Brevet FR3140566A1 — publié le 20240412

Procédé d'assemblage d’une première pièce (1) à une deuxième pièce (2) , la deuxième pièce (1, 2) étant en tôle métallique, comprenant une étape de dépose d'un cordon de colle sur l’une des pièces (1, 2), une étape d'assemblage de la première pièce (1) sur la deuxième pièce (2), de sorte que le cordon de colle (3) soit au contact des deux pièces (1, 2), remarquable en ce qu’il comporte une étape de polymérisation partielle uniquement d’une partie limitée (30) du cordon de colle (3), de sorte que le cordon de colle (3) hors dudit ou desdits segments (30) reste non polymérisé. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Procède d’assemblage de deux pièces dont une des pièces est métallique. L’invention concerne un procédé d’assemblage de deux pièces entre-elle, ainsi qu’un ensemble de pièces assemblés par un tel procédé. Il est connu de fixer deux tôles métalliques entre elles à l’aide d’un cordon de colle. Afin de maintenir deux tôles entre-elles pendant la durée de polymérisation du cordon de colle, il est connu de maintenir lesdites tôles à l’aide de points de soudure. Par exemple, le document FR3025847 décrit un procédé d'assemblage de deux éléments en tôle métallique comprenant la dépose d'un cordon de colle sur un élément, l'assemblage du deuxième élément en tôle métallique sur le premier et la fixation par réalisation de points de soudage par résistance pour maintenir immobiles les deux éléments de tôle métallique avant de procéder à la polymérisation de la colle. Le cordon de colle est déposé de manière discontinue selon une ligne d'encollage sur le premier élément en tôle, puis une fois le second élément en tôle appliqué contre le premier, les deux éléments sont maintenus fixes l'un par rapport à l'autre par réalisation de points de soudure au niveau des tronçons dépourvus de colle de la ligne d'encollage discontinue. Ensuite, la colle est polymérisée lors d’une étape de chauffage, par exemple lors d’un traitement dit de cataphorèse. L’inconvénient d’une telle solution est que les deux pièces doivent être en matériau métallique afin de pouvoir réaliser les points de soudure. De plus, le procédé est complexe car il nécessite de créer une ligne d’encollage discontinue, c’est-à-dire comportant des zones sans colle suivant une position précise, et de réaliser les points de soudure sur ces zones sans colle, donc aussi à des positions précises. Un autre inconvénient est que si le point de soudure est réalisé sur une zone comportant de la colle, la qualité de la soudure sera dégradée, réalisant un moins bon maintien, et la colle risque d’être brûlée et d’émettre des gaz ou des poussières néfastes pour l’environnement. L’objectif de l’invention est de remédier à ces inconvénients. En particulier, un des buts de l’invention est de proposer un procédé permettant un maintien de deux pièces entre elles dont au moins une seule des pièces est en matériau métallique. Un autre objectif est de simplifier le procédé de fixation de deux pièces destinées à être fixées par un cordon de colle. Ce but est atteint selon l’invention, grâce à un procédé d'assemblage d’une première pièce à une deuxième pièce, la deuxième pièce étant en tôle métallique, le procédé comprenant une étape de dépose d'un cordon de colle sur l’une des pièces, une étape d'assemblage de la première pièce sur la deuxième pièce, de sorte que le cordon de colle soit au contact des deux pièces, remarquable en ce que le procédé comporte une étape de polymérisation partielle uniquement d’une ou plusieurs parties limitées du cordon de colle, de sorte que le cordon de colle hors de ladite ou desdites parties soient non polymérisées pendant l’étape de polymérisation partielle. Ainsi avantageusement, il n’est pas nécessaire de déposer le cordon de colle de manière discontinue pour laisser des espaces dans lesquels sont réalisés des points de soudure, ni d’utiliser un process complexe pour assurer un positionnement précis des points de soudure par rapport à ces espaces par la suppression de l’étape de soudure. En effet, la polymérisation que d’une partie du cordon de colle permet de créer rapidement un