Brevet FR3156052A1 — publié le 20250606

ELEMENT DE JONCTION ASSURANT UN ASSEMBLAGE MULTI-MATERIAUX La présente invention concerne un élément de jonction (2), destiné à lier de manière irréversible une première pièce à une deuxième pièce par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête (4) destinée à prendre appui sur la première pièce ; et - une portion axiale (6) s’étendant depuis la tête et destinée à traverser un orifice dans la première pièce, ladite portion axiale comprenant, à une extrémité distale (8), une face de liaison (10) destinée à être soudée par résistance électrique à la deuxième pièce ; remarquable en ce que la face de liaison comprend une ou plusieurs rainures radiales (12) s’étendant radialement depuis une partie centrale (10.1) de ladite face de liaison, et destinées à permettre une évacuation de gaz produits lors de la soudure. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1) ELEMENT DE JONCTION ASSURANT UN ASSEMBLAGE MULTI-MATERIAUX La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine des assemblages de pièces multi-matériaux des véhicules automobiles. Dans le contexte d’un assemblage multi-matériaux, i.e. assemblage aluminium/acier, acier/composite, acier/plastique, etc., l’utilisation d’éléments de jonction afin d’assurer une liaison rigide par collage et/ou par soudage des différentes pièces, est conventionnellement répandue, notamment pour assurer un soudage par friction, dans lequel l’élément de jonction est mis en contact et pressé en rotation contre les deux pièces à assembler, afin de forcer la liaison entre lesdites deux pièces par déformation plastique. Il existe également un autre type d’éléments de jonction permettant un assemblage multi-matériaux par soudage électrique, et qui sont directement soudés à une deuxième pièce, tout en étant lié à la première pièce, obtenant ainsi un assemblage des deux pièces au moyen d’une jonction soudée électriquement. Cependant, la problématique soulevée dans le contexte de l'assemblage multi-matériaux par soudage électrique est l'existence de contaminants et des évidements au sein de la jonction, résultants d’une mauvaise évacuation d’air et/ou de la présence de pollutions au niveau de la jonction pendant la soudure, ce qui peut résulter en une dégradation de la résistance en traction et en cisaillement de la jonction soudée. En effet, lors de la soudure électrique, les polluants sont brulés, mais les gaz ne peuvent s’échapper et remonteront dans la soudure pour créer des zones vides, ce qui engendre un problème de santé matière (présence de contaminants) induisant une fragilité et un manque de robustesse. Le document de brevet publié EP 3 717 172 A1 divulgue un élément de liaison utilisé pour assembler deux composants par soudage par friction, comprenant un arbre ayant une face à extrémité distale pourvue de dépressions et des élévations, conçues pour empêcher le gaspillage de matériau pendant le processus de soudage. Toutefois, la solution proposée par le document concerne le soudage par friction, et ne permet pas de répondre aux exigences spécifiques du soudage électrique. Pour garantir une jonction électriquement soudée préservant la santé matière et assurant une liaison robuste avec les pièces multi-matériaux, il est impératif de développer un élément de jonction spécifiquement conçu pour le soudage électrique. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution simple et performante permettant un assemblage de deux pièces de matériaux différents par soudage électrique en garantissant une jonction seine et robuste. À cet effet, l’invention a pour objet un élément de jonction, destiné à lier de manière irréversible une première pièce à une deuxième pièce par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête destinée à prendre appui sur la première pièce ; et - une portion axiale s’étendant depuis la tête et destinée à traverser un orifice dans la première pièce, ladite portion axiale comprenant, à une extrémité distale, une face de liaison destinée à être soudée par résistance électrique à