Brevet FR3063031A1 — publié le 20180824

Dispositif de support d'une pièce métallique en vue de son soudage ou brasage DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif de support d'une pièce métallique, telle qu'une aube de turbine de turbomachine, ainsi qu'une installation de soudage et de brasage. ETAT DE L'ART L'état de l'art comprend notamment les documents FR-A1-2 937 372 10 et FR-A1-2 995 342. Une turbomachine est une machine tournante dans laquelle s'opère un transfert d'énergie entre l'écoulement d'un fluide et un système aubagé solidaire d'un rotor, par exemple un compresseur ou une turbine faisant partie d'un turbomoteur tel qu'un moteur à turbine à gaz. Un turbomoteur à 15 turbine à gaz pour aéronef, tel qu'un turboréacteur multi-flux, comprend généralement, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, par exemple un compresseur à basse pression et un compresseur à haute pression, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines, par exemple 20 une turbine à haute pression et une turbine à basse pression, et une tuyère d'échappement des gaz. A chaque compresseur peut correspondre une turbine, les deux étant reliés par un arbre, formant ainsi, par exemple, un rotor haute pression et un rotor basse pression. La turbine du rotor haute pression est disposée immédiatement en 25 aval de la chambre de combustion et est alimentée par le flux gazeux issu de la chambre. La température des gaz est aussi élevée que peut le supporter le matériau constituant la turbine car le rendement thermodynamique du moteur et la consommation spécifique qui lui est liée en dépendent. 30 Pour leur permettre de supporter des conditions de fonctionnement extrêmes, les aubes de la turbine haute pression sont fabriquées dans des 3063031 2 alliages résistants à haute température et sont pourvues de circuits de refroidissement internes. En particulier, les aubes mobiles de turbine haute pression de moteur à turbine à gaz sont pourvues de cavités internes dans lesquelles circulent un fluide de refroidissement. Le fluide de 5 refroidissement peut être constitué d'air prélevé au niveau du compresseur haute pression. Les aubes comprennent globalement trois parties : une pale de forme aérodynamique, un pied par lequel l'aube est fixée au disque du rotor en étant logé dans des alvéoles usinés sur la jante du disque et une plateforme entre la pale et l'aube assurant la continuité de la veine. Selon une technique de refroidissement, l'air est guidé le long ou à travers le disque jusqu'au fond des alvéoles de ce dernier d'où il est injecté dans les aubes à travers des ouvertures ménagées dans la base du pied de celles-ci. L'air est distribué par ces ouvertures dans des canaux qui traversent le pied et qui communiquent avec les cavités internes de la pale. L'air circule dans ces cavités le long de la face interne des parois de la pale puis est évacué dans la veine du flux moteur par des perçages répartis en particulier le long des bords de la pale. Tel que cela est décrit dans le document WO-A1-2010/046584 au nom du présent déposant, les ouvertures sont pratiquées sur la face interne du pied de l'aube qui est en vis-à-vis du fond de l'alvéole du disque dans lequel le pied est logé. On désigne par la suite, base, cette face du pied de l'aube. Sa forme est rectangulaire. Les ouvertures de chacun des canaux sont alignées longitudinalement sur cette base, entre le bord amont et le bord aval. Le débit de refroidissement injecté dans les aubes mobiles résulte d'un compromis entre l'exigence du meilleur refroidissement possible et la maîtrise de la consommation spécifique du moteur. Une plaquette percée, dite plaquette de calibrage, est fixée dans ce but sur la base du pied d'aube afin de calibrer le débit d'air injecté dans chaque cavité du circuit de refroidissement et assurer ainsi des niveaux thermiques compatibles avec les exigences de durée de vie de la pièce. 