maintien suffisant permettant de maintenir les pièces encollées immobiles les unes par rapport aux autres lors de la phase d'assemblage des éléments avant que l’ensemble du cordon de colle ne soit durci par polymérisation, autrement dit par réticulation, par exemple lors d’un chauffage dans un atelier de peinture au moment du procédé dit de cataphorèse. Un autre avantage du procédé est qu’une fixation entre les deux pièces peut être réalisée même si l’une des deux pièces est dans un matériau non métallique, contrairement à l’art antérieur qui nécessite deux pièces métalliques pour réaliser un soudage par point, et cela sans ajouter d’éléments de fixation complémentaires, par exemple de type rivet. Le fait de ne pas créer de point de soudure supprime aussi tout risque de brûler le cordon de colle et donc supprime les risques d’émission de poussières brûlées et de gaz issues du cordon de colle lors d’un soudage. Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, l’étape de polymérisation partielle du cordon de colle est sur uniquement un ou plusieurs segments séparés du cordon de colle, de sorte que le cordon de colle hors dudit ou desdits segments reste non polymérisé. C’est-à-dire que les segments du cordon de colle polymérisés sont séparés entre eux par des segments de cordon de colle non polymérisé. Ainsi avantageusement, le cordon de colle est polymérisé partiellement mais sur toute sa largeur. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’étape de polymérisation partielle polymérise un ou plusieurs segments du cordon de colle de longueur inférieure à 70 millimètres, de préférence supérieure à 10 millimètres. Ainsi avantageusement, la longueur du segment de cordon de colle polymérisé est suffisamment courte pour permettant de réaliser une polymérisation partielle rapidement du ou des segments, de conserver une grande partie du cordon de colle non polymérisé tout en ayant un maintien efficace des pièces entre-elles. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, l’étape de polymérisation partielle est réalisée par chauffage localisé de la deuxième pièce en vis-à-vis de la ou des parties de cordon de colle à polymériser. Ainsi avantageusement, la polymérisation des parties du cordon de colle est réalisée simplement et rapidement car elle est réalisée non par chauffage de toutes les pièces et de tout le cordon de colle mais par un chauffage localisé. Dans un autre mode de réalisation préféré de l’invention, le chauffage de la deuxième pièce au cours de l’étape de polymérisation partielle est réalisé par un faisceau laser parcourant une face de la deuxième pièce, dit dos de la deuxième pièce, disposée à l’opposé de la face de la deuxième pièce au contact du cordon de colle, en vis-à-vis de la ou des parties du cordon de colle à polymériser. De préférence, le faisceau laser parcourt le dos de la deuxième pièce uniquement sur la zone en vis-à-vis de la ou des parties du cordon de colle à polymériser. Ainsi avantageusement, l’utilisation d’un faisceau laser permet un chauffage d’une zone précise, et évite d’utiliser un outil comportant un élément chaud. Un autre avantage est que le chauffage sur des zones localisées du dos de la deuxième pièce par laser permet un chauffage rapide, précis et pouvant être facilement adapté à diverses formes de pièce en modifiant le parcours et la puissance du laser. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comporte une étape de serrage de la première pièce contre la deuxième pièce au niveau de la ou des parties du cordon de colle à polymériser, au moins pendant l’étape de polymérisation partielle, et de préférence avant et pendant l’étape de polymérisation partielle. Ainsi avantageusement, l’écartement entre les deux pièces au niveau de la partie du cordon à polymériser est maintenue à une valeur définie pendant l’étape de polymérisation partielle. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, l’étape de serrage et l’étape de polymérisation partielle sont réalisées par une pince laser, ladite pince serrant dans un premier temps les deux pièces entre elles au niveau d’une des parties à polymériser, et dans un deuxième temps effectuant l’étape de polymérisation partielle en chauffant la zone du dos de la deuxième pièce située en vis-à-vis de la partie du cordon de colle à polymériser par émission d’un faisceau laser parcourant ladite zone. Ainsi avantageusement, il n’est pas nécessaire d’utiliser des outils différents pour les deux étapes, la pince laser permettant de réaliser à la fois l’étape de serrage et l’étape de polymérisation partielle. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, la première pièce est en matériau plastique ou en matériau composite. Ainsi avantageusement, la deuxième pièce peut avoir des formes ou des propriétés mécaniques autres que celles d’une pièce réalisée en tôle métallique, tout en permettant sa fixation à la deuxième pièce. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend une étape de polymérisation complète du cordon de colle après l’étape de polymérisation partielle. L’invention porte également sur une structure de véhicule comportant un ensemble constitué d’une première pièce et d’une deuxième pièce, la première pièce étant en tôle métallique, en matériau plastique ou composite, la deuxième pièce étant en tôle métallique, un cordon de colle étant disposé entre et au contact desdites deux pièces, remarquable en ce que le cordon de colle est polymérisé uniquement sur des parties du cordon de colle, le reste du cordon de colle restant dans un état non-polymérisé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : représente schématiquement le procédé suivant l’invention. représente une vue en coupe de deux pièces assemblées entre elle par un procédé suivant l’invention. est une vue de face de deux pièces assemblées entre elle par un procédé suivant l’invention. est une vue d’une pince laser utilisée au cours du procédé de l’invention. Les dessins sont des représentations schématiques pour faciliter la compréhension de l’invention. Les composants ne sont pas forcément représentés à l’échelle. Les mêmes références correspondent aux mêmes composants d’une figure à l’autre. La illustre les étapes d’un procédé d'assemblage d'une première pièce 1 à une deuxième pièce 2 suivant l’invention. La deuxième pièce 2 est en tôle métallique. Le procédé comprend une étape 101 de dépose d'un cordon de colle sur l'une des pièces 1 ou 2, une étape 102 d'assemblage de la première pièce 1 sur la deuxième pièce 2, de sorte que le cordon de colle 3 soit au contact des deux pièces 1 et 2, et une étape 103 de polymérisation partielle uniquement d'une partie limitée 30 du cordon de colle 3, de sorte que le cordon de colle 3 hors de ladite partie 30 reste non polymérisé. Autrement dit, l’étape 103 de polymérisation partielle consiste à ne polymériser qu’une partie limitée du cordon de colle, et non sa totalité. C’est-à-dire qu’après l’étape 103 de polymérisation partielle, il reste des zones du cordon de colle 3 qui ne sont pas polymérisées. Par exemple, si le cordon de colle 3 est un cordon continue, les parties 30 polymérisées sont entourées en partie ou totalement par de la colle du cordon 3 non polymérisée. En variante non représentée, le cordon de colle 3 est discontinue, c’est-à-dire formé par des segments de cordon de colle espacés l’un de l’autre, et l’étape 103 de polymérisation partielle est réalisée que sur certains desdits segments ; autrement dit, une fois l’étape de polymérisation partielle réalisée, certains segments sont polymérisés et d’autres non. La colle du cordon de colle 3 est par exemple une colle de type expoxy ou polyuréthane. Les figures 2 et 3 représente la première pièce 1 et la deuxième pièce 2 assemblées par le cordon de colle 3, dans lequel l’étape 103 de polymérisation partielle du cordon de colle 3 a été réalisée sur plusieurs segments 30 séparés, de sorte que le cordon de colle 3 hors desdits segments 30 soit non polymérisé. C’est-à-dire que le cordon de colle 3, déposé de manière à former une ligne continue, comporte des segments 30 dans cette ligne qui sont polymérisés, le reste du cordon 3 entre ces segments 30 n’étant pas polymérisé. La montre la première pièce 1 avec le cordon de colle 3 en transparence au travers de la deuxième pièce 2, et dont le cordon de colle 