la deuxième pièce ; remarquable en ce que la face de liaison comprend une ou plusieurs rainures radiales s’étendant radialement depuis une partie centrale de ladite face de liaison, et destinées à permettre une évacuation de gaz produits lors de la soudure. Avantageusement, l’élément de jonction ainsi que la deuxième pièce sont obtenus à partir d’un matériau métallique, et sont préférentiellement formés en acier. Préférentiellement, la tête est circulaire de manière continue, et comprend une face supérieure externe qui est lisse et dépourvue d’encoches ou de rainures radiales. Selon un mode de réalisation, la ou chacune des rainures radiales comprend un fond comprenant une portion extérieure et une portion intérieure inclinée se raccordant, à la partie centrale de la face de liaison, avec une enveloppe générale bombée de ladite face de liaison. Préférentiellement, la face de liaison comprend un profil transversal intégralement bombé, y compris la partie centrale. Avantageusement, l’enveloppe générale de la face de liaison recouvre totalement ladite face de liaison ainsi que la ou les rainures radiales. Selon un mode de réalisation, la portion extérieure est perpendiculaire à la portion axiale ou forme un angle avec ladite perpendiculaire qui est inférieur ou égal à 15°, et la portion intérieure inclinée forme un angle avec ladite perpendiculaire compris entre 30° et 80°. Selon un mode de réalisation, la portion extérieure s’étend sur au moins 70% d’une étendue radiale totale de la rainure radiale correspondante. Selon un mode de réalisation, la partie centrale de la face de liaison est comprise dans un cercle ayant un diamètre correspondant à au plus 10% d’un diamètre total de la portion axiale à son extrémité distale. Selon un mode de réalisation, les plusieurs rainures radiales sont au nombre de trois ou quatre et sont réparties angulairement de manière uniforme. Selon un mode de réalisation, la partie centrale de la face de liaison forme un triangle équilatéral, la portion intérieure inclinée de la ou de chacune des rainures radiales s’étend directement depuis un côté correspondant dudit triangle équilatéral. Selon un mode de réalisation, la ou chacune des rainures radiales présente une section transversale de forme sensiblement rectangulaire s’étendant radialement depuis la partie centrale, ladite rainure radiale comprenant une largeur transversale sensiblement constante sur toute une étendue radiale correspondante, ladite largeur transversale correspondant à au plus 15% d’un diamètre total de la portion axiale à son extrémité distale. L‘invention concerne également un procédé d’assemblage d’une première pièce à une deuxième pièce au moyen d’un élément de jonction, comprenant les étapes : - réalisation d’un orifice dans la première pièce ; - superposition de la première pièce et de la deuxième pièce ; - insertion d’un élément de jonction au travers de l’orifice ; - application d’un courant électrique au travers de l’élément de jonction et de la deuxième pièce de manière réaliser une soudure de l’élément de jonction avec ladite deuxième pièce ; remarquable en ce que l’élément de jonction est selon l’invention. L’invention a également trait à un véhicule automobile comprenant un assemblage d’au moins deux pièces au moyen d’un élément de jonction, remarquable en ce que ledit élément de jonction étant selon l’invention. Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce que les rainures radiales sur la face de liaison agissent comme des évents et permettent d’agir comme des évents, permettant ainsi l'évacuation des gaz au niveau de la soudure et empêchant leur emprisonnement au droit de la jonction. En synthèse, cet élément de jonction est spécifiquement conçu pour le soudage électrique, assurant une liaison sans confinement d'air pour préserver la qualité des assemblages multi-matériaux, avec une robustesse conforme aux normes de qualité et aux exigences du soudage électrique. De plus, sa fabrication est simple. FIG. 1 représente une vue en perspective d’un élément de jonction selon