Brevet FR3159542A1 — publié le 20250829

ELEMENT DE JONCTION AVEC UNE PROTUBERANCE DEMI-SPHERIQUE ASSURANT UN ASSEMBLAGE MULTI-MATERIAUX La présente invention concerne un élément de jonction (2), destiné à lier de manière irréversible une première pièce (5) 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) 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 l’extrémité distale formant une protubérance (9) comprenant ladite face de liaison et faisant saillie depuis une face inférieure (6.1) de la portion axiale, ladite protubérance présentant un diamètre (d) égal à au plus 80% d’un diamètre total (D) de ladite portion axiale, de manière à former un espace creux (12) autour de ladite protubérance entre la face de liaison et la face inférieure. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 1) ELEMENT DE JONCTION AVEC UNE PROTUBERANCE DEMI-SPHERIQUE 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 soudage électrique, dans lequel l’élément de jonction est directement soudé 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. Un exemple de soudage multi-matériaux est notamment connu du document de brevet publié EP 2 127 797 A1 qui divulgue un processus de soudage par points, au moyen d’un pion pourvu d’une portion évasée qui est engagée avec une pièce légère, et formant un cordon de soudure présenté à une interface entre le pion et une pièce en acier. Cependant, la problématique soulevée dans le contexte de l'assemblage multi-matériaux par soudage électrique est la présence d’un évidement entre les deux pièces soudées et/ou au droit de la soudure, ledit évidement étant généralement lié à un problème de plaquage du pion de jonction avec la deuxième pièce à souder, qui est causé soit par un surplus de matière à l’interface des deux pièces, ou par un manque de matière à ladite interface. Cela peut résulter en une dégradation de la santé et de la résistance physique globale de la jonction soudée. Pour garantir une jonction électriquement soudée saine et exempte de vides, assurant une liaison robuste avec les pièces multi-matériaux, il est nécessaire d’adresser le problème de plaquage lors du 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, performante et économique permettant un assemblage de deux pièces de matériaux différents par soudage électrique en garantissant une jonction saine 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 l’extrémité distale formant une protubérance comprenant ladite face de liaison et faisant saillie depuis une face inférieure de la portion axiale, ladite protubérance présentant un diamètre égal à au plus 80% d’un diamètre total de ladite portion axiale, de manière à former un espace creux autour de ladite protubérance entre la face de liaison et la face inférieure. Préférentiellement, la portion axiale comprend un cylindre de diamètre essentiellement constant suivant toute une étendue axiale de ladite portion axiale i.e., depuis la tête jusqu’à la face inférieure. La face inférieure étant préférentiellement plane et perpendiculaire à l’étendue axiale de la portion axiale. Avantageusement, le diamètre de la protubérance étant mesuré à une jonction entre la face de liaison et la face inférieure de la portion axiale. Avantageusement, l’élément de jonction ainsi que la deuxième pièce sont obtenus à partir d’un matériau métallique, et sont préférentiellement formés en acier, tandis que la première pièce peut, par exemple, être formée en aluminium. 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 protubérance présente une forme demi-sphérique, et la face de liaison comprend une enveloppe générale bombée entre la face inférieure et un centre de ladite face de liaison. Préférentiellement, la face de liaison comprend un profil transversal intégralement bombé. Selon un mode de réalisation, le diamètre de la protubérance est égal à au moins 30% du diamètre total de la portion axiale et à au plus 60% dudit diamètre total. Selon un mode de réalisation, la portion axiale s’étend depuis la tête jusqu’à la face de liaison sur une longueur axiale totale correspondant à au moins 1 et à au plus 5 mm en plus d’une étendue axiale totale de l’orifice. Avantageusement, l’étendue axiale totale de l’orifice est présentée entre une surface supérieure et une surface inférieure de la première pièce, ladite surface inférieure étant destinée à venir