3 continu comporte des segments 30 polymérisés après l’étape 103 de polymérisation partielle, le reste du cordon de colle étant non polymérisé. Par exemple, la longueur des segments 30 ainsi polymérisés est inférieure à 70 millimètres et/ou supérieure à 10 millimètres. La largeur du cordon de colle est par exemple d’une largeur entre 2 et 5 millimètres avant l’application de la première pièce 1 sur la pièce 2. L’étape 103 de polymérisation partielle est réalisée par chauffage localisé de la deuxième pièce 2 en vis-à-vis de la ou des parties 30 de cordon de colle 3 à polymériser. Le chauffage est réalisé par exemple par contact d’un outil chaud, par exemple un fer à souder, contre la deuxième pièce 2. En autre variante, le chauffage de la deuxième pièce 2 au cours de l’étape 103 de polymérisation partielle est réalisé par un faisceau laser 5 parcourant une zone spécifique d’une face de la deuxième pièce 2, dit dos de la deuxième pièce 2, disposée à l’opposé de la face de la deuxième pièce 2 au contact du cordon de colle 3, en vis-à-vis de la ou des parties 30 du cordon 3 à polymériser. C’est-à-dire que le faisceau laser 5 est projeté contre la zone spécifique du dos de la deuxième pièce 2, et parcourt cette zone afin de chauffer la deuxième pièce 2 grâce à l’énergie qu’il transporte, comme illustré en . La zone spécifique de la deuxième pièce 2 ainsi chauffée est située au moins au niveau d’un segment 30 du cordon 3 à polymériser au cours de l’étape 103 de polymérisation partielle, c’est-à-dire en vis-à-vis dudit segment 30. Plusieurs zones sont chauffées en même temps, ou en variante le chauffage est réalisé zone par zone. La chaleur est transmise au cordon de colle 3, au niveau du segment 30 à polymériser, par conduction au travers de l’épaisseur de la deuxième pièce 2. La température à laquelle la zone de la deuxième pièce 2, disposée au niveau de la partie 30 du cordon de colle 3 à polymériser, est chauffée dépend de la matière de la colle. Par exemple, pour une colle de type époxy monocomposant, une température supérieure à 100°C et inférieure à 150°C est nécessaire pour réaliser la polymérisation de la colle ; la zone de la deuxième pièce 2 sera donc chauffée jusqu’à atteindre une température supérieure à 100°C et inférieure à 150°C, cette température étant la température à atteindre au niveau de la surface de la deuxième pièce 2 recevant le cordon de colle 3, au niveau de la partie 30 à polymériser, pour amener la colle de cette partie 30 à ce niveau de température et générer la polymérisation de la colle. En variante, afin de maintenir les deux pièces 1 et 2 avec un certain écartement pendant l’étape 103 de polymérisation partielle, une étape 104 de serrage de la première pièce 1 contre la deuxième pièce 2 au niveau de la ou des parties 30 du cordon de colle 3 à polymériser est réalisée au moins pendant l’étape 103 de polymérisation partielle. Cette étape 104 de serrage est réalisée par exemple avant et pendant l’étape 103 de polymérisation partielle. Le maintien de l’écartement est obtenu par le serrage des deux pièces 1, 2 l’une vers l’autre et par l’effort de résistance à l’écrasement du cordon de colle 3 qui s’oppose au serrage des pièces 1 et 2. A titre d’exemple, un écartement de 0,5 millimètre est maintenu entre les deux pièces 1 et 2 au niveau du segment 30 de cordon de colle 3 à polymériser, pendant l’étape 103 de polymérisation partielle. En variante, l’une des pièces 1 ou 2 peut comporter des butées afin d’assurer un écartement précis entre les pièces 1 et 2 pendant l’étape 104 de serrage. Ces butées sont par exemple à proximité des segments 30 du cordon de colle 3 à polymériser. L’étape 104 de serrage est maintenue pendant l’étape 103 de polymérisation partielle afin de maintenir l’écartement entre les pièces 1 et 2, au niveau du segment 30, pendant la polymérisation du cordon de colle 3 au niveau de ce segment 30. Après le serrage, le cordon de colle 3 s’est étalé, et sa largeur a augmenté par exemple sur une largeur supérieure ou égale à 20 mm, la largeur dépendant de la quantité de colle déposée. Dans le mode de réalisation de la , une pince laser 10 est utilisée pour