Brevet FR2939342A1 — publié le 20100611

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ASSEMBLAGE DE DEUX TOLES PAR SOUDURE LASER, NOTAMMENT POUR ASSEMBLER LA TOLE D'ENCADREMENT D'UNE PORTE DE VEHICULE AUTOMOBILE A LA DOUBLURE DE CETTE PORTE. La présente invention concerne un procédé d'assemblage de deux tôles notamment en acier par soudure laser. Ce procédé s'applique en particulier à l'assemblage par soudure laser de l'encadrement d'une porte de véhicule automobile. L'invention concerne également un ensemble de tôles liées entre elles selon le procédé de l'invention et un dispositif d'assemblage d'un tel ensemble de tôles. La figure 1 est une vue en coupe horizontale de l'encadrement d'une porte de véhicule automobile qui comprend une tôle d'encadrement 1 de section transversale sensiblement en L et une tôle de doublure 2 de section sensiblement enU. Cet encadrement est actuellement assemblé par des soudures par laser qui sont réalisées dans les zones 3 et 4 dans lesquelles les bords des deux tôles 1 et 2 se recouvrent. Les tôles d'encadrement 1 et de doublure 2 sont préalablement revêtues de sorte qu'il faut espacer les deux tôles 1, 2, dans les zones de soudure par laser, pour garantir un jeu d'au moins 0,1 mm pour permettre l'échappement des gaz. Actuellement, ce jeu entre les tôles est réalisé au moyen d'empreintes 5 (voir la vue en coupe de la figure 2) réalisées par emboutissage sur la tôle la moins épaisse à savoir la doublure 2. Cependant, la réalisation de ces empreintes complique les pièces et l'outillage nécessaires pour leur mise en oeuvre. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en créant un procédé d'assemblage de deux tôles par soudure laser dans lequel il n'est pas nécessaire de réaliser des empreintes ou autres formes sur l'une des deux tôles. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un procédé d'assemblage de deux tôles par soudure laser, dans lequel les deux tôles sont disposées en appui l'une contre l'autre suivant une ligne pour former un dièdre dans la zone destinée 2 à être soudée par laser, on applique sur les deux tôles un moyen de serrage pour plier l'une des tôles vers l'autre tôle autour de ladite ligne d'appui pour réduire l'angle du dièdre formé par les deux tôles afin de former entre celles-ci un espacement prédéterminé. Cet espacement prédéterminé entre les deux tôles permet lors du soudage par laser aux gaz de s'échapper de l'espace compris entre les deux tôles. Cet espacement prédéterminé est ainsi obtenu simplement en réglant par pliage l'angle du dièdre formé entre les deux tôles dans la zone destinée à être soudée par laser. io De préférence, ledit espacement prédéterminé entre les deux tôles est de l'ordre de 0,1 mm. Selon un second aspect de l'invention, l'ensemble de tôles liées entre elles selon le procédé de l'invention est caractérisé en ce que le bord d'une première tôle comporte au moins une encoche dont le fond est distant de ladite ligne ls d'appui. Dans cet ensemble, la seconde tôle est plus épaisse que la première tôle pour que cette seconde tôle résiste à l'effort de serrage exercé par ledit bloc rigide. La seconde tôle peut être l'encadrement d'une porte de véhicule automobile 20 et la première tôle peut être la doublure de cette porte. Dans ce cas, la tôle de la doublure peut présenter une section transversale sensiblement en U, l'une des ailes de ce U étant appliquée contre la tôle de l'encadrement pour former avec celle-ci ladite ligne d'appui et la tôle de l'encadrement peut présenter une section transversale sensiblement en L, ladite 25 ligne d'appui étant située à la base de l'une des deux branches du L, l'effort de serrage du moyen de serrage étant exercé sensiblement dans la direction de l'autre branche du L. De préférence, le bord de la tôle de la doublure qui est opposé à la base du U présente plusieurs encoches réparties tout autour de l'encadrement de la porte, 30 chacune de ces encoches étant adaptée pour le passage d'un moyen de serrage. Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif d'assemblage d'un ensemble de tôles selon l'invention comprend un moyen de serrage du type d'un 3 bloc rigide comportant deux surfaces d'appui espacées, l'une de ces deux surfaces du bloc étant apte à être appliquée sur la seconde tôle à travers l'encoche de la première tôle et l'autre des surfaces d'appui étant apte à être appliquée sur cette première tôle dans la zone de ladite ligne d'appui, de façon à plier la première tôle autour de ladite ligne d'appui. Dans un mode de réalisation très avantageux de l'invention, la surface d'appui dudit bloc rigide qui est destinée à être appliquée sur la seconde tôle présente une inclinaison égale de celle de ladite seconde tôle et l'autre surface d'appui qui est destinée à être appliquée sur la première tôle présente une io inclinaison différente de celle de la première tôle pour exercer sur celle-ci un effort de serrage qui plie la première tôle autour de ladite ligne d'appui jusqu'à ce que l'inclinaison de cette tôle soit égale à celle de ladite autre surface d'appui. De préférence également, les deux surfaces d'appui dudit bloc rigide sont séparées l'une de l'autre par un évidement. is D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 3 est une vue en perspective montrant partiellement une tôle d'encadrement et une tôle de doublure en appui l'une sur l'autre et 20 schématiquement un moyen de serrage en appui contre les deux tôles, - la figure 4 est une vue en coupe transversale des deux tôles de la figure 3, le moyen de serrage étant prêt à exercer un effort de serrage sur les deux tôles, 25 - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 montrant le pliage de la tôle de doublure après l'effort de serrage exercé par le moyen de serrage. Les figures 3 à 5 illustrent le procédé et le dispositif d'assemblage selon l'invention. 30 Selon le procédé, les deux tôles 10, 11 sont disposées en appui l'une contre l'autre suivant une ligne 12 pour former un dièdre dans la zone 13 (voir figure 4) destinée à être soudée par laser et on applique sur les deux tôles 10, 11 un 4 moyen de serrage 14 pour plier l'une 10 des tôles vers l'autre tôle 11 autour de la ligne d'appui 12 pour réduire l'angle du dièdre formé par les deux tôles 10, 11 afin de former entre celles-ci un espacement prédéterminé, comme indiqué sur la figure 5. Comme montré par la figure 3, le bord 10a de la première tôle 10 comporte une encoche 15 dont le fond est distant de la ligne d'appui 12 et le moyen de serrage 14 est un bloc rigide comportant deux surfaces d'appui espacées 16, 17. L'une 16 de ces deux surfaces du bloc 14 est appliquée (voir figure 3) sur la seconde tôle 11 à travers l'encoche 15 de la première tôle 10 et l'autre 17 des io surfaces d'appui est appliquée sur cette première tôle 10 dans la zone de la ligne d'appui 12, de façon à plier la première tôle 10 autour de la ligne d'appui 12. Dans l'exemple illustré par les figures 3 à 5, la seconde tôle 11 qui est constituée par la tôle d'encadrement est plus épaisse que la première tôle 10, c'est-à-dire la doublure pour que cette seconde tôle 11 résiste à l'effort de serrage is exercé dans le sens de la flèche F des figures 4 et 5 par le bloc rigide 14. Les figures 4 et 5 montrent que la surface d'appui 16 du bloc rigide 14 qui est appliquée sur la seconde tôle 11 présente une inclinaison égale de celle de cette seconde tôle 11 et l'autre surface d'appui 17 qui est appliquée sur la première tôle 10 présente une inclinaison différente de celle de la première tôle 10 pour exercer 20 sur celle-ci un effort de serrage qui plie la première tôle 10 autour de la ligne d'appui 12 jusqu'à ce que l'inclinaison de cette tôle 10 soit égale à celle de la surface d'appui 17. Dans cette position, l'espacement prédéterminé entre les deux tôles 10, 11 est de l'ordre de 0,1 mm, ce qui est suffisant pour permettre aux gaz de 25 s'échapper lors du soudage par laser effectué dans la zone 13. Les figures 4 et 5 montrent par ailleurs que les deux surfaces d'appui 16, 17 du bloc rigide 14 sont séparées l'une de l'autre par un évidement 18. Dans l'exemple illustré par les figures 3 à 5, la tôle 10 de la doublure présente une section transversale sensiblement en U. 30 L'une 10a des ailes de ce U est appliquée contre la tôle 11 de l'encadrement pour former avec celle-ci la ligne d'appui 12 définie plus haut. Par ailleurs, la tôle 11 de l'encadrement présente une section transversale sensiblement en L. La ligne d'appui 12 entre les deux tôles 10, 11 est située à la base de l'une 11 a des deux branches du L. 5 L'effort de serrage F du bloc de serrage 14 est exercé sensiblement dans la direction de l'autre branche 11 b du L formé par la tôle 11. L'effort de serrage F exercé par le bloc de serrage 14 est encaissé principalement par la tôle 11 qui est la plus épaisse et donc ne plie pas. Le plan P représenté sur les figures 4 et 5 est un plan de référence qui ne se io déplace pas lors de l'effort exercé par le bloc de serrage 14. La référence 19 est un pli réalisé sur la branche 11 b de la tôle 11 dont la convexité est dirigée vers le fond 10b du U de la tôle 10 de la doublure. Ce pli 19 augmente la résistance mécanique de la tôle 11. Les bords 10c et 11 c des tôles 10, 11 situés à l'opposé de la ligne d'appui 12 is pourraient bien entendu être soudés par laser en utilisant le procédé décrit plus haut. Bien entendu, le bord 10a de la tôle 10 de la doublure qui est opposé à la base 10b du U pourrait présenter plusieurs encoches 15 réparties tout autour de l'encadrement de la porte. 