Procédé d'assemblage de deux pièces en tôle par soudo-brasage Method of assembling two sheet metal parts by solder-brazing
La présente invention est relative à un procédé d'assemblage de deux pièces en tôle par soudo-brasage. The present invention relates to a method of assembling two pieces of sheet metal by braze welding.
Le procédé d'assemblage par soudo-brasage est notamment utilisé dans le domaine automobile. Traditionnellement, au cours de ce procédé, on déplace en continu le long de la ligne de jonction présente entre deux pièces en tôle à assembler, un faisceau laser et un fil de métal d'apport, tel qu'un alliage de cuivre. Lors de ce déplacement, le faisceau laser fait fondre le fil de métal d'apport pour former un cordon de brasage continu entre les deux pièces à assembler. Un tel procédé est particulièrement apprécié pour assembler des pièces d'un volume important tel qu'un pavillon de véhicule et un côté de caisse. Il permet d'obtenir une zone de jonction possédant un cordon de brasage continu et étanche sans déformer les pièces assemblées. Un tel cordon de brasage est lisse et régulier, et présente un bel aspect ; ce qui évite de devoir masquer le cordon de brasage au cours d'une opération ultérieure. The process of assembling by solder-brazing is used in particular in the automotive field. Traditionally, during this process, a laser beam and a filler wire, such as a copper alloy, are continuously moved along the junction line between two sheet metal parts to be assembled. During this movement, the laser beam melts the filler wire to form a continuous solder bead between the two parts to be assembled. Such a method is particularly preferred for assembling large volume parts such as a vehicle roof and a body side. It makes it possible to obtain a junction zone possessing a continuous and waterproof brazing cord without deforming the assembled parts. Such a solder bead is smooth and regular, and has a beautiful appearance; This avoids having to mask the solder bead during a subsequent operation.
De plus, cette technique permet de diminuer la largeur de la zone d'assemblage habituellement nécessaire pour de telles pièces, par exemple lors d'un assemblage par points de soudure électriques, et permet donc d'alléger sensiblement les pièces à assembler. Toutefois, le procédé d'assemblage par soudo-brasage perd rapidement en rentabilité lorsque les cadences de fabrication sont peu élevées, comme par exemple, pour la fabrication de prototypes ou de véhicules à très faible cadence. Ceci s'explique par le coût important de l'installation nécessaire pour la mise en oeuvre du faisceau laser et également, à cause de l'installation de moyens de protection nécessaires lors de l'utilisation d'une telle technologie. In addition, this technique reduces the width of the assembly area usually required for such parts, for example during an assembly by electric welding spots, and thus allows to significantly lighten the parts to be assembled. However, the braze-solder assembly process rapidly loses profitability when production rates are low, for example, for the manufacture of prototypes or very low-speed vehicles. This is explained by the high cost of the installation required for the implementation of the laser beam and also because of the installation of protective means necessary when using such technology.
L'invention a pour but de proposer un procédé d'assemblage de deux pièces en tôle par soudo-brasage peu couteux même pour des cadences de fabrication peu élevées. The object of the invention is to propose a process for assembling two sheet metal parts by inexpensive welding-welding even for low production rates.
