Brevet FR3128141A1 — publié le 20230421

L’invention concerne un procédé d’assemblage par collage et soudage selon une ligne de jointure (4) de deux pièces en tôle métallique (2, 3) comprenant les étapes successives suivantes : - enfoncement partiel d’au moins un rivet auto-poinçonneur (5) dans un bord (2A) de la première pièce (2) au niveau de ladite ligne de jointure, - dépose de manière discontinue selon ladite ligne de jointure de plusieurs cordons de colle (6) sur ledit bord (2A) de la première pièce (2) et de sorte que chaque dit rivet auto-poinçonneur soit recouvert par un cordon de colle correspondant, - superposition d’un bord (3A) de la seconde pièce (3) sur ledit bord (2A) de la première pièce (2) et pressage de ces deux bords l’un contre l’autre, - réalisation de points de soudure (7) sur lesdits bords superposés desdites pièces au niveau des tronçons de ladite ligne de jointure dépourvus de colle. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Procédé d’assemblage par collage et soudage de deux pièces en tôle La présente invention se rapporte d’une manière générale au domaine de l’assemblage de deux pièces en tôle métallique, telles que des pièces de carrosserie pour véhicule. Elle vise plus particulièrement une structure d’assemblage de pièces en tôle métallique dans laquelle ces deux feuilles sont jointes par combinaison d’un joint de colle et de points de soudure électrique. Il est courant dans l'industrie automobile de réaliser des assemblages de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords superposés selon une ligne de jointure. De telles pièces en tôle quand elles servent de pièces de carrosserie doivent en outre répondre à des exigences de tenue mécanique et de rigidité. Aussi, afin de gagner en rigidité, l’emploi de techniques de collage à l'aide de colle structurale à base d’époxy ou de polyuréthane élastomère s’est considérablement développé ces dernières années, notamment dans l’industrie automobile. Une des particularités principales de l’utilisation de tels procédés de collage est que la fixation définitive des pièces n’est obtenue qu’après la polymérisation (durcissement) de la colle. Dans le cadre de l'industrie automobile, les phases d’encollage et d’assemblage des pièces de tôle interviennent lors des étapes de ferrage pendant lesquelles on réalise la caisse dite ferrée. La polymérisation de la colle n’intervenant que bien plus tardivement après l'étape de cataphorèse au niveau de l'atelier de peinture, il est donc nécessaire de pouvoir maintenir les pièces encollées immobiles l'une par rapport à l'autre tant que la polymérisation de la colle n'est pas intervenue. Afin de pouvoir garantir ce maintien jusqu’à cette polymérisation, les constructeurs automobiles sont donc contraints de fixer également les deux pièces de tôle par des points de soudure. Il est donc connu, en particulier du document FR 3 025 847 A1, d'assembler selon une ligne de jointure deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords, suivant un procédé d’assemblage par collage et soudage comportant successivement les étapes suivantes : - dépose de manière discontinue selon ladite ligne de jointure de plusieurs cordons de colle sur un bord de la première pièce, - superposition d’un bord de la seconde pièce sur ledit bord de la première pièce et pressage de ces deux bords l’un contre l’autre, - réalisation de points de soudure sur lesdits bords superposés desdites pièces au niveau des tronçons de ladite ligne de jointure dépourvus de colle. Après la réalisation de ces points de soudure et le retrait des moyens de serrage, il arrive régulièrement que le phénomène de retour élastique de la tôle provoque un léger bombage vers l’extérieur du bord de l’une des pièces entre deux points de soudure (ce phénomène étant désigné couramment sous le terme « festonnage »). L’augmentation locale de l’écartement entre les deux bords des pièces induite par ce « festonnage » peut entraîner le déchirement localisé du cordon de colle s’étendant entre ces deux points de soudure et l’apparition de bulles d’air, de sorte à détériorer localement la qualité de la fixation par collage entre les deux pièces. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet un procédé d’assemblage par collage et soudage selon une ligne de jointure de deux pièces en tôle métallique comprenant les étapes successives suivantes : - dépose de manière discontinue selon ladite ligne de jointure de plusieurs cordons de colle sur un bord de la première pièce, - superposition d’un bord de la seconde pièce sur ledit bord de la première pièce et pressage de ces deux bords l’un contre l’autre, - réalisation de points de soudure sur lesdits bords superposés desdites pièces au niveau des tronçons de ladite ligne de jointure dépourvus de colle ; caractérisé en ce qu’il comporte, avant ladite étape de dépose desdits cordons de colle, une étape d’enfoncement partiel d’au moins un rivet auto-poinçonneur dans ledit bord de la première pièce au niveau de ladite ligne de jointure, l’étape de dépose desdits cordons de colle étant en outre réalisée de sorte que chaque dit rivet auto-poinçonneur soit recouvert par un cordon de colle correspondant. Le désaffleurement de chaque dit rivet vis-à-vis du bord de la première pièce permet, lors de la réalisation des deux points de soudage situés de part et d’autre de chaque cordon de colle recouvrant initialement un tel rivet, de contraindre la tôle du bord de la seconde pièce et d’entraîner un léger étirement de cette tôle. Ainsi, après le retrait des moyens de serrage, le retour élastique de cette tôle du bord de la seconde pièce entre ces deux points de soudage est empêché par le rivet qui la maintient sous contrainte de sorte à éviter, ou tout du moins à limiter considérablement, l’apparition