Brevet FR3027551A1 — publié le 20160429

La présente invention se rapporte à un ensemble d'outillage de brasage pour la fabrication d'une pièce métallique et au procédé de fabrication d'une telle pièce mis en oeuvre par l'ensemble d'outillage selon l'invention. Un tel outillage de brasage trouve notamment une application dans le domaine de l'aéronautique, et plus particulièrement pour la fabrication de pièces de révolution, ou présentant deux surfaces complexe par exemple fermées, notamment de révolution, à mettre en vis-à-vis telles que des cônes d'éjection des gaz pour turboréacteur d'aéronef ou des IFS (Internai Fixed Structure ou Structure Interne Fixe). D'une manière connue, le brasage est une technique d'assemblage de deux matériaux. On connaît le procédé de brasage réalisé à l'aide d'un métal d'apport de nature différente possédant une température de fusion inférieure à celle des matériaux à assembler et apte à mouiller convenablement les surfaces desdits matériaux. En pratique, le brasage est réalisé par interposition du métal d'apport entre les deux composants à assembler, la zone à braser étant ensuite chauffée à une température permettant la fusion du métal d'apport mais pas celle des composants à assembler. Le métal d'apport liquéfié mouille les surfaces des deux composants à assembler puis est refroidi de manière à se solidifier entre les deux composants pour en assurer la liaison. Le métal d'apport est généralement de l'étain, du cuivre, de l'argent, de l'aluminium, du nickel ou encore des alliages de métaux précieux. Il est également connu de l'art antérieur un outillage de brasage utilisant une mise en pression gazeuse. Un tel dispositif comprend un fût central cylindrique constituant chambre gazeuse, contenu dans une contre-forme sur laquelle est fixé par vissage un dispositif d'étanchéité constitué par des brides supérieure et inférieure. La pression est appliquée sur une peau interne cylindrique, entraînant le plaquage de ladite peau sur une structure en nid d'abeilles, puis de l'ensemble constitué par la peau interne et par le nid d'abeilles sur une peau externe. Ensuite, l'ensemble cylindrique peau interne / structure en nid d'abeilles / peau externe se déforme sous l'effet de la pression jusqu'à rencontrer la contre-forme dont la surface interne adopte la forme finale souhaitée. De tels dispositifs présentent des inconvénients notamment en ce que l'utilisation d'un outillage de brasage par métal implique un surcoût du cycle thermique lié à l'inertie de l'outillage et à l'inertie du métal à braser ; l'utilisation d'un outillage de brasage par pression gazeuse présente notamment comme inconvénient d'impliquer un surcoût pour réaliser l'étanchéité gazeuse, ainsi que des difficultés techniques telles que la maîtrise des paramètres de pression, temps et température pour éviter un écrasement du nid d'abeilles et optimiser le phénomène de marquage du nid d'abeilles (télégraphing) sur la peau. D'autre part les techniques de brasage de l'art antérieur pour des pièces de grande dimension présentent l'inconvénient d'un important gradient thermique lors de la chauffe des pièces à braser, ce qui notamment allonge le temps de cycle thermique et implique un surcoût du fait que les températures souhaitées pour le brasage doivent être plus importantes. Le but de l'invention est de permettre un brasage affranchi des inconvénients précités. À cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce finale métallique de nacelle de turboréacteur comprenant le brasage d'au moins deux pièces l'une interne présentant une surface interne et l'autre externe présentant une surface externe, le procédé comprenant une étape de chauffage de la surface externe de la pièce externe par un moyen de chauffage externe et étant remarquable en ce qu'il comprend une étape de chauffage de la surface interne de la pièce interne par un moyen de chauffage interne. Selon d'autres caractéristiques techniques optionnelles de l'invention prises seules ou selon toutes les combinaisons possibles, le procédé de fabrication selon l'invention comprend : - L'étape de chauffage de la surface interne de la pièce interne par un moyen de chauffage interne se déroule simultanément à l'étape de chauffage de la surface externe de la pièce externe par un moyen de chauffage externe ; - une étape de refroidissement par un gaz d'au moins un moyen de chauffe ; l'étape de refroidissement est réalisée au moyen d'un gaz inerte ; l'étape de refroidissement est réalisée au moyen d'argon ; la pièce finale métallique est fabriquée à partir de titane ; - la pièce finale métallique est de révolution ; - la pièce finale métallique est une structure interne fixe ; - une étape de chauffage à une température plus importante que nécessaire de manière à réduire le temps de cycle de brasage. D'autre part, la présente invention a aussi pour objet un dispositif de brasage mettant en oeuvre le procédé de l'invention pouvant comprendre un moyen de chauffage interne. La présente invention permet de s'affranchir d'une cloche thermique pour le dispositif de brasage, de réduire considérablement de gradient thermique et le temps de cycle de brasage notamment par suppresion d'au moins un palier d'homogénéisation de la température des pièces à braser. D'autre part l'invention permet de réduire la température lors de l'étape de chauffage à une température plus importante que nécessaire (étape dite d'overshoot). Cette invention est particulièrement adaptée au brasage de pièces de grandes dimensions, dans la mesure où pour la fabrication de pièces métalliques de grandes dimensions, l'homogénéisation de la température est améliorée, les pièces de grandes dimensions étant notamment en titane. D'autre part, la présente invention permet de réduire les coûts de fabrication de telles pièces de grandes dimensions d'une nacelle d'un aéronef. On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence à la figure annexée : la figure 