contacter la deuxième pièce lors du soudage par résistance électrique. Selon un mode de réalisation, la protubérance s’étend axialement d’au moins 2 mm et d’au plus 10 mm depuis la face inférieure. Selon un mode de réalisation, la protubérance est configurée de manière à ce qu’une contenance de l’espace creux, délimitée par l’orifice lorsque la portion axiale traverse ledit orifice, soit sensiblement égale à un volume total de la protubérance. Selon un mode de réalisation, la protubérance est disposée au centre de la portion axiale. Selon un mode de réalisation, le diamètre total de la portion axiale est sensiblement constant sur toute une étendue axiale de ladite portion axiale, entre la tête et la face inférieure. 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 l’espace creux présenté autour de la protubérance entre la face de liaison et la face inférieure, permet de loger un fluage de la matière lors du soudage par résistance électrique. Cela permet ainsi d’assurer un bon plaquage des deux pièces, obtenant ainsi une jonction soudée dépourvue d’évidements et qui permet de préserver la qualité des assemblages multi-matériaux, améliorant ainsi la robustesse globale des véhicules automobiles. De plus, la fabrication de l’élément de soudage est simple. FIG. 1 représente une vue en coupe d’un élément de jonction selon l’invention, comprenant une portion axiale engagée avec un orifice correspondant d’une première pièce, et comprenant une extrémité distale formant une protubérance pourvue d’une face de liaison ; FIG. 2 illustre une vue en coupe lors d’une étape de soudage par résistance électrique des première et deuxième pièces, au moyen de l’élément de jonction selon l’invention ; FIG. 3 représente schématiquement une vue en coupe des 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. Tel qu’illustré, le pion 2 comprend une tête 4 destinée à prendre appui sur une surface supérieure 5.2 d’une première pièce 5 des deux pièces à assembler, lorsque ledit pion 2 traverse un orifice 5.1 correspondant sur la première pièce 5. Préférentiellement, le pion 2 comprend une portion axiale 6 s’étendant suivant l’axe principal 2.1 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, l’extrémité distale 8 forme une protubérance 9 s’étendant depuis une face inférieure 6.1 de la portion axiale 6 et présentant la face de liaison 10, ladite protubérance 9 comprenant de préférence une forme demi-sphérique, est positionnée au centre de la face inférieure 6.1, c’est-à-dire qu’elle est centrée par rapport à l’axe principal 2.1 De préférence, la face de liaison 10 forme une enveloppe générale bombée 10.2 s’étendant en révolution à 360° autour d’un centre 10.1 de ladite face de liaison 10, ledit centre 10.1 étant confondu avec l’axe principal 2.1 du pion de jonction 2. La protubérance 9 présente un diamètre « d » égal à au plus 80% d’un diamètre total « D » de la portion axiale 6. Le diamètre total D étant essentiellement constant sur toute une étendue axiale « a » de la portion axiale 6. Préférentiellement, le diamètre d de la protubérance 9 étant égal à au moins 30% et à au plus 60% du diamètre total D de la portion axiale 6. Plus préférentiellement, le diamètre total D correspond à environ le double (±10%) du diamètre d de la protubérance 9. Dans cette configuration, la protubérance 9 présente avec la face inférieure 6.1 un espace creux 12 autour de la face de liaison 10. Ledit espace creux 12 étant axialement délimité par une face inférieure 5.3 de la première pièce 5 à souder, et permet avantageusement de loger au fluage de la matière lors du soudage par résistance électrique afin de garantir un plaquage correct du pion 2 à la deuxième pièce. A cet égard, la protubérance 9 est configurée de manière à ce qu’une contenance de l’espace creux 12, délimitée par l’orifice 5.1, soit sensiblement égale (ou avec une variation de ±20%) à un volume total de ladite protubérance 9. Ainsi, le fluage de la matière provenant essentiellement de la protubérance 9, peut couvrir l’intégralité de l’espace creux 12, garantissant ainsi un remplissage convenable évitant la création d’évidements ou de surplus de matière. On peut voir que lorsque la tête 4 du pion 2 prend appui contre une face supérieure 5.2 de la première pièce 5, la protubérance 9 dépasse axialement (suivant l’axe principal 2.1) la surface inférieure 5.3, d’un dépassement « p » compris entre 1 mm et 5 mm. A cet effet, la portion axiale 6 comprend une longueur axiale totale « L » égale à la somme d’une étendue axiale totale « e » de la première pièce 5 et du dépassement p. La protubérance 9 s’étend axialement, depuis la face inférieure 6.1 jusqu’au centre 10.1 de la face de liaison 10, d’au moins 2 mm et d’au plus 10 mm. La FIG. 2 illustre une vue en coupe lors d’une étape de soudage par résistance électrique des première 5 et deuxième 7 pièces, au moyen du pion de jonction 2 selon l’invention. 