REALISATION D'UNE LIAISON MECANIQUE ENTRE DES PIECES DE CARROSSERIE

L'invention concerne la réalisation d'une liaison mécanique entre deux pièces d'une carrosserie d'un véhicule. Une technique connue pour réaliser une telle liaison mécanique comprend :

- la disposition d'un ou de plusieurs matériaux, sous forme par exemple d'un cordon en alliage, entre les deux pièces d'un véhicule, puis

- un apport d'énergie pour chauffer ce matériau et le faire fusionner afin de venir réaliser ladite liaison mécanique.

L'apport d'énergie peut consister en un apport de chaleur. A cet effet, l'utilisation d'un chalumeau a été et est encore très répandue.

Cependant, le chalumeau a pour inconvénient principal d'apporter tant de chaleur que la température au niveau de la carrosserie est importante, entraînant en conséquence une déformation non souhaitée de celle-ci.

D'autre part, il faut prévoir des bouteilles de gaz inflammables à proximité pour alimenter le chalumeau, ce qui est encombrant et représente un risque supplémentaire pour l'utilisateur. Une autre manière de procéder est le soudage à l'arc, tel qu'un soudage à fil métallique par exemple en laiton sous gaz inerte (typiquement de l'argon, de l'azote ou des mélanges de ceux-ci), aussi appelé MIG (de l'acronyme anglo-saxon « Métal Inert Gaz »).

Un arc électrique est établi entre l'extrémité d'une électrode consommable et le substrat, sous protection gazeuse. L'électrode se présente sous la forme d'un fil massif ou fourré et le choix du gaz protecteur est déterminé par la nature du ou des matériaux à souder.

Cette technique engendre cependant une diffusion de métaux dans la carrosserie, entraînant une diffusion de chaleur et donc une déformation des pièces à assembler.

L'apport d'énergie peut également être optique. On utilise un laser puissant dont le rayon est alors concentré sur un fil de brasure constituée des matériaux de constitution de ladite liaison mécanique. On effectue ainsi un brasage laser. Le fil de brasure est amené de façon automatique par un dévidoir.

Le dévidoir peut se bloquer, provoquant alors des défauts importants dans la confection de la liaison mécanique, tels que des défauts supérieurs à 80 mm en longueur.

Ces défauts peuvent être de type absence ou insuffisance de liaison mécanique, ou au contraire présence d'un nœud de liaison.

Les défauts engendrés par la brasure laser peuvent néanmoins être en partie récupérés par masticage.

Cependant, le masticage ne peut être réalisé que sur des petites parcelles et ne procure aucune tenue mécanique supplémentaire des pièces à lier.

L'invention se propose de résoudre ces problèmes en proposant, selon un premier aspect, un dispositif apte à réaliser par induction la liaison entre deux pièces d'une carrosserie d'un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte une surface d'application du champ magnétique dont la forme est sensiblement complémentaire de celle de la surface de la liaison entre les deux pièces.

Selon un second aspect, l'invention propose un procédé de réalisation d'une liaison mécanique entre deux pièces d'une carrosserie d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en œuvre d'une fusion par induction d'un élément disposé entre les deux pièces par ledit dispositif.

Cette technique permet de localiser l'énergie sans déformer les deux pièces à souder.

D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, non limitative, et illustrée à l'aide des figures suivantes :

La figure 1 représente une vue en perspective d'un inducteur selon l'invention.

La figure 2 représente une source électrique de l'inducteur selon l'invention. La figure 3 représente une vue en perspective d'un ensemble inducteur selon l'invention.

Un dispositif appelé inducteur 30 selon l'invention comprend un élément répartiteur de l'énergie électromagnétique 10 et un élément de maintien 20 pour permettre la fixation de l'inducteur 30 à sa source d'énergie électrique. Le répartiteur d'énergie 10 est agencé pour transmettre un champ magnétique haute fréquence à un élément conducteur magnétique placé à proximité, entre les deux pièces de carrosserie à lier.

Ce dernier élément conducteur magnétique a une forme allongée selon une droite ou selon une courbe lorsqu'il est placé entre deux pièces de carrosserie à lier, épousant le profil de la carrosserie que l'on souhaite obtenir.

