Brevet FR2822400A1 — publié le 20020927

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE SOUDAGE DE TÔLES DESCRIPTION Le sujet de cette invention est un dispositif ainsi qu'un procédé de soudage de tôles par transparence, c'est-à-dire à travers l'épaisseur de deux tôles continues. Elle trouve plus particulièrement application pour les tôles revêtues de certains corps qui assurent, par exemple, leur protection contre la corrosion. En raison de ce que certains revêtements ont une température d'évaporation inférieure à celle de la tôle elle-même (900OC contre 1500OC pour des revêtements à base de zinc ou de l'acier), des gaz issus de la vaporisation de tels revêtements apparaissent entre les deux tôles pendant la soudure ; ils ont tendance à s'échapper par le bain liquide de soudage et à le perturber en provoquant de nombreux défauts inacceptables tels des soufflures et des trous. Différentes solutions ont été proposées pour remédier à cet effet. La plus connue consiste à introduire un espace libre relativement faible entre les deux tôles à souder, ce qui permet que les vapeurs s'échappent latéralement plutôt que par le bain liquide. Cet espace doit être suffisamment important pour permettre une fuite des vapeurs tout en étant limité pour éviter une dégradation du cordon de soudure : sa largeur peut varier de quelques dizaines à une centaine de microns par exemple. D'autres tentatives pour obtenir le même avantage consistent à préchauffer les tôles par différentes techniques pour faire évaporer localement les couches de revêtement, ou à faire en sorte que le bain de liquide soit de forme allongée pour augmenter la section d'évacuation des gaz et diminuer les effets de leur éruption ; mais elles sont moins commodes. L'objet de l'invention est de réaliser un espace d'évacuation des vapeurs produites au soudage par un moyen plus simple que ceux qui existent aujourd'hui, parmi lesquels on peut citer des bossages d'écartement sur les tôles, un clinquant d'épaisseur adaptée ou une molette qui appuie localement sur les tôles et les déforme. Cette dernière solution connue est décrite à la figure 1. Les tôles à souder portent les références 1 et 2, un laser 3 se déplace au-dessus d'elles en envoyant un faisceau 4 qui engendre un bain fondu 5 à sa section de passage à travers les tôles 1 et 2 et réalise leur soudage. De plus, une molette 6 accompagne le laser 3, auquel elle est solidaire en appartenant comme lui à une même tête de soudage 7 dans laquelle l'axe 8 de la molette 6 tourne. La molette 6, qui peut être située d'un côté ou de l'autre du laser 3, repousse la tôle couvrante 1 et provoque un pincement entre elle et la tôle couverte 2, ce qui entraîne l'apparition du jeu 9 par lequel les gaz produits par la vaporisation du revêtement des tôles 1 et 2 s'échappent tout en maintenant constante la distance entre la tête couvrante 1 et le laser 3, et donc la focalisation. Toutefois, la formation du jeu 9 est quelque peu aléatoire puisqu'elle consiste en une déformation différentielle des deux tôles 1 et 2, qui dépendra de l'effort d'appui de la molette 6, des rigidités respectives des deux tôles 1 et 2 et de leur mode de fixation. Le procédé conforme à l'invention produit un jeu plus uniforme entre les deux tôles 1 et 2 à souder, sans qu'on doive revenir à des méthodes comprenant un bossage ou un clinquant qui impliquent une préparation plus compliquée de l'assemblage à souder. Pour résumer, un aspect de l'invention est un procédé de soudage de tôles, comprenant une immobilisation des tôles dans une position où une portion de tôle couverte dépasse d'un bord de tôle couvrante et un passage d'un instrument de soudage audessus de la tête couvrante près du bord, caractérisé par une pression simultanée sur la portion et le bord en produisant une déflexion plus importante sur la tôle couverte que sur la tôle couvrante, la pression simultanée étant exercée en se déplaçant sur le bord et la portion en accompagnant l'instrument de soudage. Des dispositifs convenant pour un tel procédé comprennent une molette à deux roues coaxiales de rayons différents pour passer