DESCRIPTION

L\' invention se rapporte à un procédé de fabri cation d \' a ss emo Lages composés de deux pièces collées et qui comprend en outre une étape de formage.

Elle a pour but essentiel de permettre de procéder très commodément et en particulier de ne pas démonter les pièces avant l \'obtention de l \'assemblage fi ni .

Le procédé uti lisé j usqu\'à présent par la société demanderesse consistai t à former à chaud et séparément les pièces composant l \'assemblage, dans un régime de déformation dit superplastique où de grands a llongements sont possibles. Les deux pièces étaient ensuit e collée s en interposant une couche d\'époxyde entre leurs surfaces en contact. Pour cela elles étaient placée s dans une enceinte autoclave où une p ression était appliquée sur les pièces pour les presse r ains i qu\'une température suffisante pour t ransformer la couche d\'époxyde et permettre à ce matériau de deveni r collant .

Outre l\' inconvénient de voi r uti liser des apparei l s successifs , ce procédé était peu avantageux quand l \'assemblage était un panneau raidi de nervures creuses produites par le formage d\'une des pièces, ca r la pression nécessaire au collage tendait à les écraser. Les cavités des nervures devaient donc être remplies à la main d \'un matériau résistant à l\'écrasement tel qu\'une structure en nid d\'abei lles.

Une autre technique d \'assemblage de deux pièce s pa r pressage évite l \'emploi d\'adhési f et consi ste à réa liser par pressage une diffusion de la

matière aux surfaces c\'assemblage des pièces. On peut se reporter aux sreveis français 2 304 438 et 2 552 500 pour l\'exposé de ces techniques. Dans tous les exemples connus se la αemanαeresse, l\'assemblage précède le formage de l \' ensemD le , et de plus le soudage par diffusion est inapplicable aux alliages d\'aluminium qui constituent une application importante de l \'invention.

Enfin, le brevet français 2 374 109 décrit le pressage d\'un revêtement sur une ai le d\'avion au moyen de ballons remplis d\'air pour le mettre à la forme voulue, suivi d\'un démontage et de l \'application d\'une couche adhesive, après quoi on peut réaliser l \' assemb lage .

Ce procédé nécessite de nombreuses interventions manuelles et en général l\'interposition d\'une couche intermédiaire au moment du formage pour éviter tout collage et former à la bonne forme. IL est conçu pour de grandes pièces en séries peu nombreuses.

L\'invention est quant à elle relative à un procédé de fabrication d\'assemblages composés de deux pièces collées, caractérisé en ce qu\'i l consiste à placer Les pièces sur deux éléments, poinçon et matrice de presse, à placer une couche adhesive sur des surfaces d\'au moins une des pièces faisant face à L \' autre des pièces, à former au moins une des pièces en pressurisant entre Les poinçon et matrice pour forcer La matière de Ladite pièce dans des cavités du poinçon sur Lequel elle est placée, et à presser les pièces L \'une sur L \'autre en approchant Les poinçon et matrice. Les assemblages sont ainsi réalisés presque sans intervention manuelle et sans changement d\'outi llage. es pièces seront fréquemment formées à chaud, à une température créant un régime de super lasticité plus ou moins prononcé, selon les besoins, c\'est-à-dire selon L \' importance ces déformations exigées.

On va maintenant décri re l\' invention plus en détai l a L \' aide ces figures suivantes annexées à titre i llustratif et non Limitatif :

- Les figures 1 et 2 représentent un exemple αe mise en oeuvre eu procédé,

- et La figure 3 représente Le produit obtenu par Le procédé.

La pièce à obtenir est un élément de capot de moteur en forme de portion de cylindre ou de cône. On dispose une tôle extérieure 1 d\'aluminium sur une surface concave de même forme d\'une matrice supérieure 2 et une tôle intérieure 3 de même nature sur la surface convexe d\'un poinçon inférieur 4 qui présente cependant des cannelures 5 en forme de nervures à former sur la tôle inférieure 3. Les tôles ont été préalablement dégraissées et décapées et on a appliqué sur les portions à coller des surfaces de chaque tôle 1 et 3 (c\'est-à-dire sur Les portions qui ne viennent pas en face des cannelures 5) une mince sous-couche de matériau d\'accrochage 6 (quelques microns d\'épaisseur suffisent) au pistolet puis une couche de matériau adhésif 7 (de quelques dizaines de microns d\'épaisseur) . Le matériau d\'accrochage peut être un matériau t ermoou rc i s sab Le ou un matériau thermostable du type polyi ide et le matériau adhésif peut être un po L ét e rét he rkétone CPEEK) ou plus généralement un matériau thermopiastique. Un procédé simple pour éviter de recouvrir certaines parties des tôles 1 et 3 consiste à masquer ces parties par des feui lles souples αui sont ensuite reti rées.