L'invention a donc pour objet un procédé d'assemblage de deux pièces en tôle par soudo-brasage dans lequel : - on dispose au niveau de la ligne de jonction des deux pièces à assembler un fil de métal d'apport, puis - on utilise une source de chaleur destinée à faire fondre le fil de métal d'apport pour former un cordon de brasure entre les deux pièces à assembler, caractérisé en ce que ladite source de chaleur est à rayonnement infrarouge. Suivant des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les deux pièces en tôle peuvent appartenir à une caisse de véhicule automobile ; - les deux pièces en tôle peuvent être toutes les deux soit en acier, soit en aluminium, soit l'une des pièces est en acier et l'autre est en aluminium ; - la source de chaleur peut être disposée à une distance de 10 à 30 mm de la ligne de jonction ; - la source de chaleur peut présenter une forme épousant celle de la ligne de jonction ; - la source de chaleur peut posséder une longueur sensiblement équivalente à celle de la ligne de jonction des pièces à assembler ; - le fil de métal d'apport peut être composé d'un alliage à base d'étain ou de zinc ; - le fil de métal d'apport peut posséder une température de fusion comprise entre 200 et 450°C ; - un flux décapant peut être passé au niveau de la ligne de jonction afin de désoxyder ladite ligne de jonction, en vu d'obtenir un cordon de brasage de bonne qualité. The subject of the invention is therefore a process for assembling two sheet metal parts by solder-brazing, in which: - at the junction line of the two parts to be assembled, a filler wire is provided, and then uses a heat source for melting the filler wire to form a solder bead between the two parts to be assembled, characterized in that said heat source is infrared radiation. According to particular embodiments of the invention, the method comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination: the two sheet metal parts may belong to a motor vehicle body; - The two sheet metal parts may be both steel or aluminum, or one of the parts is steel and the other is aluminum; the heat source can be arranged at a distance of 10 to 30 mm from the junction line; the heat source may have a shape matching that of the junction line; - The heat source may have a length substantially equivalent to that of the junction line of the parts to be assembled; the filler metal wire may be composed of an alloy based on tin or zinc; the filler metal wire may have a melting point of between 200 and 450 ° C .; - A stripping flux can be passed at the junction line to deoxidize said junction line, in order to obtain a good quality solder bead.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une caisse de véhicule automobile dont certaines tôles sont destinées à être assemblées par soudo-brasage ; - la figure 2 est une vue en coupe montrant le principe d'assemblage par soudo-brasage de deux tôles ; et - la figure 3 est une vue en coupe montrant deux tôles assemblées par soudo-brasage. Sur la figure 1, une caisse 2 de véhicule est représentée. Cette caisse 2 possède différentes tôles pouvant être assemblées par soudo-brasage. The features and advantages of the invention will become apparent from the following description, given by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a perspective view of a vehicle body automobile of which some sheets are intended to be assembled by solder-brazing; - Figure 2 is a sectional view showing the principle of solder-welding assembly of two sheets; and - Figure 3 is a sectional view showing two sheets joined by solder-brazing. In Figure 1, a vehicle body 2 is shown. This box 2 has different sheets that can be assembled by solder-brazing.
Ces tôles à assembler par soudo-brasage peuvent être, par exemple, un pavillon 4 et un côté de caisse 6. Selon l'invention, le procédé d'assemblage par soudo-brasage comprend les étapes suivantes : un fil 8 d'apport en métal, par exemple un alliage à base d'étain ou de zinc, est positionné au niveau de la ligne de jonction 10 des tôles 12, 14 à assembler ; - un flux décapant est ensuite passé au niveau de la ligne de jonction, ce flux peut être un liquide ou une pâte ; il permet de désoxyder la ligne de jonction 10 en vu d'obtenir un cordon de brasage de bonne qualité, régulier et donc notamment dépourvu de porosité ; puis - une source de chaleur 18 à rayonnement infrarouge est disposée à proximité, de préférence à une distance de 10 à 30 mm, de la ligne de jonction 10 ; - la source de chaleur 18 infrarouge est activée afin de faire fondre le fil 8 de métal d'apport pour former un cordon de brasage 16 ; la source de chaleur 18 peut posséder, selon les conditions à appliquer, une intensité constante, pulsée, croissante ou décroissante, ces conditions dépendent notamment du type de fil 8 d'apport ou du matériel, mettant en oeuvre le procédé ; 20 25 30 - lorsque le cordon de brasage 16 est formé, la source de chaleur 18 est désactivée, puis retirée ; - lors d'une dernière opération, on nettoie la ligne de jonction 10 afin d'ôter les résidus résultant de l'opération de soudo- brasage, et notamment les résidus du flux décapant. Le