réaliser l’étape 104 de serrage et l’étape 103 de polymérisation partielle : ladite pince 10 serre dans un premier temps les deux pièces 1 et 2 entre elles au niveau d’un des segments 30 de cordon de colle 3 à polymériser, puis effectue l’étape 103 de polymérisation partielle en chauffant la zone du dos de la deuxième pièce 2 située en vis-à-vis de la partie 30 du cordon de colle 3 à polymériser par émission d’un faisceau laser 5 parcourant ladite zone. Une telle pince 10 est par exemple une pince 10 telle que décrite dans le brevet EP2149421, qui comporte deux mords dont l’un des deux comporte un laser apte à être projeté sur les pièces pincées. En , la pince 10 est en position de serrage, c’est-à-dire appliquant une pression serrant les deux pièces 1 et 2 l’une vers l’autre et écrasant le cordon de colle 3, un faisceau laser 5 étant projeté contre le dos de la deuxième pièce 2. La dimension de la zone polymérisée au cours de l’étape 103 de polymérisation partielle dépend de la taille de la zone chauffée par le faisceau laser 5. Par exemple, dans le cadre de l’utilisation de la pince laser 10, la dimension de la partie 30 polymérisée ou de la zone à chauffer peut être de forme sensiblement rectangulaire de 70 mm de long sur 20 mm de largeur. D’autres dimensions et formes peuvent être appliquées. L’intérêt de l’utilisation d’un faisceau laser 5 est de pouvoir modifier facilement la dimension de la zone chauffée par pilotage du faisceau laser 5 afin de lui faire parcourir une surface donnée, sans modification de l’outil. Ainsi, avec un même outil, comme par exemple la pince laser 10, il est possible de modifier la surface de la zone chauffée, et donc la dimension de la partie 30 polymérisée au cours de l’étape 103 de polymérisation partielle. La première pièce 1 est par exemple en matériau plastique ou en matériau composite. Par exemple, la première pièce 1 est en polytéréphtalate d'éthylène connu sous l’abréviation PET ou en polyamide 6 connu sous l’abréviation PA6, éventuellement chargé en fibres telles que des fibres de verre. La deuxième pièce 2 est par exemple réalisée en tôle d’acier ou d’aluminium. Le chauffage de la deuxième pièce 2 permet donc une fixation avec la première pièce 1 en matériau plastique ou composite par les parties 30 polymérisées du cordon de colle 3. La première pièce 1 peut aussi en variante être dans une tôle métallique. Le procédé comprend en outre une étape 105 de polymérisation complète du cordon de colle 3 après l’étape 103 de polymérisation partielle. Cette étape est par exemple un chauffage de l’ensemble formé par la première pièce 1 et la deuxième pièce 2 maintenues entre elles par le cordon de colle 3 partiellement polymérisé. Cette étape 105 de polymérisation complète est par exemple réalisée au cours d’un traitement dit de cataphorèse de l’ensemble formé par les deux pièces 1 et 2 , ou au cours d’un passage en étuve de cet ensemble par exemple pour réaliser une cuisson des couches de peintures déposées sur au moins l’une des deux pièces. Le serrage pendant l’étape 104 de serrage et l’étape 103 de polymérisation partielle est calibré pour que le cordon de colle 3 forme un film d’épaisseur défini entre les deux pièces 1 et 2, par exemple entre 0,2 et 0,3 mm, ce qui correspond à un écartement entre les pièces 1 et 2 compris entre 0,2 et 0,3 mm. Un écartement entre les deux pièces 1 et 2 à assembler trop important par exemple supérieur à 1 mm risque de provoquer une perte de rigidité du collage suite à l’étape 103 de polymérisation partielle. En outre, si ce jeu dépasse les 2 mm, il existe des risques de lavage de la colle, c’est-à-dire une évacuation de la colle, par le liquide utilisé lors du traitement en cataphorèse et dans lequel est plongé l’ensemble formé par les deux pièces 1 et 2 en cas d’un tel traitement. Avant de réaliser l’étape 105 de polymérisation complète, la première pièce 1, la deuxième pièce 2, et le cordon de colle 3 disposé entre et au contact desdites deux pièces 1 et 2, forment un ensemble dont le cordon de colle 3 est polymérisé uniquement sur des segments 30 du cordon de colle 3, le reste du cordon de colle 3 restant dans un état