Brevet FR2906651A1 — publié le 20080404

La présente invention se rapporte à un assemblage formant liaison électrique comportant un barreau en un premier matériau métallique, notamment en aluminium, et au moins un câble multi-brins en un deuxième matériau métallique, notamment en cuivre, fixé au barreau, notamment à au moins une extrémité du barreau. Il s'avère que réaliser la fixation du câble multi-brins à une extrémité du barreau présente des difficultés qui font que la fixation réalisée par soudure classique par fusion, tient mal notamment, par exemple, lorsque les deux éléments à fixer l'un à l'autre sont respectivement en cuivre et en aluminium. La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'art antérieur en proposant un assemblage comme décrit précédemment, dont la fixation au niveau de l'interface entre les deux matériaux métalliques soit meilleure. Suivant l'invention, il est prévu entre le barreau en un premier matériau métallique et au moins un brin du câble multi-brins en un deuxième matériau métallique, de disposer un feuillard en un troisième matériau métallique, le troisième matériau pouvant être semblable au premier matériau ou en un matériau métallique dont le potentiel électrochimique est intermédiaire entre le potentiel électrochimique du premier matériau métallique et le potentiel électrochimique du deuxième matériau métallique. On s'est ainsi aperçu qu'en prévoyant un tel feuillard intermédiaire entre le câble multi-brins et le barreau on améliore grandement la qualité et la résistance de la soudure, notamment à ultrasons, réalisée pour fixer le barreau au câble multi-brins. La solution ainsi proposée a pour effet de s'opposer à la migration d'eau entre les brins du câble 2906651 2 jusqu'à l'interface Cu/Al (dans les cas de brins en cuivre et d'un barreau en aluminium), provoquant la formation d'une pile électrochimique et l'oxydation de l'aluminium. La fixation au niveau de l'interface est 5 maintenant moins sensible à la corrosion électrochimique. De préférence, le feuillard est soudé d'un côté au barreau et de l'autre côté au au moins un brin. Suivant un mode de réalisation préféré de 10 l'invention, le feuillard a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 1 mm. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le câble multi-brins est en cuivre, le barreau est en aluminium et le feuillard est en cuivre ou 15 en un alliage de cuivre. Suivant un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le câble multi-brins est en aluminium, le barreau est en cuivre, et le feuillard est en aluminium ou en un alliage d'aluminium. 20 Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu un manchon en un matériau thermo rétractable enveloppant au moins des parties en contact du câble multi-brins et du barreau. Suivant un autre mode de réalisation possible de 25 l'invention, il est prévu un surmoulage enveloppant au moins des parties en contact du câble multi-brins et du barreau. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le feuillard a des dimensions telles qu'il 30 dépasse à la fois des extrémités du câble et du barreau. On décrit maintenant à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention en se reportant aux dessins, dans lesquels : 2906651 3 la figure 1 est une vue d'ensemble d'un assemblage mis en place avant la soudure d'un barreau et d'un câble multi-brins ; la figure 2 est une vue en coupe de l'assemblage 5 de la figure 1 pendant la phase de soudure ; la figure 3 est une vue en coupe de l'assemblage à l'état soudé ; et les figures 4, 5 et 6 sont des vues en coupe de l'assemblage recouvert par une gaine en un matériau 10 thermo rétractable. A la figure 1, on peut voir un assemblage formant liaison électrique entre un barreau 4 en un premier matériau, ici en aluminium, et un câble 2 multi-brins comportant une pluralité de brins 1 qui sont dénudés au 15 niveau de l'extrémité à laquelle va être fixé le barreau 4. Le barreau 4 comporte, en vue de cette fixation, une partie 3 méplate à laquelle vont être fixés les brins du câble multi-brins. Entre les brins 1 du câble 2 multi-brins et la 20 partie 3 méplate du barreau 4 rigide, de préférence, il est disposé un feuillard 5 en un troisième matériau, ici en fer ou en alliage de fer. Les dimensions en longueur et largeur du feuillard 5 sont choisies pour empêcher un contact direct entre les brins 1 et la partie 3 méplate. 25 En outre, on choisit l'épaisseur du feuillard 5 de telle manière qu'il n'est pas possible lors de la réalisation de la soudure par ultrasons (voir figure 2) que des parties du feuillard soient percées pour permettre un contact entre le barreau 3 et les brins 1. 30 Comme on peut le voir à la figure 1, le feuillard 5 déborde largement en largeur et en longueur des deux extrémités latérales de la partie méplate 3 du barreau 4 ainsi que de son extrémité en longueur. De même, suivant une variante de l'invention, le feuillard 5 peut 2906651 4 s'étendre sur une plus grande largeur que les brins 1 multi-brins dans leur ensemble. A la figure 2, on voit une vue en coupe de l'assemblage pendant la phase de réalisation de la 5 soudure par l'intermédiaire d'une sonotrode. L'extrémité dénudée des brins 1 du câble multi-brins en cuivre est placée sous la sonotrode 6 de la machine de soudure à ultrasons, tandis que l'extrémité aplatie 3 du barreau d'aluminium est placée contre l'enclume 7 de la machine 10 de soudure à ultrasons. Les ultrasons sont introduits horizontalement par la sonotrode 6. La sonotrode 6 exerce aussi sur l'ensemble des trois éléments (barreau, feuillard et brins) à souder un effort statique vertical. L'enclume 7 joue son rôle en exerçant un contre effort 15 qui