3063031 3 La répartition du débit est aussi optimisée pour garantir un taux de surpression minimal - rapport entre les pressions dans la veine et dans les cavités internes - au niveau des perçages et ainsi éviter toute réintroduction d'air chaud de la veine dans l'aube. 5 Pour assurer le contrôle du débit d'air de refroidissement, il suffit d'ajuster la dimension des perçages de la plaquette de calibrage en fonction des retours d'essais, sans avoir à modifier le modèle usiné de l'aube. Ces perçages ont également une fonction lors de la fabrication de l'aube par le procédé de fonderie à cire perdue, car ils permettent 10 notamment l'évacuation des noyaux céramiques. La plaquette de calibrage est selon l'art antérieur brasée sur le pied d'aube, l'étanchéité entre les différents canaux du circuit étant assurée par un feuillard de brasure qui reprend la forme de la plaquette. Avant le brasage, les pièces (aube, feuillard et plaquette) sont maintenues 15 ensemble par pointage, des billes de pointage étant destinées à être déposées de chaque côté de la plaquette. Dans la technique actuelle, cette opération de brasage est réalisée au moyen d'un dispositif de support d'une aube, qui comprend : - une embase dont une face inférieure est destinée à être appliquée sur 20 un plan de travail, - des moyens de positionnement et de serrage de la pièce reliés à l'embase, et - des moyens conducteurs de raccordement électrique qui relient la pièce à des moyens d'alimentation d'un poste de brasage. 25 Cette technologie présente des inconvénients. Le dispositif est relié à une borne des moyens d'alimentation électrique par un câble électrique et une pince (du type crocodile), qui sont encombrants et limitent les déplacements du dispositif par l'opérateur de soudage. La pince et le câble peuvent se déconnecter et leur manipulation doit donc être limitée. De plus, 30 l'accessibilité à la zone de pointage peut générer de mauvaises postures ergonomiques de l'opérateur. Enfin, il existe un risque de mauvais montage 3063031 4 de la plaquette (son extrémité destinée à être située du côté de l'intrados de la pale peut être située du côté de l'extrados de la pale, ou vice versa). La présente invention propose une solution à au moins une partie des problèmes ci-dessus, qui est simple, efficace et économique. 5 EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose un dispositif de support d'une pièce métallique, telle qu'une aube de turbine de turbomachine, en vue d'une opération de soudage ou brasage, comportant : - une embase dont une face inférieure est destinée à être appliquée sur 10 un plan de travail, - des moyens de positionnement et de serrage de la pièce reliés à l'embase, et - des moyens conducteurs de raccordement électrique dont une première extrémité est destinée à être raccordée à ladite pièce, 15 caractérisé en ce que ladite embase comporte une plaque métallique inférieure définissant ladite face inférieure et raccordée à une seconde extrémité desdits moyens de raccordement. L'invention permet de supprimer le câble et la pince encombrantes de la technique antérieure puisque le simple fait de poser l'embase du 20 dispositif sur le plan de travail, permet d'assurer le raccordement électrique de la pièce à ce plan de travail, qui doit donc être électroconducteur ou comprendre au moins une partie électroconductrice. Le dispositif selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en 25 combinaison les unes avec les autres : - lesdits moyens de raccordement comprennent une tresse métallique, - lesdits moyens de raccordement comprennent une première extrémité destinée à être en contact avec une surface de la pièce, - ladite tresse comprend une seconde extrémité fixée sur l'embase et 30 raccordée électriquement à ladite plaque inférieure, 3063031 5 - ladite plaque s'étend sensiblement sur toute une surface inférieure de ladite embase, - ladite plaque est en cuivre, - lesdits moyens de positionnement comprennent deux parois s'étendant 5 sensiblement parallèlement et à distance l'une de l'autre, depuis l'embase, et entre lesquelles est destinée à être montée la pièce, - au moins un organe de positionnement est situé entre lesdites parois et a une forme sensiblement complémentaire d'une portion de la pièce en vue de son positionnement, 10 - l'une desdites deux parois porte au moins une partie desdits moyens de raccordement et l'autre desdites deux parois porte des moyens de serrage de la pièce. La présente invention concerne encore une installation de soudage ou de brasage d'une pièce, telle qu'une aube de turbine de turbomachine, 15 comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus et un poste de soudage ou brasage dont une borne d'alimentation électrique est raccordée à un outil de soudage ou brasage et dont une autre borne d'alimentation électrique est raccordée à un plan de travail électroconducteur sur lequel est appliquée ladite embase. 