Brevet FR2924963A1 — publié le 20090619

La présente invention concerne un procédé pour raccorder une plaque de bride à des tuyaux transportant des gaz d'échappement, une unité modulaire ainsi qu'une utilisation d'un dispositif pour le soudage par friction orbital. D'après le document DE 103 33 783, on connaît un procédé pour le soudage par friction orbital dans lequel des groupes de soudage par friction pressent des pièces à travailler l'une contre l'autre afin de souder les pièces à travailler ensemble par l'introduction d'une énergie vibratoire dans le plan d'assemblage. Un tel procédé de soudage est mis en oeuvre en particulier pour le raccordement de profilés métalliques pour fabriquer des cadres et des bâtis. Afin de raccorder une plaque de bride à des tuyaux transportant des gaz d'échappement, on connaît en outre des procédés de soudage par fusion dans lesquels les tuyaux individuels sont soudés avec la plaque de bride. En raison de l'accessibilité limitée des chalumeaux, ce procédé est relativement coûteux. De plus, dans le soudage, les surfaces de composant sont contaminées par des éclaboussures de métal en fusion et le calaminage, ce qui implique des retouches coûteuses. Par conséquent, il est l'objet de la présente invention de prévoir un procédé pour raccorder une plaque de bride à des tuyaux transportant des gaz d'échappement ainsi qu'une unité modulaire correspondante qui réalisent une fabrication efficace et un raccordement solide d'une unité composée d'une plaque de bride et de tuyaux transportant des gaz d'échappement. Cet objet est atteint par un procédé pour raccorder une plaque de bride à des tuyaux transportant des gaz d'échappement ayant les particularités qui suivent, une unité modulaire ayant les particularités qui suivent, ainsi qu'une utilisation d'un dispositif pour le soudage par friction orbital ayant les particularités qui suivent. Selon l'invention, dans le procédé, on serre d'abord au moins un tuyau dans un dispositif de serrage, et ensuite, une plaque de bride est appliquée contre une extrémité dudit au moins un tuyau. Ensuite, la plaque de bride et ledit au moins un tuyau sont déplacés l'une par rapport à l'autre et ils sont raccordés ensemble par soudage par friction. Il en résulte un raccordement par fusion de la plaque de bride avec un ou plusieurs tuyaux transportant des gaz d'échappement, de sorte qu'un procédé de soudage par fusion coûteux, comme un soudage à l'arc sous protection des gaz actifs avec métal d'apport, n'est plus nécessaire. De plus, les étapes de retouche nécessaires lors du soudage, comme par exemple le redressement des tuyaux et l'enlèvement des éclaboussures de métal en fusion, peuvent être omises puisque dans le soudage par friction, les surfaces ne sont pas contaminées. De plus, il est également possible de souder des tuyaux sans symétrie de révolution. Selon une configuration préférée de l'invention, plusieurs tuyaux sont serrés dans le dispositif de serrage et les tuyaux sont raccordés à la plaque de bride en même temps par soudage par friction. De ce fait, le temps de cycle lors de la fabrication d'une plaque de bride avec plusieurs tuyaux transportant des gaz d'échappement peut être réduit ce qui diminue les coûts de fabrication. Pour le raccordement avec la plaque de bride, il est alors possible de presser les tuyaux avec une face frontale plane contre la plaque de bride. Il est également possible d'évaser les tuyaux côté extrémité avant de les raccorder à la plaque de bride, afin de raccorder ensuite une extrémité de tuyau évasée à la plaque de bride. Cela augmente la surface de friction entre la plaque de bride et l'extrémité de tuyau. De plus, une plus grande transmission de force peut avoir lieu entre le tuyau et la plaque de bride. De préférence, les tuyaux et la plaque de bride sont déplacés de façon multiorbitale les uns par rapport à l'autre afin de créer un bon raccordement par fusion entre les tuyaux et la plaque de bride. La superposition de la contrainte de compression et de la chaleur de friction crée un raccordement adéquat. Selon l'invention, il est également prévu une unité modulaire comprenant une plaque de bride avec une pluralité de tuyaux transportant des gaz d'échappement et qui est calée par une extrémité contre la plaque de bride, dans laquelle les tuyaux sont raccordés à la plaque de bride par l'intermédiaire d'un cordon de soudure par friction. Les tuyaux peuvent alors être raccordés, par l'extrémité opposée à la plaque de bride, à un collecteur pour les gaz d'échappement. Un dispositif pour le soudage par friction orbital avec des groupes de soudage par friction qui sont mobiles l'un par rapport à l'autre en étant pressés l'un contre l'autre pour raccorder des pièces à travailler est utilisé selon l'invention pour au moins un tuyau transportant des gaz d'échappement, en particulier pour des véhicules, qui est serré dans un dispositif de serrage, et est ensuite raccordé à la plaque de bride par soudage par friction. L'utilisation du dispositif pour le soudage par friction orbital permet de raccorder efficacement des tuyaux transportant des gaz d'échappement à la plaque de bride, dans lequel il est également possible de raccorder en même temps plusieurs tuyaux à la plaque de bride. De plus, il est possible de souder aussi des tuyaux non circulaires. Les surfaces des pièces assemblées peuvent alors avoir différents revêtements, par exemple il est possible de souder ensemble des aciers spéciaux austénitiques. L'invention sera par la suite expliquée plus en détail à l'aide de deux modes de réalisation exemplaires en se référant aux dessins annexés. La figure 1 montre une vue schématique d'une opération