La présente invention a pour objet un procédé d'assemblage par brasage tendre de conducteurs électriques dans le réceptacle des fiches et douilles de prises de courant et un poste de brasage pour sa mise en oeuvre.
L'utilisation du brasage tendre pour de tels assemblages est très répandue dans de nombreux domaines d'application de l'énergie électrique, depuis le domaine domestique jusqu'à celui de l'astronautique.
Ce succès est dû essentiellement à la fiabilité reconnue de ce moyen d'assemblage qui assure la plus grande intimité entre les éléments assemblés, par opposition aux procédés de sertissage dans lesquels le contact intime des éléments assemblés ne peut être assuré sur toute la zone sertie.
Dans le procédé connu le plus courant d'assemblage par brasage tendre, l'opérateur met en contact et maintient dans cette position les deux éléments à assembler, après s'être assuré de leur propreté et au besoin après les avoir décapés; puis il approche de la zone d'assemblage la brasure, généralement constituée par un cordon creux composé de colophane enrobée d'étain, et un moyen de chauffage de la brasure tel qu'un fer à souder, préalablement amené à la température adéquate pour faire fondre la brasure.
Au point de contact du fer à souder, la brasure fond et se répand dans la zone d'assemblage.
Cette opération menée à bien, l'opérateur écarte le fer à souder et maintient encore en contact les deux éléments assemblés jusqu'à refroidissement suffisant de ceux-ci, par convexion dans l'air ambiant, pour assurer leur tenue.
En variantes, lorsque les éléments à assembler sont de masse relativement importante, on effectue une opération préalable de chauffage de ces éléments, par conduction à l'aide d'un chalumeau ou du fer à souder, destinée à les amener à la température de fusion de la brasure et dans certains cas même, un étamage des emplacements à braser est effectué avant l'opération proprement dite de brasage, afin de s'assurer de leur mouillabilité.
Mais ces variantes sont peu utilisées dans le domaine de l'assemblage des conducteurs électriques où l'on a affaire à des éléments de faible masse tels que les fils, fiches et douilles, et pour lesquels sont utilisées des brasures à grand pouvoir mouillant.
La fiabilité des assemblages effectués selon ces procédés connus de brasage n'est pas garantie et dépend pour beaucoup de la qualité de l'opérateur et de son adresse.
En effet, le chauffage par conduction de la brasure ou des éléments à assembler à partir d'un point ou d'une génératrice de contact avec un fer à souder est difficile à contrôler car la chaleur ainsi transmise ne s'étend pas d'une manière uniforme dans toute la masse de l'élément chauffé. En particulier, lorsqu'on brase de cette manière une fiche de contact, la brasure qui est en contact direct avec la panne du fer à souder peut très bien fondre et s'écouler sur l'emplacement du brasage avant que celui-ci n'ait atteint dans sa totalité la température nécessaire.
Un opérateur peu qualifié ne s'apercevra pas qu'il a réalisé ainsi ce que l'on appelle en langage de métier une brasure froide , de faible tenue, dans laquelle la brasure n'a pas pu atteindre le fond du réceptacle de la fiche; ce dernier phénomène étant dû également au fait que cette partie de la fiche, éloignée du fer à souder donc moins chauffée que le reste, ne s'est pas dilatée dans les mêmes proportions.
L'opérateur s'apercevra d'autant moins de ces phénomènes que généralement, pendant l'opération de brasage, toute son attention est portée sur la manipulation simultanée des éléments à braser, de la brasure et du fer à souder.
L'image angoissante d'un braseur maintenant d'une seule main et dans une position inconfortable les deux éléments à braser, le fer à souder de l'autre main et le cordon de brasure entre les dents est suffisamment éloquente pour illustrer l'adresse dont il doit souvent faire preuve.
Et ceci devient d'autantplus critique lorsqu'il s'agit de conducteurs électriques à braser dans les réceptacles des fiches ou des douilles de petites dimensions d'une prise de courant multifilaire, parfois tout en haut d'un tableau électrique, dans un endroit difficilement accessible et exigu.
On citera encore les risques de souillures, inhérents à ce procédé de brasage, dûs à la fusion accidentelle de matières isolantes des conducteurs, situées à proximité immédiate de la zone d'action du fer à souder.
Le procédé et le dispositif d'assemblage par brasage selon l'invention ont pour but de remédier aux inconvénients cités par une simplification des manipulations nécessaires et l'application d'un moyen de chauffage offrant des garanties de fiabilité quasi automatiques.