20 DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels : 25 - la figure 1 représente en perspective et en vue éclatée une aube mobile de turbine, la plaquette de calibrage et le disque de turbine partiellement ; - la figure 2 montre, vus de dessous, le pied d'aube et la plaquette de calibrage fixée sur la base du pied ; - la figure 3 représente en perspective un dispositif selon l'invention de 30 support d'une pièce ; et 3063031 6 - les figures 4 et 5 sont d'autres vues en perspective du dispositif de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE Un rotor de turbine haute pression, axiale, comprend un disque 1 et 5 une pluralité d'aubes 10 fixées radialement sur la jante de ce dernier. Les aubes comprennent un pied 11, une pale 12 et une plateforme 13 entre le pied et la pale 12. Les aubes sont logées par leur pied dans des alvéoles 3 axiaux, usinés dans la jante du disque 1. Le pied 11 et les flancs de l'alvéole sont conformés, ici à section dite 10 en forme de sapin, de manière à retenir et assurer le maintien de l'aube dans son alvéole quand le disque est entraîné en rotation autour de son axe. La pale 12 de forme aérodynamique s'étend radialement sur la hauteur de la veine de gaz et la plateforme disposée transversalement par 15 rapport à l'axe de l'aube forme un élément de paroi radialement intérieur de la veine. Pour assurer la tenue aux hautes températures du gaz moteur, l'aube est refroidie. L'aube est creuse avec une pluralité de cavités internes dans lesquelles circule l'air de refroidissement. Dans ce but, des entrées 20 d'air sont prévues à la base 11 b de l'aube. Cette base 11 b est plane, perpendiculaire à l'axe de l'aube, et de forme rectangulaire. La base 11b du pied 11 de l'aube comprend une pluralité d'ouvertures, ici quatre, 11b1 à 11b4, communiquant avec des canaux internes 11c dans le pied 11. Les canaux se prolongent dans la pale 12 par 25 des cavités 12c ménagées entre l'intrados et l'extrados de la pale et qui débouchent à l'extérieur à travers des perçages 12c'. L'aube est réalisée généralement selon la technique de fonderie à la cire perdue avec un usinage de finition. Afin de pouvoir ajuster le débit d'air alimentant les circuits de refroidissement de l'aube, on dispose une 30 plaquette de calibrage 20 sur la base llb avec des orifices calibrés 21 à 24 en regard des ouvertures 11b1 à 11b4 de la base. 3063031 7 Comme on le voit sur la figure 2, la plaquette est fixée par soudage ou brasage sur le pied 11 contre la base 11 b le long de son pourtour. Les figures 3 à 5 représentent un mode de réalisation d'un dispositif 100 de support de l'aube 10 lors de la fixation de la plaquette 20 sur le pied 5 d'aube 11, ainsi qu'une installation de soudage ou de brasage. L'installation comprend le dispositif 100 et un poste 102 de soudage ou brasage dont une borne 104 d'alimentation électrique est raccordée à un outil 106 de soudage ou brasage et dont une autre borne 108 d'alimentation électrique est raccordée à un plan de travail 110 qui est ici 10 électroconducteur, c'est-à-dire apte à conduire l'électricité. Dans l'exemple représenté, le dispositif 100 comporte : - une embase 112 dont une face inférieure 114 est destinée à être appliquée sur le plan de travail 110, - des moyens 116, 118, 120 de positionnement et de serrage de l'aube 15 10, qui sont reliés à l'embase, et - des moyens conducteurs 122 de raccordement électrique dont une première extrémité 122a est destinée à être raccordée à l'aube. L'embase 112 a une forme générale parallélépipédique et comprend un bloc de matière 112a supérieur, par exemple en matière plastique, et 20 une plaque électroconductrice 112b inférieure. La plaque 112b s'étend ici sur toute l'étendue de la face inférieure du bloc 112a et est réalisée en cuivre ou en alliage à base de cuivre. Cette plaque 112b comprend une face inférieure plane définissant ladite face 114 d'appui sur le plan de travail 110 électroconducteur. La simple apposition de l'embase sur le plan 25 de travail assure la liaison électrique entre la plaque et le plan de travail. Les moyens de positionnement de l'aube 10 comprennent : - deux parois 116 qui s'étendent sensiblement parallèlement et à distance l'une de l'autre, depuis l'embase 112, et entre lesquelles est destinée à être montée l'aube ; dans sa position de montage, l'axe de 30 l'aube est sensiblement vertical et son pied 11 est orienté vers le haut ; la pale de l'aube est destinée à s'étendre entre les parois, et deux 3063031 8 bords ou