CH380496A - Procédé de soudage par ultra-sons - Google Patents

Description

  Procédé de soudage par     ultrasons       L'objet de la présente invention est un procédé de  soudage, par ultrasons, de deux pièces métalliques  faites de métaux différents et incompatibles.  



  On sait que le soudage par ultrasons permet d'as  sembler des pièces métalliques sans apport extérieur  de chaleur. Ce procédé peut être utilisé dans de nom  breux cas où les procédés de soudage usuels sont in  applicables, notamment pour assembler certaines pièces  faites de métaux différents.  



  Toutefois, on a constaté que certains métaux sont  incompatibles et ne peuvent pas être soudés ensemble  par ultrasons selon les procédés usuels. C'est ainsi  notamment que si on tente de souder une pièce en  acier avec une pièce en laiton en pressant ces pièces  l'une contre l'autre, l'une d'elles étant appuyée contre  un support     fixe    et l'autre étant en contact avec une       sonotrode    à fréquence ultrasonore, selon une méthode  connue, aucune liaison ne s'établit entre ces deux pièces.  Au contraire, il se forme entre elles un résidu métal  lique     pulvérulent    dont la matière provient en général  de celui des deux métaux en contact qui est le plus ten  dre.

   On peut expliquer la formation de ce résidu en  supposant que les aspérités de celui des deux métaux en  présence qui est le plus dur ou qui présente la plus  grande cohésion, en vibrant par rapport à l'autre métal,  le labourent et de cette façon le désagrègent alors que,  lorsque ce sont deux métaux compatibles qui sont en  présence, les aspérités des surfaces métalliques en  contact subissent, sous l'effet des vibrations, de petites  déformations élastiques périodiques, de même fré  quence que les vibrations, sans que ces déformations  ne conduisent à des     ruptures    de ces aspérités. L'énergie  émise par la     sonotrode    dans l'une des pièces, en pro  voquant un échauffement extrêmement localisé des  zones de contact, réalise alors le soudage de ces pièces.  



  Selon les expériences qui ont été faites, la compati  bilité ou l'incompatibilité de deux métaux à être soudés    directement par ultrasons dépend notamment de leur  dureté. Toutefois, cette caractéristique n'est pas la  seule qui entre en ligne de compte. La résistance et  l'élasticité jouent aussi un rôle non négligeable, de  même que la constitution des métaux en présence.  On a remarqué par exemple que certains alliages de  décolletage et certains métaux durcis sont incompa  tibles entre eux. Ainsi, l'acier qui est compatible pour  le soudage par ultrasons avec le nickel, les     alliages     nickel-cuivre, l'or et les     alliages    or-cuivre notamment,  est incompatible avec le laiton.

   Ce dernier métal, de  son côté, est compatible avec le cuivre, le nickel et les  alliages de ces deux métaux ensemble.  



  Le but de la présente invention est de créer un  procédé permettant d'éviter la formation du résidu  mentionné ci-dessus et d'assembler deux pièces de  métaux différents, par soudage aux ultrasons, même  si ces deux métaux sont incompatibles.  



  Pour cela, dans le procédé selon l'invention, on  solidarise de l'une desdites pièces un métal différent  de     celui    de cette pièce et compatible avec celui de  l'autre et on met la dite autre pièce en contact avec  le dit métal.  



  Un exemple de mise en     oeuvre    du procédé selon  l'invention ainsi que quelques variantes sont décrits  en détails ci-dessous.  



  Selon cet exemple, pour souder une pièce en acier  à une pièce en laiton par le moyen des ultrasons, on  procède comme suit:  Sur la pièce de laiton, on dépose par traitement  galvanique une couche mince de nickel. Le traitement  galvanique est     effectué    de telle façon que l'épaisseur  de la couche de nickel soit d'environ 5 microns. Il n'est  pas nécessaire que la couche de nickel ainsi déposée  couvre toute la surface de la pièce; il suffit que la zone  destinée à être mise en contact avec la pièce en acier  pour le soudage soit entièrement recouverte. En outre,      il faut que le dépôt adhère parfaitement à la surface  de la pièce en laiton, sinon l'opération de soudage  ultérieure ne provoque qu'un arrachement et une des  truction de ce dépôt, sans réaliser l'assemblage désiré.  