1 illustre une représentation schématique d'un dispositif de brasage pour la fabrication d'une pièce métallique finale fabriquée selon un mode de réalisation de la présente invention. En référence à la figure 1 on décrit un dispositif de brasage 1 comprenant 25 un four 2 présentant une paroi interne 3 dont la forme constitue la forme externe de la pièce métallique finale à réaliser. Le four 2 peut notamment présenter un encombrement cylindrique. Le four 2 peut notamment et de manière avantageuse être sous vide. Le four 2 comprend un moyen de chauffage externe 10 qui peut être 30 notamment un ou plusieurs réseaux de résistances chauffantes externes 10, notamment un réseau de résistances chauffantes externe 10. Dans ce mode de réalisation, la pièce métallique finale à réaliser est une structure sandwich acoustique 4 de révolution comprenant deux peaux l'une acoustiquement réflective 5 et l'autre acoustiquement transparente 6 entre lesquelles 35 est interposée une structure en nid d'abeilles 7. La structure sandwich acoustique 4 est un composant d'une structure interne fixe (IFS ou Internai Fixed Structure) destinée à former le tonneau de la structure interne fixe. Le dispositif de brasage 1 comprend aussi un outil interne 8 de brasage dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de la pièce à déformer et à braser sur une pièce déjà déformée, et brasée le cas échéant. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le diamètre de l'outil interne 8 est légèrement inférieur au diamètre de la peau acoustiquement réflective 5. Le réseau de résistances chauffantes externe 10 est destiné à chauffer notamment la surface externe de la peau acoustiquement transparente 6, la structure en nid d'abeilles 7 et la peau acoustiquement réflective 5 pour permettre le brasage, dans l'exemple de la figure 1, de la peau acoustiquement réflective 5 et de la peau acoustiquement transparente sur la structure en nid d'abeilles 7. Enfin, le dispositif de brasage 1 comprend un moyen de chauffage interne 9 qui peut être notamment un ou plusieurs réseaux de résistances chauffantes internes 9, notamment un réseau de résistances chauffantes interne 9 destiné notamment à chauffer l'outil interne 8 et la surface interne de la peau acoustiquement réflective 5 afin de provoquer une dilatation différentielle de l'outil interne 8 qui permet ainsi de conformer, dimensionner et assurer l'accostage de la peau acoustiquement réflective 5 et de la peau acoustiquement transparente 6 avec la structure en nid d'abeilles 7 pendant le brasage. Pendant le brasage, la peau acoustiquement réflective 5 accoste avec la structure en nid d'abeilles 7 de manière à ce que sa surface externe entre en contact et prenne la forme de la surface de la structure en nid d'abeilles 7 en regard, tandis que la peau acoustiquement transparente 6 accoste avec la structure en nid d'abeilles 7 de manière à ce que sa surface interne entre en contact et prenne la forme de la surface de la structure en nid d'abeilles 7 en regard. Les peaux acoustiquement réflective 5 et transparente 6 sont fabriquées à partir de titane. Les réseaux de résistances chauffantes interne 9 et externe 10 chauffent 30 simultanément les pièces à braser 5, 6 et 7 et l'outil interne 8. Ainsi, du fait de la présence d'un réseau de résistances chauffantes interne 9 en plus du réseau de résistances chauffantes externe 10, et de leur chauffe simultanée pour le brasage de la structure sandwich acoustique, les gradients de température et les temps de chauffe sont bien moins importants entre deux points 35 situés en des endroits quelconques sur les peaux acoustiquement réflective 5 et/ou transparente 6 et/ou la structure en nid d'abeilles 7. Un tel dispositif de brasage permet de réduire considérablement le temps de cycle de brasage et permet de réduire les températures de brasage du fait que les pièces à braser sont mieux chauffées et de manière plus homogène. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ci-dessus ainsi que leurs combinaisons possibles. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une pièce finale métallique de nacelle de turboréacteur comprenant le brasage d'au moins deux pièces l'une interne présentant une surface interne et l'autre externe présentant une surface externe, le procédé comprenant une étape de chauffage de la surface externe de la pièce externe par un moyen de chauffage externe et étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de chauffage de la surface interne de la pièce interne par un moyen de chauffage interne. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape de chauffage de la surface interne de la pièce interne par le moyen de chauffage interne 10 se déroule simultanément à l'étape de chauffage de la surface externe de la pièce externe par le moyen de chauffage externe. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de refroidissement par un gaz d'au moins un moyen de chauffage. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'étape de 15 refroidissement est réalisée au moyen d'un gaz inerte. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que l'étape de refroidissement est réalisée au moyen d'argon. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce finale métallique est fabriquée à partir de titane. 20 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce finale métallique est de révolution. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce finale métallique est une structure interne fixe. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes 25 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de chauffage à une température plus importante que nécessaire de manière à réduire le temps de cycle de brasage. 10. Dispositif de brasage caractérisé en ce qu'il est adapté pour mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 11. Dispositif de brasage selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il 30 comprend un moyen de chauffage interne.