becquets opposés de sa plateforme sont destinés à prendre appui respectivement sur les extrémités supérieures 116a des parois 116 ; ces extrémités supérieures peuvent comprendre chacune une mention, telle que BA ou BF (signifiant respectivement bord d'attaque 5 et bord de fuite de la pale de l'aube) pour faciliter le positionnement de l'aube dans le dispositif 100 par un opérateur ; - au moins un organe 118 de positionnement qui est situé entre les parois 116 et a une forme sensiblement complémentaire d'une portion de l'aube et ici de l'extrados de sa pale, en vue de faciliter son 10 positionnement par l'opérateur ; - des moyens 120 de serrage de l'aube en vue de son immobilisation sur le dispositif, qui comprennent ici une vis de serrage dont une extrémité est solidaire d'un poignée 120a de mise en rotation de la vis, et dont une extrémité opposée est solidaire d'un patin 120b d'appui sur 15 l'aube, ici au niveau de son pied ; la vis est vissée dans un orifice fileté d'un bras 124 solidaire de l'une des parois 116, par exemple celle portant la mention BF. Les moyens 122 de raccordement électrique comprennent ici une tresse électroconductrice dont une extrémité 122a pliée et conformée en 20 U définit une portion souple d'appui sur l'aube, et en particulier sur une extrémité du pied d'aube, opposée à la vis précitée, et dont l'autre extrémité 122b est fixée à l'embase 112 et raccordée à la plaque 112b, par exemple par une vis électroconductrice traversant l'embase sur toute son épaisseur, depuis l'extrémité 122b jusqu'à la plaque 112b. L'extrémité 25 122a de la tresse est fixée à l'une des parois 116, par exemple celle portant la mention BA. REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de support d'une pièce métallique, telle qu'une aube (10) de turbine de turbomachine, en vue d'une opération de soudage ou brasage, comportant : - une embase (112) dont une face inférieure (114) est destinée à être appliquée sur un plan de travail (110), - des moyens (116, 118, 120) de positionnement et de serrage de la pièce reliés à l'embase, et - des moyens (122) conducteurs de raccordement électrique dont une première extrémité (122a) est destinée à être raccordée électriquement à ladite pièce, caractérisé en ce que ladite embase comporte une plaque métallique inférieure (112b) définissant ladite face inférieure (114) et raccordée à une seconde extrémité (122b) desdits moyens de raccordement électrique. 2. Dispositif (100) selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens de raccordement (122) comprennent une première extrémité (122a) destinée à être en contact avec une surface de la pièce. 3. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de raccordement (122) comprennent une tresse métallique. 4. Dispositif (100) selon la revendication précédente, dans lequel ladite tresse comprend une seconde extrémité (122b) fixée sur l'embase (112) et raccordée électriquement à ladite plaque inférieure (112b). 5. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite plaque (112b) s'étend sensiblement sur toute une surface inférieure de ladite embase (112). 6. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite plaque (112b) est en cuivre. 7. Dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de positionnement comprennent deux parois (118) 3063031 10 s'étendant sensiblement parallèlement et à distance l'une de l'autre, depuis l'embase (112), et entre lesquelles est destinée à être montée la pièce. 8. Dispositif (100) selon la revendication précédente, dans lequel au 5 moins un organe de positionnement est situé entre lesdites parois (116) et a une forme sensiblement complémentaire d'une portion de la pièce en vue de son positionnement. 9. Dispositif (100) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel l'une desdites deux parois (116) porte au moins une partie desdits moyens de 10 raccordement électrique (122) et l'autre desdites deux parois porte des moyens (120) de serrage de la pièce. 10. Installation de soudage ou de brasage d'une pièce, telle qu'une aube de turbine de turbomachine, comprenant un dispositif (100) selon l'une des revendications précédentes et un poste (102) de soudage ou brasage 15 dont une borne (104) d'alimentation électrique est raccordée à un outil (106) de soudage ou brasage et dont une autre borne (108) d'alimentation électrique est raccordée à un plan de travail électroconducteur (110) sur lequel est appliquée ladite embase (112). 20