20 Chacune de ces encoches 15 pourrait ainsi être adaptée pour le passage d'un bloc de serrage 14 afin de pouvoir mettre en oeuvre le procédé selon l'invention sur plusieurs zones réparties autour de l'encadrement. Les principaux avantages du procédé et du dispositif d'assemblage selon l'invention sont les suivants. 25 Ils permettent d'éviter de créer sur l'une des tôles des empreintes ou autres formes. Ils permettent ainsi de simplifier les outillages de ferrage et par conséquent de réduire les coûts. Ils permettent d'améliorer la qualité de l'assemblage étant donné que 30 l'accostage entre les deux tôles est tel qu'il ne risque pas d'affecter cette qualité. REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage de deux tôles (10, 11) par soudure laser, dans lequel les deux tôles (10, 11) sont disposées en appui l'une contre l'autre suivant une ligne (12) pour former un dièdre dans la zone (13) destinée à être soudée par laser, on applique sur les deux tôles (10, 11) un moyen de serrage (14) pour plier l'une (10) des tôles vers l'autre tôle (11) autour de ladite ligne d'appui (12) pour réduire l'angle du dièdre formé par les deux tôles (10, 11) afin de former entre celles-ci un espacement prédéterminé. io 2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit espacement prédéterminé entre les deux tôles (10, 11) est de l'ordre de 0,1 mm. 3. Ensemble de tôles liées entre elles selon le procédé d'assemblage de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bord d'une première tôle (10) 15 comporte au moins une encoche (15) dont le fond est distant de ladite ligne d'appui (12). 4. Ensemble de tôles selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde tôle (11) est plus épaisse que la première tôle (10) pour que cette seconde tôle (11) résiste à l'effort de serrage (F) exercé par ledit bloc rigide (14). 20 5. Ensemble de tôles selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la seconde tôle (11) est l'encadrement d'une porte de véhicule automobile et la première tôle (10) est la doublure de celle-ci. 6. Ensemble de tôles selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tôle (10) de la doublure présente une section transversale sensiblement en U, 25 l'une des ailes de ce U étant appliquée contre la tôle (11) de l'encadrement pour former avec celle-ci ladite ligne d'appui (12). 7. Ensemble de tôles selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tôle (11) de l'encadrement présente une section transversale sensiblement en L, ladite ligne d'appui (12) étant située à la base de l'une des deux branches (11 a, 30 11 b) du L, l'effort de serrage (F) du moyen de serrage (14) étant exercé sensiblement dans la direction de l'autre branche du L. 7 8. Ensemble de tôles selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bord de la tôle (10) de la doublure qui est opposé à la base du U présente plusieurs encoches (15) réparties tout autour de l'encadrement de la porte, chacune de ces encoches (15) étant adaptée pour le passage d'un moyen de serrage (14). 9. Dispositif d'assemblage d'un ensemble de tôles conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de serrage (14) du type d'un bloc rigide comportant deux surfaces d'appui espacées (16, 17), l'une (16) de ces deux surfaces du bloc (14) étant apte à être io appliquée sur la seconde tôle (11) à travers l'encoche (15) de la première tôle (10) et l'autre (17) des surfaces d'appui étant apte à être appliquée sur cette première tôle (10) dans la zone de ladite ligne d'appui (12), de façon à plier la première tôle (10) autour de ladite ligne d'appui (12). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface is d'appui (16) dudit bloc rigide (14) destinée à être appliquée sur la seconde tôle (11) présente une inclinaison égale de celle de ladite seconde tôle (11) et l'autre surface d'appui (17) qui est destinée à être appliquée sur la première tôle (10) présente une inclinaison différente de celle de la première tôle (10) pour exercer sur celle-ci un effort de serrage qui plie la première tôle (10) autour de ladite ligne 20 d'appui (12) jusqu'à ce que l'inclinaison de cette tôle (10) soit égale à celle de ladite autre surface d'appui (17). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les deux surfaces d'appui (16, 17) dudit bloc rigide (14) sont séparées l'une de l'autre par un évidement (18).