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 5, celui-ci étant au moins égal au diamètre D de la portion axiale et moins large que la tête 4 du pion 2. Des électrodes « E » permettent, de part et d’autre des pièces 5 et 7, d’assurer la soudure par le passage d’un courant électrique à travers le pion de jonction 2. Ici, le dépassement p de l’étendue axiale de la protubérance 9, au-delà de la surface inférieure 5.3 de la première pièce 5, permet de garantir un point de contact 10.1 optimisé de la face de liaison 10 à la deuxième pièce 7, favorisant ainsi un passage de courant efficace à travers le pion 2, résultant localement en une augmentation progressive de la température, au vu d’obtenir une jonction soudée exempte de vides. 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 selon l’invention. L’assemblage 3 peut, par exemple, correspondre à une pièce de carrosserie d’un véhicule automobile 1. Avantageusement, la tête 4 maintient solidement la première pièce 5 avec la deuxième pièce 7, et la jonction soudée 16 visible à la FIG. 3 est saine et dépourvue de tout évidement pouvant compromettre sa rigidité, l’assemblage 3 est donc rigide. Cela notamment grâce à la forme et à la position de la protubérance qu’a permis lors du soudage électrique d’éliminer le risque de présence d’un défaut de mise en contact des deux pièces 5, 7 et de création de vides au droit de la soudure. En effet, le fluage de matière ayant parfaitement rempli l’espace creux dédié, a permis d’assurer un bon plaquage du pion 2 contre la deuxième pièce 7, et donc de préserver les propriétés mécaniques de la jonction 16 ainsi que 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 (7) ; caractérisé en ce que l’extrémité distale (8) formant une protubérance (9) comprenant ladite face de liaison (10) et faisant saillie depuis une face inférieure (6.1) de la portion axiale (6), ladite protubérance (9) présentant un diamètre égal à au plus 80% d’un diamètre total de ladite portion axiale (6), de manière à former un espace creux autour de ladite protubérance (9) entre la face de liaison (10) et la face inférieure (6.1). Elément de jonction (2) selon la revendication 1, dans lequel la protubérance (9) présente une forme demi-sphérique, et la face de liaison (10) comprend une enveloppe générale bombée (10.2) entre la face inférieure (6.1) et un centre (10.1) de ladite face de liaison (10.1). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel le diamètre (d) de la protubérance (9) est égal à au moins 30% du diamètre total (D) de la portion axiale (6) et à au plus 60% dudit diamètre total (D). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la portion axiale (6) s’étend depuis la tête (4) jusqu’à la face de liaison (10) sur une longueur axiale totale (L) correspondant à au moins 1 et à au plus 5 mm en plus d’une étendue axiale totale (e) de l’orifice (5.1). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la protubérance (9) s’étend axialement d’au moins 2 mm et d’au plus 10 mm depuis la face inférieure (6.1). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la protubérance (9) est configurée de manière à ce qu’une contenance de l’espace creux (12), délimitée par l’orifice (5.1) lorsque la portion axiale (6) traverse ledit orifice (5.1), soit sensiblement égale à un volume total de la protubérance (9). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la protubérance (9) est disposée au centre (2.1) de la portion axiale (6). Elément de jonction (2) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le diamètre total (D) de la portion axiale (6) est sensiblement constant sur toute une étendue axiale (a) de ladite portion axiale (6), entre la tête (4) et la face inférieure (6.1). 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 8.