La première étape consiste à obtenir Le formage ou forgeage à chaud des tôles, ici uniquement αe La tôle inférieure 3. Les éléments 2 et 4 sont maintenus écartés par des espaceurs 8 qui maintiennent a atrice supérieure 2 surélevée. Les espaceurs 8

consistent en des cales qui peuvent être posées sur La même taole T que Le poinçon inférieur 4 et s\'étendent le long ces Lignes de joint.

Les éléments 2 et 4 sont enfermés dans une enceinte étancne E qui est alors soumise à une pression suffisante pour que la matière des tôles 1 et 3 qui n\'est pas soutenue par la surface des éléments 2 et 4 se déforme : les nervures 9 produites par l\'écoulement plastique ou superplastique du métal de la tôle interne 3 au fond des cannelures 5 sont ainsi formées comme on Le voit sur La figure 2.

Les faces latérales non représentées des éléments 2 et 4 sont recouvertes par des panneaux porteurs d\'un joint d\'étanchéité plan qui permet d\' isoler les volumes des cannelures 5, entre la tôle inférieure 3 et le poinçon inférieur 4, et ainsi de ne pas Les pressuriser. La communication entre les tôles 3 et 4 et le volume pressurisé de l\'enceinte E est rétablie par un conduit C percé dans un espaceur 8. L\'ensemble est chauffé pour permettre des déformations plastiques suffisantes. Une température de 350 à 400°C peut suffi re avec une pression effective de 0,6 à 1,5 bars dans un cas concret. Des températures relativement peu élevées suffisent quand les défprmations exigées sont plutôt faibles, comme c\'est Le cas ici , et qu\'i l est inuti le de chauffer au régime de La plus fprte superp La st i c i té . IL faut bien entendu que La couche adhesive 7 et la sous-coucne d\'accrochage 6 ne soient pas détruites par L \' é chau ement, mais cette condition dépend des matériaux qui les constituent et i l est possible d\'y satisfaire assez faci lement en pratique. La sous-couche d\'accrochage 6 peut d\'ai lleurs souvent être omise.

L\'étape suivante commence par le retrait des espaceurs 8 de sorte que Le flan supérieur 2 tombe sur

Le poinçon inférieur 4 et que Les surfaces encollées des tôles 1 et 3 iennent en contact. L\'échauffe ent et La pression sont portés à des valeurs suffisantes pour que Le atériau ce La couche 7 devienne adhésif et que Les tôles 1 et 3 soient pressées suffisamment fermement l \'une sur L \'autre par la pression qui s\'exerce à L \'extérieur des éléments 2 et 4. Des températures de 380 à 420°C et des pressions de 1 à 5 bars conduisent à des résultats satisfaisants dans le présent exemple. Les panneaux latéraux peuvent être omis dans cette seconde étape. On laisse ensuite refroidir l\'outi llage et les pièces et on démoule l\'assemblage, dans lequel les tôles 1 et 2 forment désormais un panneau raidi, représenté à la figure 3, qui présente une solidité suffisante au joint collé.

On constate qu\'aucune manipulation n\'est nécessaire au cours du procédé à l \'exception du retrait des espaceurs 8, et que les seules autres interventions consistent à modifier les conditions de température et de pression dans L \'enceinte.

^Q uelques exemples de mise en oeuvre de l\' invention sont encore donnés succinctement ci-dessous pour i llustrer des régimes de superplast cité :

- pour l\'alliage TA6V : chauffer à 925°C et appliquer une pression de 20 bars pour obtenir des allongements de 1000% ;

- pour L\'alliage AZ5GU : chauffer à 510°C et appliquer une pression de 5 bars sur une face de la plaque et une con re-pression de 40 bars sur la face opposée pour obtenir des allongements de 1000% : cette réalisation impose donc deux sources de pression distinctes ;

- pour l\'alliage Inconel 718 : chauffer à 985°C et appliquer une pression de 20 bars pour obtenir des allongements αe 500%.