fil 8 d'apport en métal utilisé possède une température de fusion comprise entre 200 et 450°C. L'utilisation d'un fil 8 d'apport à base d'étain ou de zinc, continu, permet d'obtenir un assemblage continu et étanche. En variante, à la place du fil 8 d'apport à base d'étain ou de zinc continu, des tronçons de fil, non représentés, régulièrement espacés, peuvent être positionnés au niveau de la ligne de jonction 10. Toutefois, si ces tronçons sont espacés de plus de 15 mm, l'assemblage obtenu est discontinu et n'assure pas l'étanchéité de la ligne de jonction 10. De préférence, la source de chaleur infrarouge 18 est une lampe possédant un tube émetteur, présentant une forme épousant celle de la ligne de jonction. Le temps d'allumage de la source de chaleur est un paramètre important en vu d'obtenir un cordon de brasage présentant un bel aspect. Il sera 20 déterminé par l'homme du métier mettant en oeuvre le procédé et sera notamment fonction de l'intensité de la lampe et de la température de fusion du fil d'apport. La lampe infrarouge utilisée peut être celle habituellement mis en oeuvre dans l'industrie automobile pour la cuisson des peintures ou la 25 polymérisation de produits organiques de type colle. Les tôles à assembler peuvent être toutes les deux soit en acier, soit en aluminium, mais également l'une peut être en acier et l'autre en aluminium. La figure 1 montre schématiquement la position et la longueur de 30 la source de chaleur 18 infrarouge par rapport aux tôles à assembler, ici le pavillon 4 et le côté de caisse 6. Comme représenté ici en vue d'un assemblage du pavillon 4 et du côté de caisse 6, la lampe infrarouge possède une longueur 10 15 sensiblement équivalente à celle de la ligne de jonction 10 des pièces à assembler. Un tel procédé permet d'utiliser la technique du soudo-brasage, et de garder les avantages associés, pour des caisses de véhicule produites à de faibles cadences, tout en évitant les lourds investissements nécessaires pour la mise en oeuvre du faisceau laser comme source de chaleur. These sheets to be assembled by solder-brazing can be, for example, a roof 4 and a body side 6. According to the invention, the solder-brazing assembly method comprises the following steps: metal, for example an alloy based on tin or zinc, is positioned at the junction line 10 of the sheets 12, 14 to be assembled; a stripping flux is then passed at the level of the junction line, this flux may be a liquid or a paste; it makes it possible to deoxidize the junction line 10 in order to obtain a solder bead of good quality, regular and therefore in particular devoid of porosity; then - a heat source 18 with infrared radiation is disposed near, preferably at a distance of 10 to 30 mm, the junction line 10; the infrared heat source 18 is activated in order to melt the solder wire 8 to form a solder bead 16; the heat source 18 may have, depending on the conditions to be applied, a constant, pulsed, increasing or decreasing intensity, these conditions depend in particular on the type of filler wire 8 or equipment, implementing the method; When the solder bead 16 is formed, the heat source 18 is deactivated and then withdrawn; during a last operation, the junction line 10 is cleaned in order to remove the residues resulting from the braze-welding operation, and in particular the residues of the flux remover. The metal filler wire 8 used has a melting temperature of between 200 and 450 ° C. The use of a tin-based filler wire 8 or zinc, continuous, provides a continuous and sealed assembly. As a variant, instead of the tin or zinc-based filler wire 8, wire sections, not shown, regularly spaced apart, can be positioned at the junction line 10. However, if these sections are spaced apart by more than 15 mm, the assembly obtained is discontinuous and does not ensure the sealing of the junction line 10. Preferably, the infrared heat source 18 is a lamp having a transmitter tube, having a conforming shape that of the junction line. The ignition time of the heat source is an important parameter in order to obtain a solder bead having a beautiful appearance. It will be determined by those skilled in the art implementing the method and will in particular function of the intensity of the lamp and the melting temperature of the filler wire. The infrared lamp used may be that usually used in the automotive industry for baking paints or the polymerization of glue-type organic products. The sheets to be assembled may be both steel or aluminum, but also one may be steel and the other aluminum. FIG. 1 schematically shows the position and the length of the infrared heat source 18 with respect to the sheets to be assembled, here the horn 4 and the body side 6. As shown here with a view to assembling the horn 4 and the 6, the infrared lamp has a length substantially equivalent to that of the junction line 10 of the parts to be assembled. Such a method makes it possible to use the braze-welding technique, and to keep the associated advantages, for vehicle bodies produced at low speeds, while avoiding the heavy investments necessary for the implementation of the laser beam as a source of heat.