A cet effet, le procédé d'assemblage par brasage tendre de conducteurs électriques dans le réceptacle des fiches et des douilles de prises de courant selon l'invention, dans lequel on maintient en contact les éléments à assembler cependant que l'on amène la brasure à la température de fusion de celle-ci pour la faire fondre et la répandre dans la zone d'assemblage, et dans lequel après quoi on arrête le chauffage et on maintient encore en contact les éléments assemblés jusqu'à refroidissement suffisant de ceux-ci pour assurer leur tenue, se caractérise par le fait que l'on transmet au réceptacle, au travers d'un organe de maintien de celui-ci, un courant électrique à basse tension et forte intensité de manière à maintenir et à la fois amener par effet Joule ledit réceptacle au moins à la température de fusion de la brasure,
en ce que l'on introduit l'extrémité dénudée du conducteur dans ledit réceptacle, en ce que l'on met en contact la brasure avec l'orifice du réceptacle pour chauffer par conduction ladite brasure et qu'on l'y maintient jusqu'à ce qu'elle fonde et se répande dans ledit réceptacle autour du conducteur.
Le poste de brasage selon l'invention, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, se caractérise par le fait qu'il comporte un circuit d'alimentation en courant électrique à basse tension et forte intensité, au moins une pince dont les deux becs, destinés à la saisie et au maintien d'un réceptacle de fiches et de douilles de prise de courant, sont reliés à la sortie dudit curcuit d'alimentation, et un commutateur branché sur ledit circuit d'alimentation.
Les avantages procurés par l'objet de l'invention ainsi que diverses variantes de celle-ci ressortiront clairement de la description et du dessin qui suivent.
Le dessin annexé illustre la principale caractéristique du procédé de brasage et représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du poste de brasage selon l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent les phases principales du procédé de brasage;
la fig. 3 est une vue en perspective du poste de brasage;
la fig. 4 est une vue en coupe longitudinale de ce poste de brasage;
la fig. 5 est une vue en coupe transversale partielle d'un détail.
Sur les fig. 1 et 2 on a représenté en coupe longitudinale l'extrémité d'une douille 1 et son réceptacle 2, l'extrémité dénudée 3 d'un conducteur électrique 4, l'extrémité d'un cordon de brasure 5 auto-décapant constitué par un tube d'étain contenant de la colophane, et les becs 6 et 7 d'une pince de serrage telle que représentée sur les figures suivantes et qui sera décrite plus loin, ces becs étant reliés à un circuit d'alimentation basse tension et haute intensité schématisé en 33.
Dans la première phase opératoire représentée sur la fig. 1, l'opérateur insère le réceptacle 2 de la douille entre les becs 6 et 7 de la pince de serrage et établit le courant qui, passant par les becs 6 et 7, circule alors au travers du réceptacle et le chauffe dans sa totalité par effet Joule et en même temps le dilate. Les mains libérées, l'opérateur saisit le conducteur
électrique 4 et le cordon de brasage 5.
Puis, comme représenté sur la fig. 2 illustrant la phase opératoire suivante, l'opérateur introduit l'extrémité dénudée 3 du conducteur dans le réceptacle 2 chauffé et dilaté, ce qui facilite l'introduction dudit conducteur, et met en contact le cordon de brasure 5 avec ces deux éléments au droit de l'ouverture en
sifflet du réceptacle.
A ce moment, le cordon de brasure qui est froid s'échauffe
au contact du réceptacle, par effet de conduction, et ne fond
que lorsque le réceptacle est arrivé dans sa totalité au moins à
la température de fusion de la brasure, puisque c'est lui-même
qui chauffe celle-ci pour la faire fondre.
La brasure pénètre alors rapidement par capillarité jusqu'au
fond du réceptacle, ce qui a été imagé par le jeu des flèches en
traits pleins sur cette fig. 2, et l'opérateur dégage et écarte le
cordon de brasure et interrompt le courant dès qu'il voit ressortir la brasure en fusion du sifflet du réceptacle, preuve
suffisante que celle-ci s'est répandue dans la totalité du volume
disponible autour de l'extrémité dénudée 3 du conducteur 4, et
jusqu'au fond dudit réceptacle.
Enfin, l'opérateur dégage le réceptacle d'entre les pinces dès
que l'aspect de la brasure, au droit du sifflet, lui signifie qu'un
refroidissement suffisant est atteint pour assurer la tenue de
l'assemblage effectué.
Pendant ce refroidissement, l'assemblage est encore affermi
par serrage dû au retrait du réceptacle, celui-ci ayant été
nécessairement porté à une température supérieure à celle de l'extrémité dénudée du conducteur et du cordon de brasure,
compte tenu des pertes par convexion dans l'air ambiant.
De cette manière, on obtient toujours une soudure chaude
car la brasure fond et pénètre dans le réceptacle seulement
quand celui-ci est intégralement chaud.
Le poste de brasage montré par les fig. 3, 4 et 5 se compose
d'un boîtier en deux parties: un bâti 8 supportant les organes
électriques du circuit d'alimentation et les pinces de brasage, et
un couvercle 9, assemblés par des vis 10.
Les organes électriques se composent d'un cordon de rac
cordement 11 avec le réseau, d'un interrupteur 12, d'un rhéo
stat de réglage 13 et d'un transformateur 14 établi pour fournir
le courant basse tension et haute intensité requis, le réglage fin
terminal se faisant par le rhéostat 13.