l’invention, comprenant une portion axiale avec une extrémité distale pourvue d’une face de liaison dotée de plusieurs rainures radiales ; FIG. 2 illustre une vue en coupe de l’élément de jonction de la FIG. 1 , suivant l’axe A-A traversant la portion axiale au droit d’une des rainures radiales de la face de liaison ; FIG. 3 représente schématiquement une vue en coupe de deux pièces assemblées par soudage par résistance électrique au moyen de l’élément de jonction selon l’invention. Description détaillée La FIG. 1 représente une vue en perspective d’un élément de jonction 2 selon l’invention, qui est destiné à lier de manière irréversible deux pièces ayant des matériaux différents par soudage par résistance électrique. L’élément de jonction 2 comprend préférentiellement une forme sensiblement cylindrique et en révolution autour d’un axe principal 2.1 visible à la FIG. 2 , formant ainsi un pion de jonction 2, et sera désigné comme tel dans le reste de la présente description. A cette FIG. 1 , le pion 2 est représenté verticalement à l'envers de manière à mieux montrer sa face de liaison 10. Le pion 2 comprend une tête 4 destinée à prendre appui sur une première pièce des deux pièces à assembler. Cela sera détaillé suivant la FIG. 3 , plus loin dans cette description. Préférentiellement, le pion 2 comprend une portion axiale 6 s’étendant suivant l’axe principal depuis la tête 4, et se terminant à une extrémité distale 8 dudit pion 2, par une face de liaison 10 destinée à être soudée par résistance électrique à une deuxième pièce des deux pièces à assembler. Avantageusement, la face de liaison 10 est pourvue d’au moins une rainure radiale 12 s’étendant radialement depuis une partie centrale 10.1 de la face de liaison 10, et permettant une évacuation de gaz produits lors de la soudure électrique avec la deuxième pièce. En effet, le soudage électrique résulte en une augmentation locale de la température et la génération de gaz nécessitant une évacuation, afin de libérer la jonction d’éventuelles zones de vide pouvant fragiliser la soudure. A cet égard, la face de liaison 10 comprend préférentiellement plusieurs rainures radiales 12 qui sont au nombre de trois ou quatre rainures 12 réparties angulairement de manière uniforme autour de l’axe principal du pion 2. Plus préférentiellement, la face de liaison 10 comprend trois rainures radiales 12 réparties de manière homogène à 120° l’une de l’autre, de manière à couvrir toute une enveloppe générale 10.2 de la face de liaison 10. Préférentiellement, la partie centrale 10.1 est comprise dans un cercle (fictif) dont le centre est traversé par l’axe principal de la portion axiale 6, et ayant un diamètre correspondant à au plus 10% d’un diamètre total D de la portion axiale 6 à son extrémité distale 8. Ainsi, la partie centrale 10.1 est la plus petite possible, et correspond avantageusement à un point de contact de la face de liaison 10 avec la deuxième pièce préalablement au soudage électrique, garantissant ainsi un point de contact minimal permettant le passage du courant électrique afin d’assurer le soudage. Le diamètre D est, de préférence, compris entre 5 et 10 mm, et est plus préférentiellement égal à environ 8 mm (±2 mm). Chaque rainure radiale 12 présente une section transversale de forme sensiblement rectangulaire (vue suivant un plan perpendiculaire à l’axe principal du pion 2), et s’étendant radialement depuis la partie centrale 10.1 avec une largeur transversale W qui est préférentiellement radialement constante, ou présente une variation inférieure à 20% suivant l’étendue radiale de la rainure 12 correspondante. De préférence, la largeur transversale W correspond à environ 10% du diamètre D de la portion axiale 6, et à au plus 15% dudit diamètre total D. On peut voir que la partie centrale 10.1 de la face de liaison 10 forme un triangle équilatéral comprenant trois côtés 10.3 égaux, et à partir desquels s’étend, respectivement, une rainure radiale 12, et s’étend, plus particulièrement, et directement une portion intérieure inclinée 12.1 de la rainure 12 qui