Brevet FR2839466A1 — publié le 20031114

La presente invention concerne un dispositif de soudage de pieces de structures homogenes ou heterogenes composees au moins en partie de materiaux thermoplastiques renforces ou non, tisses ou compactes comme les feutres. Le soudage des materiaux thermoplastiques est une operation qui lie les surfaces de deux pieces. II est connu de chauffer deux surfaces des pieces a assembler puis de les appliquer l'une contre l'autre pour obtenir une liaison par soudure. II est de meme connu d'utiliser un jonc fondu intercale entre les deux pieces a assembler pour realiser cette liaison. Dans le cas de pieces heterogenes comme faites de materiaux thermoplastiques et de renforts no!n fusibles sous formes tissees (fig.2), de grilles (fig.3) ou de feutres compactes (fig.4), les milieux ne vent pas homogenes. L'operation de fusion s'applique a des surfaces (fig.5) ou il y a des zones fusibles (fig.5:10), non fusibles (fig.5:11) et des vices (fig. 5:12). L'heterogeneite de ces milieux conduit a une succession de points soudes (fig.6:13) et en consequence a une resistance inegale suivant l'endroit ou il y a eu fusion. L'invention a pour -but de proposer un dispositif de soudage de pieces de structures homogenes ou heterogenes contenant des materiaux thermoplastiques renforces ou non, tisses ou compactes comme les feutres, simple a mettre en aeuvre et permettant de creer une continuite entre les surfaces a souder pendant et apres le soudage, garantissant ainsi une meilleure tenue mecanique de ['ensemble. A cet effet, I'invention a pour objet d'utiliser un jonc constitue d'un fil chauffant (fig.1:1) d'un ensemble de renforts (fig.1:2) sous forme de his en verre, carbone, bore ou toutes fibres continues, le tout etant gaine d'un materiau thermoplastique (fig.1:3). L'ensemble des renforts entoure ou est en contact avec le fil chauffant selon une des geometries determinees. r Ce jonc est depose sur une face a souder (fig. 1:6) par un procede classique de fusion a air chaud par un chalumeau. II peut aussi etre simplement pose si les conditions le permettent ou etre hxe par 17intermediaire d'un systeme adhesif. La deuxieme face de la piece a souder (fig.1:4) est appliquee sur le jonc qui est a ce stade immobilise entre les deux pieces a souder (fig.1:5). L'application d'un courant electrique aux extremites du fil metallique contenu dans le jonc a souder permet l'echauffement d u d it fil par effet Joule jusq u 'a fusion des polymeres en presence (fig.1:8) et realise la soudure entre les pieces (fig.1:7,9). L'echauffement du fil metallique entranant les memes effets peut etre obtenu par induction electro-magnetique. Suivant les modes particuliers de mise en osuvre, le procede comporte l'une ou plusieurs des caracteristiques suivantes: - Le jonc de soudage est coupe a la longueur voulue. II est denude a ses extremites pour realiser le branchement electrique si l'effet Joule est requis. - Le jonc de soudage est depose sur la longueur de la soudure a effectuer et suit le profil de la surface a souder et peut comprendre des changements de direction (fig.7). - Le gainage est realise avec des materiaux adaptes au milieu a souder. Par exemple un jonc comportant une gaine en polypropylene pour souder des suRaces comprenant du polypropylene. - Le materiau de gainage du jonc peut etre melange a un agent d'expansion de telle sorte que lors du chauffage une structure alveolaire se cree en une sorte de mousse qui comble les defauts geometriques des surfaces a souder. - Le jonc de soudage peut etre recouvert, en tout ou partie, d'une matiere adhesive permettant une pose simple sur les supports a assembler. - Le jonc de soudage peut egalement etre fixe prealablement a son emploi, sur un papier, une toile, ou etre incorpore dans une structure tissee ou dans tout autre support adhesif qui permettra egalement une pose simple sur les supports a assembler. A fin de meilleure comprehension, I'invention est decrite a titre d'exemple dans ce qui suit et les dessins qui s'y referent: Le jonc de soudage est constitue d'un fil chauffant en nickel-chrome (fig.8:14) de diametre par exemple O,25 a O,75 mm, d'un ensemble de renforts (fig.8:15) fait par exemple de 1200 filaments de verre et gaine par un procede d'extrusion avec un polypropylene donnant par exemple une section de profile circulaire ou pouvant prendre toutes autres formes geometriques et un diametre final de 2 mm. Les pieces a souder vent faites par exemple de tissue de filaments (fig. 9:16) co-meles de polypropylene (fig.9:17) et de verre (fig.9:18) suivant une frame (fig.9:19) et une cha.^ne (fig.9:20). Le jonc a souder est depose sur l'une des pieces (fig.10:21) par un procede au chalumeau a air chaud (fig.10:22) suivant le trace de la soudure a effectuer. Le jonc a souder est denude (fig.10:23) a ses extremites pour faire appara'.^tre le fil metallique conducteur. La deuxieme piece a souder est posee sur la premiere en regard de la zone a souder (fig.11) et une force pressante est exercee au droit de la soudure. Un courant electrique est applique aux extremites denudees du jonc de soudage dans le but de realiser la fusion (fig.12) dans la zone de soudage. Apres fusion, les filaments contenus dans le jonc (fig.13,27) forment un cordon de soudage continu (fig.13) entre les differents elements disjoints des deux pieces. Apres soudage, cette continuite des filaments de verre assure un renfort entre les differentes pieces dans la region de raccordement, les filaments de renfort du jonc ayant reconstitue une frame ou une chane commune entre les surfaces des pieces a souder. On concoit qu'avec un tel jonc utilise eve le procede decrit, le raccordement realise entre deux pieces a une resistance superieure a la partie courante des pieces puisque la continuite des filaments de verre est renforcee par I'apport d'une chane ou d'une frame supplementaire. REVENDICATIONS 1- Dispositif destine au soudage de pieces comportant en tout ou partie des materiaux thermoplastiques caracterise en ce qu'il est constitue d'un jonc comportant un fil metallique chauffant (fig. 1:1) et d'un ensemble de renforts (fig. 1:2), le tout etant gaine d'wn materiau thermoplastique (fig 1:3) 2- Jonc selon la revendication 1, caracterise en ce que ['ensemble des renforts est constitue de filaments continus sous forme de fibre de verre, de carbone, de bore ou de tout autre materiau sous forme de filaments continus. 3- Jonc selon la revendication 1, caracterisee en ce que ['ensemble des renforts entoure ou est en contact avec le fil chauffant selon une neometrie determinee. 4- Jonc selon la revendication 1, caracterise en ce que la gaine qui entoure ['ensemble est realisee dans un materiau thermoplastique. 5- Jonc selon la revendication 1, caracterise en ce que la section du profile est circulaire. 6- Jonc selon la revendication 4, caracterise en ce que le thermoplastique comprend en melange un agent gonflant destine a lui donner une structure alveolaire ou de mousse lors du chauffage du fil metallique. 7- Jonc selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il est incorpore dans une structure tissee. 8- Jonc selon la revendication 1, caracterise en ce que le jonc est recouvert, en tout et partie, d'un materiau aux proprietes adhesives. 9- Jonc selon la revendication 1 caracterise en ce qu'il est fixe sur un ruban