non-polymérisé. Les parties 30 polymérisées du cordon de colle 3 maintiennent les deux pièces 1 et 2 fixées l’une à l’autre le temps de déplacer l’ensemble et de réaliser l’étape 105 de polymérisation complète. La première pièce 1 est par exemple une pièce de structure d’un véhicule telle qu’un brancard, un longeron ou encore un montant latéral, et la deuxième pièce 2 est un renfort en matériau plastique ou composite fixé sur la première pièce 1 pour la renforcer localement. L’étape 105 de polymérisation complète est par exemple réalisée lors du traitement en cataphorèse d’une structure de véhicule dans laquelle est installé l’ensemble formé par les pièces 1 et 2. Procédé d'assemblage d’une première pièce (1) à une deuxième pièce (2) , la deuxième pièce (1, 2) étant en tôle métallique, comprenant une étape (101) de dépose d'un cordon de colle sur l’une des pièces (1, 2), une étape (102) d'assemblage de la première pièce (1) sur la deuxième pièce (2), de sorte que le cordon de colle (3) soit au contact des deux pièces (1, 2), caractérisé en ce qu’il comporte une étape (103) de polymérisation partielle uniquement d’une ou de plusieurs parties limitées (30) du cordon de colle (3), de sorte que le cordon de colle (3) hors de ladite ou desdites parties (30) soient non polymérisées pendant l’étape (103) de polymérisation partielle. Procédé d'assemblage suivant la revendication précédente, dont l’étape (103) de polymérisation partielle du cordon de colle (3) est sur uniquement un ou plusieurs segments (30) du cordon de colle (3) séparés, de sorte que le cordon de colle (3) hors dudit ou desdits segments (30) reste non polymérisé. Procédé suivant la revendication précédente, dont l’étape (103) de polymérisation partielle polymérise un ou plusieurs segments (30) du cordon de colle (3) de longueur inférieure à 70 millimètres, de préférence supérieure à 10 millimètres. Procédé suivant l’une des revendications précédentes, dont l’étape (103) de polymérisation partielle est réalisée par chauffage localisé de la deuxième pièce (2) en vis-à-vis de la ou des parties (30) de cordon de colle (3) à polymériser. Procédé suivant la revendication précédente, dont le chauffage de la deuxième pièce au cours de l’étape (103) de polymérisation partielle est réalisé par un faisceau laser (5) parcourant une face de la deuxième pièce (2), dit dos de la deuxième pièce (2), disposée à l’opposé de la face de la deuxième pièce (2) au contact du cordon de colle (3), en vis-à-vis de la ou des parties (30) du cordon (3) à polymériser. Procédé suivant la revendication précédente, comprenant une (104) étape de serrage de la première pièce (1) contre la deuxième pièce (2) au niveau de la ou des parties (30) du cordon de colle (3) à polymériser, au moins pendant l’étape (103) de polymérisation partielle. Procédé suivant la revendication précédente, dont l’étape (104) de serrage et l’étape (103) de polymérisation partielle sont réalisées par une pince laser (10), ladite pince (10) serrant dans un premier temps les deux pièces (1, 2) entre elles au niveau d’une des parties (30) à polymériser, et dans un deuxième temps effectuant l’étape (103) de polymérisation partielle en chauffant la zone du dos de la deuxième pièce (2) située en vis-à-vis de la partie (30) du cordon de colle (3) à polymériser par émission du faisceau laser (5) parcourant ladite zone. Procédé suivant la revendication précédente, dont la première pièce (1) est en matériau plastique ou en matériau composite. Procédé suivant l’une des revendications précédentes, comprenant une étape (105) de polymérisation complète du cordon de colle (3) après l’étape (103) de polymérisation partielle. Structure de véhicule comportant un ensemble constitué d’une première pièce (1) et d’une deuxième pièce (2), la première pièce étant en tôle métallique, en matériau plastique ou composite, la deuxième pièce étant en tôle métallique, un cordon de colle (3) étant disposé entre et au contact desdites deux pièces (1, 2), caractérisé en ce que le cordon de colle (3) est polymérisé uniquement sur des parties (30) du cordon de colle (3), le reste du cordon de colle (3) restant dans un état non-polymérisé.