rejoint une portion extérieure 12.2 débouchant sur une face latéralement externe 6.1 de la portion extérieure 6. Préférentiellement, les trois rainures radiales 12 sont identiques, leurs formes et notamment la disposition de leurs deux portions 12.1, 12.2, seront détaillées suivant la FIG. 2 . La FIG. 2 illustre une vue en coupe du pion de jonction 2 de la FIG. 1 , suivant l’axe A-A traversant la portion axiale 6 au droit d’une des rainures radiales 12 de la face de liaison 10. On peut voir que l’enveloppe générale 10.2 de la face de liaison 10 comprend un profil intégralement bombé et cela, depuis et, à 360° autour de l’axe principal 2.1. On peut également observer que l’ensemble des portions intérieure inclinée 12.1 et extérieure 12.2 correspondent à un fond de la rainure radiale 12 correspondante, dans lequel ladite portion intérieure inclinée 12.1 se raccorde directement à la partie centrale 10.1 de l’enveloppe générale bombée 10.2. Dans cette configuration, la rainure 12 agit avantageusement comme un évent lors de la soudure électrique et permet, d’abord grâce à portion intérieure inclinée 12.1 de récupérer les éventuels gaz générés localement, et cela, dès leur création au droit de la portion centrale 10.1 et de les évacuer progressivement vers la portion extérieure 12.2, puis en dehors de la portion axiale 6. A cet effet, la portion intérieure inclinée 12.1 présente un angle d’inclinaison α avec un axe 2.2 perpendiculaire à l’axe principal 2.1 du pion 2, et dans lequel ladite portion intérieure 12.1 est inclinée vers l’enveloppe 10.2 depuis la portion extérieure 2.2. L’angle d’inclinaison α est préférentiellement compris entre 30° et 80°, et encore plus préférentiellement compris entre 50° et 80°. Tandis que la portion extérieure 12.2 est perpendiculaire à l’axe principal 2.1 ou inclinée d’au plus 15° avec par rapport à l’axe perpendiculaire 2.2. De préférence, et suivant la direction radiale de l’étendue de la rainure 12, la portion extérieure 12.2 est radialement plus large que la portion intérieure inclinée 12.1, ladite portion extérieure 12.2 s’étend préférentiellement sur au moins 70% d’une étendue radiale totale de ladite rainure 12, et sur environ 80% de ladite étendue, tel qu’illustré à la FIG. 2 . Ainsi, chaque rainure 12 est apte à faire évacuer efficacement et progressivement l’air pouvant se trouver au sein de la jonction pendant le soudage électrique. Le pion 2 comprend, en outre, une nervure circulaire 14 s’étendant totalement et en révolution autour de l’axe principal 2.1, elle permet d’agir comme butée (point de contact terminal) à la suite d’une consommation de matière lors de la soudure avec la deuxième pièce, indiquant la fin de la soudure. La nervure 14 permet de former un épaulement circulaire 16 avec la tête 4, ledit épaulement 16 permettant de maintenir la première pièce à la deuxième pièce postérieurement au soudage électrique. La FIG. 3 représente schématiquement une vue en coupe d’un assemblage 3 de deux pièces 5 et 7, assemblées par soudage par résistance électrique au moyen du pion de jonction 2 des figures 1 et 2. L’assemblage 3 peut, par exemple, correspondre à une pièce de carrosserie d’un véhicule automobile 1. Le pion de jonction 2 selon l’invention comprend une face supérieure 4.1 de la tête 4 qui est totalement lisse et dépourvue d’encoches ou de rainures radiales. En effet, le pion 2 permettant le soudage électrique, ne nécessite pas de telles irrégularités au niveau de la tête pour transmettre un mouvement de rotation, tel qu’il est nécessaire par les éléments de soudage par friction de l’état de l’art. L’invention propose un procédé d’assemblage de la première pièce 5 à la deuxième pièce 7, comprenant une première étape de réalisation d’un orifice 5.1 dans la première pièce, celui-ci étant plus large que le diamètre de la portion axiale et moins large qu’un diamètre de la tête 4 du pion 2. La jonction 18 visible à la FIG. 3 est avantageusement saine et dépourvue de tout évidement pouvant compromettre sa rigidité. Avantageusement, la tête 4 maintient solidement