permet de répercuter la pression exercée par la sonotrode sur les trois éléments à souder. Lorsque cette pression est suffisante pour entrer dans le domaine de déformation plastique des trois éléments à souder ensemble, la soudure se produit. Les ultrasons sont là 20 pour chauffer les pièces et les ramollir, c'est-à-dire réduire l'effort nécessaire à leur déformation plastique. La figure 3 représente une vue en coupe de l'assemblage une fois la soudure réalisée. La soudure à ultrasons reste une soudure de surface, ayant deux joints 25 de soudure 8, 9 où les métaux ont interdiffusé et recristallisé, qui sont situées, respectivement, à la jonction entre l'extrémité dénudée des brins du câble multi-brins en cuivre et la face supérieure du feuillard 5 et, d'autre part, à la jonction entre la face 30 inférieure du feuillard 5 et l'extrémité aplatie du barreau en aluminium. L'épaisseur du feuillard est suffisante pour que les deux joints de soudure soient distincts et n'entrent pas en contact. Cette absence de 2906651 5 contact entre les deux joints soudés est favorisée par la faible pénétration de la soudure à ultrasons. A la figure 4, on voit une vue en coupe frontale qui montre une gaine thermo-rétractable assurant 5 l'étanchéité latérale sur le feuillard 2 et interdisant le passage d'eau entre la partie supérieure avec les brins 1 et la partie inférieure avec le barreau 4. A la figure 5, il est représenté une coupe longitudinale. L'étanchéité est obtenue par la 10 déformation de la gaine thermo-rétractable. La forme de l'ensemble permet à la gaine d'atteindre les arêtes sur le feuillard 2 pour assurer l'étanchéité. Pour assurer l'étanchéité avec la gaine thermo-rétractable, une variante suivant l'invention prévoit de remplir les 15 cavités 10 restantes autour de l'ensemble soudé d'une matière isolante de type polyuréthane, hot melt ou autre. Enfin, à la figure 6, il est présenté une coupe longitudinale avec une nouvelle variante de la géométrie du feuillard 2. Cette fois, le feuillard présente deux 20 plis frontaux 11 et 12 pour assurer simplement le contact avec la gaine thermo-rétractable. La gaine thermorétractée sur le feuillard divise l'ensemble en deux parties isolées étanches. L'eau qui parviendrait dans la partie supérieure à travers les brins ne peut pas passer 25 dans la partie inférieure en contact avec l'autre matière du barreau. Le feuillard est réalisé de manière que ses arêtes soient émoussées et les angles arrondis pour ne pas agresser et perforer la gaine thermo-rétractable. On a ici réalisé le barreau en aluminium, les 30 brins du câble multi-brins en cuivre et le feuillard en fer ou en alliage de fer. Le potentiel électrochimique du cuivre est de 0,52 V et le potentiel électrochimique de l'aluminium est de -1,66 V. Le potentiel électrochimique du fer est d'environ -0,44 V, qui est intermédiaire entre 2906651 6 le potentiel électrochimique du cuivre et celui de l'aluminium. On pourrait également choisir un métal autre que le fer ayant un potentiel électrochimique intermédiaire, par exemple -0, 57 V. De préférence, les 5 matériaux du câble et du feuillard sont choisis de sorte qu'ils aient des potentiels électrochimiques très proches, de préférence avec une différence entre eux REVENDICATIONS 1. Assemblage formant liaison électrique comportant un barreau (4) en un premier matériau métallique, notamment en aluminium, et au moins un câble (2) multi-brins en un deuxième matériau métallique, notamment en cuivre, caractérisé en ce qu'il est prévu entre le barreau (4) et au moins un brin (1) du câble (2) multi-brins, un feuillard (5) en un troisième matériau métallique, le troisième matériau étant semblable au premier matériau ou en un matériau métallique dont le potentiel électrochimique est intermédiaire entre le potentiel électrochimique du premier matériau métallique et le potentiel électrochimique du deuxième matériau métallique. 2. Assemblage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le feuillard est soudé d'un côté au 20 barreau et de l'autre au au moins un brin. 3. Assemblage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fixation du barreau et du ou des brins s'effectue par soudure à ultrason, par friction ou 25 analogue. 4. Assemblage suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce le feuillard (5) a une épaisseur comprise entre 0,025 mm et 2 mm, notamment entre 0,1 mm 30 et 1 mm. 5. Assemblage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le câble (2) multibrins est en cuivre, le barreau (4) est en aluminium et 2906651 8 le feuillard (5) est en cuivre ou en un alliage de cuivre ou en un alliage ayant un potentiel chimique intermédiaire entre le cuivre et l'aluminium. 5 6. Assemblage suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le câble multi-brins est en aluminium, le barreau est en cuivre, et le feuillard est en aluminium ou en un alliage d'aluminium ou en un alliage ayant un potentiel chimique intermédiaire entre 10 le cuivre et l'aluminium. 7. Assemblage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un manchon en un matériau thermo rétractable enveloppant au moins 15 les parties du câble multi-brins et du barreau, en contact avec le feuillard. 8. Assemblage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu un surmoulage enveloppant au moins les parties du câble multi-brins et du barreau, en contact avec le feuillard. 9. Assemblage suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le feuillard a des dimensions telles qu'il dépasse à la fois des extrémités du câble et du barreau. 10. Assemblage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que tous les 30 brins du câble multi-brins sont soudés au feuillard.