du phénomène de « festonnage » et à garantir une qualité de collage optimale. Selon des caractéristiques préférées dudit procédé d’assemblage selon l’invention : - l’enfoncement partiel de chaque dit rivet auto-poinçonneur est paramétré de sorte que son désaffleurement avec ledit bord de la première pièce soit compris entre 1 et 2 millimètres ; - l’enfoncement partiel de chaque dit rivet auto-poinçonneur est réalisé de sorte que ce dernier ne traverse pas entièrement ledit bord de la première pièce ; - la dépose desdits cordons de colle est réalisée de sorte que chaque dit rivet auto-poinçonneur soit agencé dans la zone centrale du cordon de colle le recouvrant ; - le pressage l’un contre l’autre desdits bords superposés s’effectue en plusieurs points répartis le long de ladite ligne de jointure au niveau de chaque dit cordon de colle ; - au niveau de chaque cordon de colle recouvrant un rivet auto-poinçonneur, ledit pressage est exercé au droit dudit rivet auto-poinçonneur ; - les cordons de colle sont déposés par un dispositif à débit de colle variable et de sorte que ce débit soit plus faible lors de la dépose des deux portions d’extrémité de chaque cordon que durant la dépose de sa portion principale centrale ; - la colle utilisée est une colle de type structurale à base d’époxy ou bien à base de polyuréthane élastomère ; et/ou - lesdits points de soudure sont réalisés par soudage par résistance électrique. L’invention vise également sous un second aspect un sous-ensemble structurel de deux pièces en tôle métallique obtenu par un tel procédé d’assemblage. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : est une vue partielle de côté d’un sous-ensemble structurel comportant deux pièces en tôle métallique assemblées l’une à l’autre par deux de leurs bords superposés suivant le procédé d’assemblage par collage et soudage selon l’invention ; représente vue en coupe du sous-ensemble structurel de la , prise selon le plan II s’étendant perpendiculairement au plan de leurs deux bords superposés au niveau de la ligne de jointure ; est une illustration de la première étape du procédé d’assemblage selon l’invention de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords ; représente une illustration de la deuxième étape du procédé d’assemblage selon l’invention de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords ; est une illustration de la troisième étape du procédé d’assemblage selon l’invention de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords. une illustration de la première étape du procédé d’assemblage selon l’invention de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords ; et représente une illustration de la quatrième étape du procédé d’assemblage selon l’invention de deux pièces en tôle métallique par deux de leurs bords. Procédé d’assemblage par collage et soudage selon une ligne de jointure (4) de deux pièces en tôle métallique (2, 3) comprenant les étapes successives suivantes : - dépose de manière discontinue selon ladite ligne de jointure (4) de plusieurs cordons de colle (6) sur un bord (2A) de la première pièce (2), - superposition d’un bord (3A) de la seconde pièce (3) sur ledit bord (2A) de la première pièce (2) et pressage de ces deux bords (2A, 3A) l’un contre l’autre, - réalisation de points de soudure (7) sur lesdits bords superposés (2A, 3A) desdites pièces (2, 3) au niveau des tronçons de ladite ligne de jointure (4) dépourvus de colle ; caractérisé en ce qu’il comporte, avant ladite étape de dépose desdits cordons de colle (6), une étape d’enfoncement partiel d’au moins un rivet auto-poinçonneur (5) dans ledit bord (2A) de la première pièce (2) au niveau de ladite ligne de jointure (4), l’étape de dépose desdits cordons de colle (6) étant en outre réalisée de sorte que chaque dit rivet auto-poinçonneur (5) soit recouvert par un cordon de colle correspondant (6). Procédé d’assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’enfoncement partiel de chaque dit rivet auto-poinçonneur (5) est paramétré de sorte que son désaffleurement avec ledit bord (2A) de la première pièce (2) soit compris entre 1 et 2 millimètres. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l’enfoncement partiel de chaque dit rivet auto-poinçonneur (5) est réalisé de sorte que ce dernier ne traverse pas entièrement ledit bord (2A) de la première pièce (2). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la dépose desdits cordons de colle (6) est réalisée de sorte que chaque dit rivet auto-poinçonneur (5) soit agencé dans la zone centrale du cordon de colle (6) le recouvrant. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pressage l’un contre l’autre desdits bords superposés (2A, 3A) s’effectue en plusieurs points répartis le long de ladite ligne de jointure (4) au niveau de chaque dit cordon de colle (4). Procédé d’assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’au niveau de chaque cordon de colle (6) recouvrant un rivet auto-poinçonneur (5), ledit pressage est exercé au droit dudit rivet auto-poinçonneur (5). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les cordons de colle (6) sont déposés par un dispositif à débit de colle variable et de sorte que ce débit soit plus faible lors de la dépose des deux portions d’extrémité de chaque cordon (6) que durant la dépose de sa portion principale centrale. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la colle utilisée est une colle de type structurale à base d’époxy ou bien à base de polyuréthane élastomère. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce lesdits points de soudure (7) sont réalisés par soudage par résistance électrique. Sous-ensemble structurel (1) de deux pièces en tôle métallique (2, 3) obtenu par un procédé d’assemblage selon l’une des revendications 1 à 9.