  Au lieu d'effectuer ce dépôt par voie galvanique,  on pourrait aussi, dans une variante, plaquer à chaud  sur la pièce en laiton, une mince feuille de nickel de  l'épaisseur mentionnée ci-dessus. On pourrait aussi,  dans d'autres variantes, obtenir cette couche mince de  nickel par évaporation sous vide selon un procédé  connu en soi ou en faisant agir sur la surface de la  pièce en laiton une combinaison chimique à base de  nickel, en solution liquide, ou sous forme gazeuse,  cette combinaison se décomposant en présence du lai  ton et libérant le nickel de façon à le déposer sur la  surface du laiton.  



  Il     suffit    ensuite de placer les deux pièces l'une contre  l'autre, de telle façon qu'une zone de la surface de la       pièce    en laiton qui est recouverte par la couche de  nickel soit en contact avec la pièce en acier et de sou  mettre ces pièces à une opération de soudage aux ultra  sons selon un procédé connu. Ainsi, on place l'une  des pièces sur un support rigide, tandis que l'autre est  pressée contre la première par la pointe d'une     sono-          trode    capable de produire dans cette pièce des vibra  tions ultrasonores. Comme dans les procédés de sou  dage usuels, on utilise des vibrations d'une fréquence  de l'ordre de 20 000 à 40 000 cycles et d'une amplitude  de l'ordre de 1 centième de millimètre.

   Ainsi l'ampli  tude des     vibrations    est environ le double de l'épaisseur  de la couche de nickel déposée sur la pièce en laiton.  Après avoir laissé agir les vibrations ultrasonores pen  dant une durée de 2 à 5 secondes, le soudage est ter  miné. On constate que le nickel qui formait la couche  mince déposée sur la surface du laiton a entièrement  diffusé dans le laiton et dans l'acier, de sorte que cette  couche ne peut plus être décelée et que l'acier et le  laiton sont effectivement soudés l'un à l'autre.  



  Le point de soudure ainsi obtenu présente une résis  tance mécanique supérieure à celle de celui des deux  métaux qui est le moins résistant. Ainsi un essai de  rupture du point de soudure provoque un arrachement    d'une zone de la pièce en laiton qui entoure le point  de soudure, cette zone restant solidaire de la pièce  en acier.  



  Le procédé décrit permet de réaliser facilement  des soudures de qualité parfaite entre des     pièces    faites  de métaux qui sont incompatibles pour le soudage par  ultrasons selon les procédés connus. II peut être  appliqué pour le soudage de n'importe quelle paire  de métaux incompatibles. Selon les cas, le métal que  l'on solidarise à l'une des pièces à assembler, au lieu  d'être du nickel, peut aussi être du cuivre ou un     alliage     de cuivre, de l'or ou un alliage d'or, ou encore un  alliage du groupe     fer-nickel-cobalt    par exemple. Ce  peut aussi être du titane pur ou allié ou du zirconium  pur ou allié.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de soudage, par ultrasons, de deux pièces métalliques faites de métaux différents et incompatibles, procédé caractérisé en ce qu'on solidarise à l'une des dites pièces un métal différent de celui de cette pièce et compatible avec celui de l'autre, et en ce qu'on met la dite autre pièce en contact avec ledit métal. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on donne au métal solidarisé à l'une des dites pièces la forme d'une couche mince et en ce qu'on fait agir les vibrations sonores jusqu'à ce que la dite couche ait complètement diffusé dans les pièces à assembler. 2.

   Procédé selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'on provoque des vibrations ultrasonores dont l'amplitude est de l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la dite couche mince. 3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on solidarise à l'une des dites pièces un métal dont la dureté est comprise entre celles des métaux dont sont faites les dites pièces.