d'assemblage selon un premier mode de réalisation exemplaire, et la figure 2 montre une vue schématique d'une opération d'assemblage 10 selon un deuxième mode de réalisation exemplaire. Dans un procédé pour raccorder des tuyaux 1, en particulier de tuyaux transportant des gaz d'échappement pour la construction automobile, les tuyaux 1 tronçonnés individuels sont d'abord serrés et positionnés dans un dispositif de serrage 2. Les tuyaux 1 sont alors disposés dans un plan et 15 peuvent être déplacés ensemble par l'intermédiaire d'une plaque de serrage 3 pour l'introduction d'une énergie de friction. La plaque de serrage 3 peut alors présenter des ouvertures pour le passage d'un tronçon des tuyaux 1 ou est disposée sur un côté de façon adjacente aux tuyaux 1. Par l'intermédiaire de supports 9, le dispositif de serrage 2 est raccordé à la plaque de serrage 3, les 20 dispositifs de serrage étant positionnés de façon adjacente à la plaque de bride 5, par exemple à une faible distance de 1 à 5 mm pour procéder à l'introduction de force au niveau des tuyaux 1 de façon adjacente au cordon de soudage par friction ultérieur. Une face frontale plane 4 des tuyaux 1 s'applique contre une plaque de bride 5 sur laquelle plusieurs ouvertures 6 sont évidées. L'axe des 25 ouvertures 6 est alors aligné sur l'axe du tuyau 1. Pour un raccordement par fusion des tuyaux 1 avec la plaque de bride 5, ceux-ci sont pressés les uns contre l'autre sous une haute pression et sont déplacés les uns par rapport à l'autre. La superposition de la contrainte de compression et de la chaleur de friction provoque un raccordement simultané 30 des tuyaux 1 à la plaque de bride 5. Les flèches 7 et 8 indiquent alors le mouvement relatif de la plaque de serrage 3 et de la plaque de bride 5 l'une par rapport à l'autre pour raccorder les tuyaux 1 à la plaque de bride 5. L'unité modulaire ainsi réalisée peut être montée avec la plaque de bride 5 sur un bloc de cylindres. Les tuyaux 1 peuvent être raccordés du côté 35 détourné de la plaque de bride 5 à un collecteur de gaz d'échappement, le cas échéant par soudage par friction ou d'autres techniques de raccordement. Dans le mode de réalisation exemplaire montré sur la figure 2, les tuyaux 1 sont évasés côté extrémité avant l'opération d'assemblage de sorte qu'une extrémité 4' fait saillie radialement vers l'extérieur. Ainsi, la plaque de bride 5 est appliquée contre l'extrémité 4' évasée des tuyaux 1 de sorte que la surface de friction et la transmission de force possible augmentent entre les tuyaux 1 et la plaque de bride 5. Dans les modes de réalisation représentés, les tuyaux 1 sont réalisés de façon cylindrique. Bien entendu, il est également possible de raccorder des tuyaux ovales ou rectangulaires à une plaque de bride 5 par soudage par friction. De ce fait, l'unité modulaire composée de la plaque de bride 5 et des tuyaux 1 peut être rendue plus compacte que ce que permet un mode de construction plus plat. Les tuyaux 1 transportant des gaz d'échappement et raccordés à la plaque de bride 5 sont en particulier installés dans un système de gaz d'échappement d'un véhicule. Une mise en oeuvre dans des moteurs autres que pour véhicules est toutefois possible. REVENDICATIONS 1. Procédé pour raccorder une plaque de bride (5) à des tuyaux transportant des gaz d'échappement (1), comprenant les étapes suivantes 5 consistant à : serrer au moins un tuyau (1) dans un dispositif de serrage (2) ; appliquer une plaque de bride (5) contre une extrémité (4, 4') dudit au moins un tuyau (1) ; et - déplacer la plaque de bride (5) et ledit au moins un tuyau (1) sous 10 pression l'une par rapport à l'autre et les raccorder par soudage par friction. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs tuyaux (1) sont serrés dans le dispositif de serrage (2) et que les tuyaux (1) sont raccordés en même temps par soudage par friction à la plaque de 15 bride (5). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour le raccordement à la plaque de bride (5), les tuyaux (1) sont pressés avec une face frontale plane contre la plaque de bride (5). 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tuyaux (1) sont évasés côté extrémité, avant le raccordement à la plaque de bride (5), et une extrémité de tuyau évasée (4') est raccordée à la plaque de bride (5). 25 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tuyaux (1) et la plaque de bride (5) sont déplacés de façon multiorbitale les uns par rapport à l'autre. 30 6. Unité modulaire, comprenant une plaque de bride (5) avec une pluralité de tuyaux transportant des gaz d'échappement (1) qui sont calés par une extrémité (4, 4') contre la plaque de bride (5), dans laquelle les tuyaux (1) sont raccordés à la plaque de bride (5) par l'intermédiaire d'un cordon de soudage par friction. 20 35 7. Unité modulaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que les tuyaux (1) présentent respectivement une extrémité de tuyau évasée (4') qui est calée contre la plaque de bride (5) par l'intermédiaire d'un cordon de soudage par friction. 8. Unité modulaire selon la revendication 6, caractérisée en ce que les tuyaux (1) sont calés par une face frontale plane contre la plaque de bride (5) par l'intermédiaire d'un cordon de soudage par friction. 10 9. Utilisation d'un dispositif pour le soudage par friction orbital avec des groupes de soudage par friction qui sont mobiles les uns par rapport aux autres en étant pressés les uns contre les autres, pour raccorder des pièces à travailler ensemble, dans laquelle au moins un tuyau transportant des gaz d'échappement (1) est serré dans un dispositif de serrage (2) et relié à une 15 plaque de bride (5) par soudage par friction.5