Cet élément peut ainsi être, par exemple, au moins un fil constitué de un ou plusieurs métaux.

Le répartiteur d'énergie 10 comprend dans sa partie basse une surface d'application 13 du champ magnétique, en matériau électriquement conducteur, de forme allongée, ayant une longueur égale à au moins une partie du fil et une largeur égale approximativement à la largeur séparant les deux pièces à lier

(i.e. largeur du cordon de liaison à réaliser).

Selon l'invention, les dimensions du répartiteur d'énergie 10 peuvent être choisies de sorte à se conformer à la surface de liaison qui peut être associée au profil des pièces à lier, sur au moins une partie de la longueur du fil. On pourra ainsi prévoir par exemple une surface d'application 13 légèrement concave si le profil des pièces à lier est légèrement bombé.

En référence à la figure 3, la surface d'application 13 présente ici une arête longitudinale de sorte à définir un élément saillant de section triangulaire, afin de correspondre à la surface de liaison en creux complémentaire.

Ceci va permettre d'appliquer un champ magnétique d'égale intensité sur toute la longueur du fil subissant l'induction.

D'autre part, afin de guider et focaliser l'énergie électromagnétique vers la surface d'application 13, le répartiteur d'énergie 10 comprend deux surfaces électriquement conductrices focalisantes 12 divergeant à partir de la surface d'application 13, les surfaces focalisantes 12 venant se terminer sur une partie haute électriquement conductrice 1 1 du répartiteur d'énergie 10.

Cette partie haute 1 1 du répartiteur d'énergie 10 a par exemple une forme parallélépipédique dont la base principale présente une superficie nettement plus grande que celle de la surface d'application 13.

Le répartiteur d'énergie 10 est constitué d'un matériau conducteur tel que le cuivre.

Il est en outre agencé pour permettre un refroidissement du matériau conducteur. A cet effet, le répartiteur d'énergie 10 peut être formé à partir d'une ou de plusieurs plaque(s), consitutée(s) dudit matériau conducteur, de sorte à laisser un grand volume intérieur creux 14. On limite ainsi un dégagement de chaleur en volume par rapport au cas d'un répartiteur d'énergie 10 plein.

Ce volume creux 14 peut être prévu pour présenter une entrée et une sortie, afin d'y engager une partie d'une circuiterie de fluide refroidissant. On peut ainsi prévoir un circuit d'eau froide étanche venant refroidir le répartiteur d'énergie 10.

L'inducteur 30 comprend en outre un élément de maintien 20 fixé de façon rigide sur la partie haute 1 1 du répartiteur d'énergie 10. Cet élément de maintien 20 est agencé pour être relié mécaniquement et électriquement à un terminal de la source d'énergie électrique de l'inducteur 30.

En référence à la figure 2, ce terminal comprend une pince 50 permettant à la fois de tenir l'inducteur 30, au niveau de l'élément de maintien

20, et de lui transmettre l'énergie électrique qu'il reçoit d'un générateur 40 via un câblage 70.

Afin d'optimiser l'utilisation de l'inducteur 30 avec ce type de pince 50, l'élément de maintien 20 comprend avantageusement deux surfaces de maintien 22 planes et parallèles entre elles au niveau desquelles la pince 50 vient presser, pour faciliter la fonction de pince et pour minimiser les pertes électriques entres les éléments pinçant de la pince 50 et les portions des surfaces 22 en contact avec ces éléments pinçant.

Cet élément de maintien 20 est traversé par un canal 21 apte à recevoir un élément de fixation de fût cylindrique, cet élément de fixation étant agencé pour fixer l'inducteur 30 à un moyen d'attache lié à la source électrique. Ce moyen de fixation peut être de type vis, rivet, ou autre moyen. En conséquence, la paroi du canal 21 peut être taraudée ou lisse selon le moyen de fixation utilisé. Dans le cas de la pince 50, le canal axial 21 est transversal aux surfaces de maintien 22 parallèles, et les éléments de fixation viennent fixer la pince 50 à l'élément de maintien 20.