sur les bords, ou deux doigts parallèles de longueurs différentes pour la même fonction. Ainsi, les deux tôles sont pressées séparément et écartées avec une déflexion différentielle connue, ce qui garantit la formation d'un jeu convenable. L'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures suivantes : - la figure 1 déjà décrite est une vue d'un art antérieur, - la figure 2 est une vue d'une réalisation de l'invention, - et la figure 3 est une vue d'une autre réalisation de l'invention. Comme le montre la figure 2, une pièce maîtresse de l'invention peut être une molette 10 composée de deux roues 11 et 12 coaxiales, dont une roue de petit rayon 11 presse sur la tôle couvrante 1 et l'autre roue 12, de plus grand rayon, presse sur la tôle couverte 2 afin d'imposer à celle-ci une déflexion plus importante qui entraîne la formation d'un jeu 13 de largeur bien maîtrisée puisque les tôles 1 et 2 sont déformées indépendamment et n'exercent donc pas d'interaction l'une sur l'autre. Cela est rendu possible en faisant dépasser le bord de la tôle couverte 2 du bord 20 de la tôle couvrante 1. Ce bord porte la référence 21. On doit cependant souligner que l'invention s'applique aussi à des situations où la tôle couverte 2 s'étend très au-delà de la tôle couvrante 1, ce qu'on a figuré par des pointillés ; la référence 21 désignerait alors seulement une portion de la tôle couverte 2 adjacente au bord 20 de la tête couvrante 1. Comme dans le procédé connu, un laser 3 ou un autre instrument de soudage produit le soudage des tôles 1 et 2. La molette 10 peut être disposée sur une tête de soudage 14, porteuse à la fois de l'axe de rotation 15 de la molette 10 et du laser 3. La molette 10 pourrait aussi être déplacée en même temps que le laser 3, mais sur une trajectoire un peu différente et par un autre moyen. Enfin, on note que les tôles 1 et 2 peuvent être immobilisées par un moyen de serrage 16 composé de deux mâchoires antagonistes situées de l'autre côté du laser 3 que la molette 10, afin de réaliser là un encastrement des tôles 1 et 2. Mais dans beaucoup d'applications comme la fermeture de caissons métalliques, les tôles 1 et 2 sont déjà solidaires l'une de l'autre dans un état où le bord de la tôle couvrante s'appuie sur la tôle couvrante 2. On aborde maintenant la figure 3. Le même effet de création d'un jeu calibré peut être obtenu en remplaçant la molette 10 par un engin 17 composé essentiellement de deux doigts 18 et 19 qui pressent respectivement sur la tôle couvrante 1 et sur la tôle couverte 2, en exploitant toujours le décalage de leurs bords 20 et 21, le doigt 18 étant plus court que l'autre 19. Comme la molette 10, l'engin 17 peut être immobile, ou mobile, éventuellement en étant incorporé à la tête de soudage 14. On notera aussi que les doigts 18 et 19 peuvent présenter des parties filetées 22 et 23 à l'arrière, dont l'engagement dans une portion fixe 24 de l'engin 17 peut être réglé pour faire varier la longueur apparente des doigts 18 et 19. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage de tôles, comprenant une immobilisation des tôles (1,2) dans une position où une portion (21) de tôle couverte (2) dépasse d'un bord (20) de tôle couvrante (1) et un passage d'un instrument de soudage (3) au-dessus de la tôle couvrante (1) près du bord (20), caractérisé par une pression simultanée sur la position et le bord en produisant une déflexion plus importante sur la tôle couverte que sur la tôle couvrante où la pression simultanée est exercée en se déplaçant sur le bord et la portion en accompagnant l'instrument de soudage. 2. Dispositif de soudage de tôles convenant pour un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une molette (10) à deux roues (11,12) coaxiales de rayons différents pour presser sur les bords. 3. Dispositif de soudage de tôles convenant pour un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un engin (17) à deux doigts (18,19) parallèles de longueurs différentes pour presser sur les bords. 4. Dispositif de soudage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les doigts ont des longueurs réglables.