La présente invention concerne un procédé d'assemblage de deux pièces métalliques.
L'invention s'applique notamment à l'assemblage de deux pièces dont l'une au moins est à base de tungstène.
Jusqu'à ce jour l'assemblage de telles pièces métalliques est réalisé comme suit:
- Décapage de la pièce tungstène (au moins) immédiatement avant assemblage,
- Enduction des pièces avec du flux, chauffage et apport manuel de brasure, contrôle visuel; opération très manuelle.
Cette méthode d'assemblage présente les inconvénients suivants:
- L'épaisseur de film de brasure est mal contrôlée, la brasure est mal répartie sur les surfaces en présence (l'ébullition du flux nuisant à la répartition de la brasure).
- La méthode ne prête pas aisément à une automatisation
- La méthode oblige à un décapage des pièces.
Un but de la présente invention est de définir un procédé d'assemblage se prêtant aisément à une automatisation, et autorisant la suppression de l'emploi d'un flux décapant.
Un autre but de l'invention est de définir un procédé d'assemblage permettant d'obtenir une tenue mécanique très supérieure à celle obtenue par les méthodes antérieures.
L'invention a pour objet un procédé d'assemblages de deux pièces métalliques, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes:
- on élabore sur l'une des pièces une surface conique munie de saillies
- on élabore sur l'autre pièce une surface conique complémentaire lisse
- on dépose sur une des surfaces un film de brasure
- on chauffe les pièces jusqu'à une température permettant la fusion du film de brasure
- on emmanche à force les deux cônes l'un dans l'autre.
De préférence, on effectue, en une seule opération, l'assemblage et le calibrage des pièces au droit des surfaces coniques.
L'invention sera bien comprise par la description donnée ci-après d'un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention pour l'assemblage de deux tubes.
La fig. 1 est une vue en demi-coupe axiale de deux tubes prêts à être assemblés.
La fig. 2 est une vue en demi-coupe axiale des deux tubes assemblés.
Dans la fig. 1, on distingue un tube 10 à base de tungstène destiné à être assemblé à un tube 20 à base de cuivre.
On élabore dans le tube 10 une surface conique mâle 11 munie de saillies ou redans 12. La dimension des redans a été exagérée dans la figure pour permettre la représentation graphique.
Typiquement les redans auront une profondeur a comprise entre 1% et 5% du diamètre des surfaces en contact.
Dans le cas d'une pièce tubulaire comme dans l'exemple illustré, la surface conique 11 est élaborée dans une partie de l'épaisseur du tube, à une extrémité de celui-ci.
Des épaulements 14 et 15 perpendiculaires à l'axe 16 du tube sont ménagés aux extrémités du cône 11.
Le cône 11 et les épaulements 14 et 15 sont revêtus d'un film de brasure 16 dont l'épaisseur a été exagérée dans le dessin pour permettre sa représentation. Son épaisseur n'est pas critique.
Le matériau de brasure est avantageusement choisi parmi les brasures à l'argent à bas point de fusion du commerce.
Le tube 20 est préparé de manière analogue en réalisant une surface conique 21 complémentaire de la surface 11 c'est-à-dire de même conicité et de même hauteur que la surface 11 mais de diamètre intérieur plus faible; la surface 21 est terminée par des épaulements 24 et 25 de mêmes surfaces que les épaulements 14 et 15 respectivement.
La surface 21 est lisse. La surface 21 est décapée à l'avance. Ces opérations étant effectuées, on chauffe les pièces jusqu'à une température correspondant à celle de la fusion du matériau de brasure. On emmanche à force les pièces l'une dans l'autre, de manière que les surfaces coniques s'emboîtent et que les épaulements viennent en contacts, ce qui provoque le gonflement du tube 20. On fait passer alors, au cours de la même opération et dans le même outil, l'ensemble ainsi réalisé dans une zone de calibrage ce qui assure une excellente répartition du matériau de brasure et imprime la surface 21 dans les redans de la surface 11 lors d'un seul coup de presse.
Le procédé qui vient d'être décrit assure une tenue mécanique très supérieure à celle des assemblages réalisés à ce jour. Il se prête aisément à une automatisation, la réalisation de surfaces coniques avec redan se fait très facilement selon les techniques connues par exemple au moyen d'un tour numérique.
Les autres phases du procédé sont des opérations classiques de manipulation. Le procédé est donc globalement très économique.
The present invention relates to a method of assembling two metal parts.
The invention applies in particular to the assembly of two parts, at least one of which is based on tungsten.
To date, the assembly of such metal parts has been carried out as follows:
- Stripping of the tungsten part (at least) immediately before assembly,
- Coating of parts with flux, heating and manual supply of solder, visual control; very manual operation.
This assembly method has the following drawbacks:
- The thickness of the brazing film is poorly controlled, the brazing is poorly distributed over the surfaces present (boiling of the flux affecting the distribution of the brazing).
- The method does not easily lend itself to automation
- The method requires stripping of the parts.
An object of the present invention is to define an assembly process which easily lends itself to automation, and authorizes the elimination of the use of a flux flux.
Another object of the invention is to define an assembly process making it possible to obtain a mechanical strength much greater than that obtained by the previous methods.
The subject of the invention is a method of assembling two metal parts, characterized in that it comprises the following operations:
- a conical surface is provided on one of the parts provided with projections
- a smooth complementary conical surface is produced on the other part
- a brazing film is deposited on one of the surfaces
- the parts are heated to a temperature allowing the brazing film to melt
- the two cones are forcibly inserted into each other.
Preferably, the parts are assembled and calibrated in a single operation in line with the conical surfaces.
The invention will be better understood from the description given below of an exemplary implementation of the method of the invention for the assembly of two tubes.
Fig. 1 is an axial half-section view of two tubes ready to be assembled.
Fig. 2 is a view in axial half-section of the two assembled tubes.
In fig. 1, there is a tube 10 based on tungsten intended to be assembled with a tube 20 based on copper.
Is developed in the tube 10 a male conical surface 11 provided with projections or notches 12. The size of the notches has been exaggerated in the figure to allow graphical representation.
Typically the steps will have a depth of between 1% and 5% of the diameter of the surfaces in contact.
In the case of a tubular part as in the example illustrated, the conical surface 11 is produced in part of the thickness of the tube, at one end of the latter.
Shoulders 14 and 15 perpendicular to the axis 16 of the tube are provided at the ends of the cone 11.
The cone 11 and the shoulders 14 and 15 are coated with a brazing film 16 whose thickness has been exaggerated in the drawing to allow its representation. Its thickness is not critical.
The brazing material is advantageously chosen from commercial low-melting silver solders.
The tube 20 is prepared in a similar manner by producing a conical surface 21 complementary to the surface 11, that is to say of the same conicity and the same height as the surface 11 but with a smaller internal diameter; the surface 21 is terminated by shoulders 24 and 25 having the same surfaces as the shoulders 14 and 15 respectively.
The surface 21 is smooth. The surface 21 is pickled in advance. These operations being carried out, the parts are heated to a temperature corresponding to that of the melting of the brazing material. The parts are forcibly inserted into each other, so that the conical surfaces fit together and the shoulders come into contact, which causes the tube 20 to swell. We then pass, during the same operation and in the same tool, the assembly thus produced in a calibration zone which ensures an excellent distribution of the brazing material and prints the surface 21 in the steps of the surface 11 during a single press stroke.
The process which has just been described ensures a mechanical strength much higher than that of the assemblies produced to date. It easily lends itself to automation, making conical surfaces with steps is very easy using known techniques, for example using a digital lathe.
The other phases of the process are conventional handling operations. The process is therefore generally very economical.