape de soudage à l'arc peut être exécutée lorsque le bras de suspension de stabilisateur creux 1 et le tuyau de raccordement 3 ont déjà été assemblés à l'étape précédente du soudage par résistance. En outre, avant d'être soumises au procédé de soudage, les extrémités opposées du bras de suspension de stabilisateur creux 1 ont été soumises au procédé de refoulement pour former des portions de paroi épaisses 2. Cela agrandit avantageusement une zone de section autour de laquelle le bras de suspension de stabilisateur creux 1 devra être soudé au tuyau de raccordement 3 et cela améliore ainsi une résistance de la jonction. La figure 6 est une vue axiale en section représentant un exemple spécifique du bras de suspension du stabilisateur d'une longueur totale de 890 mm mesurée partiellement le long de sa partie adjacente à une extrémité de celui-ci. En se reportant à la figure 6, d est de 21 mm, t est de 2,6 mm, D est de 23,2 mm, T est de 3,5 mm, 2 est de 2,0 mm et L est de 20,5 mm. Pour un tuyau de raccordement 3 réalisé en acier STKM11A selon les normes industrielles japonaises JIS, d'un diamètre extérieur de 25 mm et d'un diamètre intérieur de 16 mm relié à chaque extrémité du bras de suspension de stabilisateur 1 par soudage par résistance et soudage à l'arc, une série de tests d'endurance ont été effectués à titre comparatif: pour un bras de suspension de stabilisateur réalisé en un tuyau d'acier classique soudé qui contient, en pourcent en poids, C: 0,2 0,25, Si: 0,10 - 0,25, Mn: 0,30 - 0,60, P: moins que 0,030, S: moins que 0,030, Cr: 0,20 - 0,40 et B: 0,001 - 0, 005 et pour un bras de suspension de stabilisateur réalisé en un tuyau en acier soudé développé nouvellement qui contient, en pourcent en poids, C: 0,05 - 0,07, Si: 0,55 - 0,65, Mn: 1,90 2,10, P: moins que 0,030, S: moins que 0,010, Ti: 0,08 - 0,12, Nb: 0,03 - 0,05 et Ca: 0,002 - 0,006. Les résultats de ces tests, indiqués sur la figure 7, démontrent la supériorité du tuyau en acier soudé nouvellement développé. Des tests d'endurance contre un angle de torsion de i 10 ont également été effectués pour le bras de suspension du stablisateur auquel le tuyau de raccordement avait été relié seulement par soudage par résistance. Pour ces tests, les valeurs des dimensions à l'exception de w étaient identiques à celles ci-dessus et seulement w a été modifié. Les résultats des tests ont démontré que le bras de suspension de stabilisateur dont la valeur w est de 2,0 mm offre l'endurance la plus élevée et ceux dont la valeur w se situe dans une plage de 1,5 - 2,5 mm sont utiles. Alors que les extrémités opposées du bras de suspension de stabilisateur sont diminuées de 20 pour régler la dimension w dans ce mode de réalisation, il est également possible de choisir un angle de diminution en fonction des diamètres intérieur et extérieur du bras de suspension du stabilisateur. Les tests ont démontré qu'une résistance de soudure peut être améliorée en commençant le soudage à l'arc à un point sur le tuyau d'acier soudé qui est éloigné de la soudure. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage de tuyaux de raccordement aux extrémités opposées d'un bras de suspension de stabilisateur creux pour véhicule sensiblement dans la direction orthogonale à celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: souder par résistance ledit tuyau de raccordement (3) à chaque extrémité dudit bras de suspension de stabilisateur creux (1); et soumettre la zone soudée par résistance à un soudage à l'arc. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à refouler les extrémités dudit bras de suspension de stabilisateur creux (1) pour former des portions de paroi épaisses (2), respectivement, avant lesdites étapes de soudage par résistance et soudage à l'arc. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit bras de suspension de stabiliateur creux (1) est réalisé en un tuyau en acier soudé contenant, en pourcent en poids, C: 0,05 - 0,07, Si: 0,55 - 0,65, Mn: 1,90 - 2,10, P: moins que 0,030, S : moins que 0,010, Ti: 0,08 - 0,12, Nb: 0,03 - 0,05 et Ca: 0,002 - 0,006. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bras de suspension de stabilisateur creux (1) a une épaisseur de paroi de 1,5 - 2,5 mm à sa pointe avant le soudage par résistance. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit soudage à l'arc commence à un point sur ledit tuyau en acier soudé éloigné de sa soudure.