La pince comporte deux bras dont l'un 15 est fixe, l'autre 16
mobile. Sur ces bras sont fixés par des vis 17 et 18 les becs
amovibles 6 et 7 dont il a déjà été fait mention précédemment.
Les becs représentés ici ont une forme appropriée pour pou
voir être insérés autour de chaque fiche ou douille d'une prise
multifilaire, sans être gênés par les voisines.
Une série de becs interchangeables, appropriés aux divers
travaux de brasage envisagés peuvent ainsi être facilement fixés sur les bras de la pince.
Un levier de commande 19 équipé d'une boule de saisie 20 permet d'actionner le bras mobile 16 de la pince, dont le fonctionnement est montré sur la fig. 5.
Sur cette fig. 5, on voit ledit bras 16 monté sur une articula
tion 21 autour de laquelle il pivote. Le levier de commande 19
est articulé, par l'intermédiaire d'une came 22 sur laquelle il
est fixé rigidement, sur une autre articulation 23. Un ressort 24
de compression, engagé dans un chambrage du bras fixe 15 de la pince, représenté partiellement, maintient les becs 6 et 7 et le bras mobile 16 appuyé dans sa partie basse sur la came 22, le levier 19 étant en position relevée.
Cette came 22 est de forme appropriée, pour qu'au basculement du levier 19, dessiné en traits interrompus fins, le bec 7 du bras mobile 16 s'écarte suffisamment du bec 6 pour pouvoir insérer entre eux les éléments à braser.
Ce poste de brasage, donné en exemple de réalisation simple et d'utilisation universelle, pourra être adapté à des fins particulières sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, pour l'assemblage de grandes séries d'éléments identiques, il est avantageux de monter sur le circuit d'alimentation de la pince un dispositif de commutation à temporisation pour rendre l'interruption du courant automatique au bout du temps exact prédéterminé de chauffage, pour éviter ainsi d'éventuels dégâts aux réceptacles et aux isolants des conducteurs par surchauffe due à l'inattention de l'opérateur et en même temps assurer l'uniformité des brasures effectuées.
Pour l'assemblage par brasage de petites séries d'éléments identiques pour lesquelles il faut chaque fois des temps de chauffage différents pour arriver à la température de fusion de la brasure, cette temporisation sera avantageusement rendue variable par l'adjonction d'un dispositif à présélection ou d'un
organe d'affichage ou bien encore par un dispositif trigger déclenché par la chute de tension correspondant à un seuil de chauffage prédéterminé. Bien entendu, quel que soit le type de commutation utilisé, celle-ci pourra être commandée sur le poste comme représenté ou bien à distance, par exemple au pied.
Pour les éléments à braser de très petites dimensions, une loupe montée sur un support réglable solidaire ou adaptable par ventouse sur le boîtier du poste de brasage pourra utilement être associée pour faciliter le travail de l'opérateur et préserver sa vue.
Pour le brasage en lieux difficilement accessibles et exigus,
la pince sera montée dans le boîtier d'une manière amovible et reliée par un cordon audit boîtier afin de pouvoir être amenée
seule sur les lieux de travail. On peut également, dans le même but, prévoir une pince additionnelle et amovible connectée au
même circuit que la pince fixe. Dans ces deux cas, la pince
amovible sera dotée d'un moyen de fixation, tel qu'une ventouse par exemple, afin d'être fixée éventuellement dans la région de brasage.
Enfin le métal des becs, dont on n'a pas encore parlé, sera
avantageusement choisi parmi les métaux conducteurs à faible mouillabilité, sur lesquels la brasure n'accroche pas, tels que par exemple l'acier inoxydable, le titane et le carbure de tungs
tène. En effet les becs réalisés dans de tels métaux restent
toujours propres, sans souillures de brasure, et de ce fait res
tent relativement froids par rapport aux réceptacles chauffés,
ce qui accélère le refroidissement des éléments assemblés dès
que le courant est coupé.
Le procédé et le dispositif décrits sont applicables au bra
sage de tous les types de fiches, en particulier celles dans lesquelles la brasure doit être introduite par l'extrémité du récep
tacle et celles dans lesquelles la brasure doit être introduite par
une lumière pratiquée radialement dans le corps du réceptacle
à un endroit éloigné de ses extrémités, comme c'est par
exemple le cas des connecteurs coaxiaux. Dans tous les cas, on
obtient un brasage sûr et fiable, un gain de temps important,
une grande facilité opératoire et l'absence de souillures.
Pour
les connecteurs multifilaires, il sera possible de réaliser une
économie de matière car, du fait de la tenue des réceptacles
entre les becs de faible encombrement de la pince, on dispose d'une facilité d'accès qui permet de réduire sensiblement la
longueur des réceptacles, ce qui est loin d'être le cas lorsque
l'on brase avec un fer à souder nécessairement plus volumi
neux.