L'élément de maintien 20 est réalisé en un matériau électriquement conducteur, tel que par exemple du cuivre, et peut aussi être éventuellement refroidi.

Cet élément de maintien 20 sert donc non seulement de moyen de préhension de l'inducteur 30, mais aussi à transmettre l'énergie électrique jusqu'au répartiteur d'énergie 10 sous-jacent.

L'élément de maintien 20 et le répartiteur d'énergie 10 sont formés ensemble l'un avec l'autre ou sont fixés l'un à l'autre par soudure, par un collage résistant à de hautes températures ou par un autre moyen.

Un système inducteur selon l'invention est représenté sur la figure 3. Cette figure montre en particulier bien le volume intérieur 14 et le moyen de fixation 60. Ce dernier peut être conducteur électrique.

En outre, la pince 50 est ici surmontée d'une poignée isolante électrique 80 munie d'une gâchette coupe-circuit (non montrée ici) permettant d'appliquer et de couper manuellement la tension électrique haute tension appliquée à l'inducteur 30. Par ailleurs, le générateur 40 peut comprendre des fonctions de réglage telles que la possibilité de prédéterminer un profil de tension appliquée et/ou de fréquence dans le temps. Le générateur 40 peut en outre comprendre une unité de gestion et de stockage de données permettant de programmer ces profils directement ou en fonction d'autres types de paramètres que la tension ou la fréquence.

Une utilisation d'un tel système inducteur selon l'invention comprend les étapes suivantes :

- disposer deux pièces à lier - e.g. par exemple une caisse et un pavillon en tôle d'épaisseur 0,7 à 0,8 mm environ galvanisés deux faces - séparées l'une à côté de l'autre par une distance déterminée, de sorte qu'elles aient un profil et une configuration similaires à ce qu'on souhaite obtenir après liaison;

- disposer dans une section entre les deux pièces un ou plusieurs fil(s) d'apport constitué(s) de un ou plusieurs matériau(x) apte(s) à fusionner sous l'application d'un champ magnétique haute fréquence ;

- placer l'inducteur 30 à une distance déterminée du ou des fil(s) afin de lui appliquer un champ magnétique déterminé sur la longueur du répartiteur d'énergie 10 de sorte à faire fondre le(s) fil(s), et à former au final un cordon de liaison mécanique entre les deux pièces. Le(s) fil(s) apporté(s) peu(ven)t être constitué(s) par exemple d'un alliage comprenant de l'argent et du laiton. L'utilisation de l'argent en association avec du laiton (ou zinc-cuivre) permet de diminuer la température de fusion par rapport à du laiton seul, pour une fluidité équivalente. Ainsi, on pourra adapter la teneur en argent dans le fil selon les exigences

coût/température. On pourra ainsi par exemple choisir la teneur en Argent autour de 30 %, 40 % ou 50 % en matière.

Avec de tels fils, la température de fusion descend autour de 700 °C (au lieu de 800 °C si on utilise uniquement du laiton) pour une fluidité équivalente. Les alliages utilisés sont particulièrement performants pour les matériaux utilisés pour les tôles de carrosserie d'automobile, tel que de la tôle galvanisée deux faces.

En outre, grâce à la configuration de l'inducteur 30 selon l'invention, l'application du champ magnétique est localisé uniquement au niveau de la liaison mécanique à réaliser, ce qui évite toute déformation des pièces à assembler.

La liaison mécanique réalisée par induction selon l'invention peut permettre non seulement d'assembler deux pièces initialement séparées l'une de l'autre, mais aussi de retoucher des liaisons de pièces déjà assemblées qui présentent des défauts de liaison.

On peut ainsi par exemple retoucher des pièces précédemment assemblées sous brasage laser présentant des défauts, y compris de gros défauts tels que des défauts supérieurs à 80 mm en longueur. Il suffit de dimensionner et poser un fil d'induction dans la concavité relative au défaut, et d'induire ensuite sa fusion pour retoucher le défaut.

Ce procédé pourra également être utilisé pour des petites cadences sur chaîne de façon à remplacer le brasage laser.