la première pièce 5 avec la deuxième pièce 7, l’assemblage 3 est donc rigide, et cela notamment grâce aux rainures radiales qu’ont permis lors du soudage électrique d’éliminer le risque de contamination de la soudure, assurant ainsi la préservation des propriétés mécaniques de la jonction et de la robustesse de l'assemblage 3. Elément de jonction (2), destiné à lier de manière irréversible une première pièce (5) à une deuxième pièce (7) par soudage par résistance électrique, comprenant : - une tête (4) destinée à prendre appui sur la première pièce (5) ; et - une portion axiale (6) s’étendant depuis la tête (4) et destinée à traverser un orifice (5.1) dans la première pièce (5), ladite portion axiale (6) comprenant, à une extrémité distale (8), une face de liaison (10) destinée à être soudée par résistance électrique à la deuxième pièce (6) ; caractérisé en ce que la face de liaison (10) comprend une ou plusieurs rainures radiales (12) s’étendant radialement depuis une partie centrale (10.1) de ladite face de liaison (10), et destinées à permettre une évacuation de gaz produits lors de la soudure. Elément de jonction (2) selon la revendication 1, dans lequel la ou chacune des rainures radiales (12) comprend un fond comprenant une portion extérieure (12.2) et une portion intérieure inclinée (12.1) se raccordant, à la partie centrale (10.1) de la face de liaison (10), avec une enveloppe générale bombée (10.2) de ladite face de liaison (10). Elément de jonction (2) selon la revendication 2, dans lequel la portion extérieure (12.2) est perpendiculaire à la portion axiale (6) ou forme un angle avec ladite perpendiculaire qui est inférieur ou égal à 15°, et la portion intérieure inclinée (12.1) forme un angle (α) avec ladite perpendiculaire compris entre 30° et 80°. Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel la portion extérieure (12.2) s’étend sur au moins 70% d’une étendue radiale totale de la rainure radiale (12) correspondante. Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la partie centrale (10.1) de la face de liaison (10) est comprise dans un cercle ayant un diamètre correspondant à au plus 10% d’un diamètre total (D) de la portion axiale (6) à son extrémité distale (8). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les plusieurs rainures radiales (12) sont au nombre de trois ou quatre et sont réparties angulairement de manière uniforme. Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 2 et 3, dans lequel la partie centrale (10.1) de la face de liaison (10) forme un triangle équilatéral, la portion intérieure inclinée (12.1) de la ou de chacune des rainures radiales (12) s’étend directement depuis un côté (10.3) correspondant dudit triangle équilatéral. Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la ou chacune des rainures radiales (12) présente une section transversale de forme sensiblement rectangulaire s’étendant radialement depuis la partie centrale (10.1), ladite rainure radiale (12) comprenant une largeur transversale (W) sensiblement constante sur toute une étendue radiale correspondante, ladite largeur transversale (W) correspondant à au plus 15% d’un diamètre total (D) de la portion axiale (6) à son extrémité distale (8). Procédé d’assemblage d’une première pièce (5) à une deuxième pièce (7) au moyen d’un élément de jonction (2), comprenant les étapes : - réalisation d’un orifice (5.1) dans la première pièce (5) ; - superposition de la première pièce (5) et de la deuxième pièce (7) ; - insertion d’un élément de jonction (2) au travers de l’orifice (5.1) ; - application d’un courant électrique au travers de l’élément de jonction (2) et de la deuxième pièce (7) de manière réaliser une soudure de l’élément de jonction avec ladite deuxième pièce (7) ; caractérisé en ce que l’élément de jonction (2) est selon l’une des revendications 1 à 8. Véhicule automobile (1) comprenant un assemblage (3) d’au moins deux pièces (5, 7) au moyen d’un élément de jonction (2), caractérisé en ce que ledit élément de jonction (2) étant selon l’une des revendications 1 à 9.