EP2855077A1 - Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage - Google Patents

Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage

Info

Publication number
EP2855077A1
EP2855077A1 EP13728470.9A EP13728470A EP2855077A1 EP 2855077 A1 EP2855077 A1 EP 2855077A1 EP 13728470 A EP13728470 A EP 13728470A EP 2855077 A1 EP2855077 A1 EP 2855077A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
parts
assembly
clamping element
welding
clamping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13728470.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Gilles Kerbiguet
Herve Guermeur
Lucio Tirado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP2855077A1 publication Critical patent/EP2855077A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0408—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work for planar work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/32—Bonding taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1654—Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/006—Preventing damaging, e.g. of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B29C66/545—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles one hollow-preform being placed inside the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/65—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool
    • B29C66/652—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles with a relative motion between the article and the welding tool moving the welding tool around the fixed article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/812—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/8126—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the composition, by the structure, by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps characterised by the intensive physical properties or by the optical properties of the material constituting the pressing elements, e.g. constituting the welding jaws or clamps
    • B29C66/81266—Optical properties, e.g. transparency, reflectivity
    • B29C66/81267—Transparent to electromagnetic radiation, e.g. to visible light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8145—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the constructional aspects of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836—Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0026—Transparent
    • B29K2995/0027—Transparent for light outside the visible spectrum

Definitions

  • the invention relates to a system for assembling two parts, comprising on the one hand a projection element of a laser beam producing a welding of the two parts at a contact interface between the two parts, on the other hand part of a clamping element configured to transmit a force to an assembly formed by the two parts to be welded.
  • the invention also relates to a method of assembling two parts 20 and the assembly of two parts thus assembled.
  • the invention relates more particularly to an improvement of the system and method described in patent application WO201 1/138568 of the Applicant, able to make the assembly solution even more flexible depending on the nature of the parts to be assembled by laser welding by transparency. It also makes it possible to improve in a simple manner the protection of the parts, in particular the part turned towards the clamping element, which is essential in the case of a part of appearance fulfilling an aesthetic function at the end assembly. State of the art
  • a clamping element 1 (advantageously taking the form of a clamping tip) of a laser welding system for transparency. two pieces 2, 3 to assemble through this.
  • the first piece 2 transparent to the laser beam F must be sufficiently rigid to allow movement of the clamping element 1 relative to the assembly formed by the two parts 2, 3 along the welding interface of the two parts 2, 3, that is to say at the level of all the welding areas where the parts 2, 3 are intended to be connected (as described in the patent application WO201 11 385 68).
  • the document EP-B1 -09422139 describes a solution for assembling a window on a frame thanks to the implementation of a laser welding by transparency.
  • This solution offers a transparent mechanical clamping interface fixed on the assembly with a laser shot at distance (focal) without contact.
  • the pressure of the window on the frame at the time of the laser shot is obtained by compression of the frame and the window between two pressure plates, at least one of which is formed of a transparent material, preferably glass.
  • the pressure plates are each a clamping element exerting a fixed clamping force, that is to say non-adjustable during welding, identical at all points of the welding interface.
  • the compression of the pressure plates is performed after loading the parts to be welded, in the periphery of the parts to be welded.
  • US 2005/167042 discloses a two-piece assembly solution respectively absorbent and transparent to the laser beam.
  • the system includes an upper table and a lower table to be spaced along tubes.
  • the upper table supports with springs a support plate that comes into contact with the room.
  • the upper table is fixed relative to the support plate.
  • the upper table constitutes a clamping element and the support plate constitutes a protective element independent of each other and such that the force transmitted from the upper table to the support plate is returned wholly or partly to the part by the support plate.
  • the upper table is necessarily fixed relative to the support plate during welding, so that it can not be considered that the system may comprise a displacement element ensuring a displacement of the clamping element during welding relative to the protection element.
  • the object of the present invention is to provide a two-piece assembly solution by laser welding transparency that overcomes the disadvantages listed above.
  • an object of the invention is to make it possible to weld in a simple manner parts having a high tenderness, in particular the part turned on the side of the clamping element, which is essential in the case of a part of appearance fulfilling an aesthetic function, while improving the flexibility of the solution vis-à-vis characteristics related to parts and while making the quality of the assembly independent of said characteristics.
  • a first aspect of the invention relates to a two-piece assembly system which comprises a laser beam projection element providing a welding of the two parts at a contact interface between the two parts and a clamping element. configured to transmit a force to an assembly formed by the two parts to be welded.
  • the system comprises a protection element independent of the clamping element and configured so that the force exerted by the clamping element during welding is applied to the protection element and transmitted by the protection element. to all two pieces; a displacement element ensuring a displacement of the clamping element, during welding, with respect to the protection element; and an immobilizing element ensuring that the protective element is immobilized relative to all of the two parts during welding.
  • the protection element can be interposed between the set of two parts and the clamping element so that the clamping element applies the force to the protection element by a contact of the clamping element against the protection element.
  • the protection element can be configured so that the predetermined force exerted by the clamping element, during the welding obtained by the projection of the laser beam, is applied to the protection element by pressing four fingers of application. of the clamping element on the protection element resulting from the contact of the end of the application fingers on the protection element at the level of bearing zones.
  • the laser beam can be projected in the heart of the clamping element in the general direction of the fingers, in the open volume delimited at the periphery by the four fingers.
  • the clamping element and the protective element may be two separate parts which cooperate only by mutual support.
  • the protection element may comprise several parts respectively associated with different welding zones distributed over the contact interface between the two parts.
  • Each portion may comprise a bearing face against which the clamping element exerts the force during welding of the zone associated with said portion.
  • Each portion may be at least partially transparent to the laser beam and / or perforated in line with the welding zone associated with said portion.
  • the parts can be interconnected so that the protection element is in one piece.
  • the parts can be jointly formed in a single piece.
  • Each part may be formed by an interchangeable plate removably mounted on a frame common to several interchangeable plates, characteristics associated with a given interchangeable plate, for example the nature of the material, the flexibility, the elasticity or the thickness, being able to in particular, to be functions of characteristics related to at least one of the parts to be assembled.
  • the system may comprise a support element allowing a geometrical referencing of all the two parts to be welded and configured so that the assembly of the two parts is interposed, during welding, between the support element and the element of protection.
  • the protective element may be connected to the support element by a connecting mechanism, in particular by flap-type articulation.
  • a second aspect of the invention relates to a method of assembling two parts, comprising a step of supplying two parts to be welded at a contact interface between the two parts by transparency through one of them.
  • the method comprises the following steps:
  • a third aspect of the invention relates to a set of two parts assembled by the implementation of such a method of assembly so that said assembly has an outer face of appearance free from damage caused by the clamping element.
  • FIG. 1 is a partial sectional front view of a part of a particular embodiment of an assembly system according to the prior art
  • FIG. 2 is a partial sectional front view of part of a particular embodiment of an assembly system according to the invention
  • FIG. 3 shows two examples of first and second parts to be assembled with the assembly system of FIG. 2;
  • FIG. 4 represents on the one hand the assembly formed by the first and second parts in contact with each other; the other, on the other hand a first example of a protection element used in an assembly system according to the invention,
  • FIG. 5 represents the elements of FIG. 4 after the positioning of the protection element on all the first and second parts
  • FIG. 6 represents a second example of a protection element that can be used in an assembly system according to the invention.
  • FIGS 7 and 8 show two embodiments of an interchangeable plate usable for the constitution of the protective element of Figure 6.
  • the invention incorporates and incorporates here all the teachings, principles and operations described in the patent application WO201 1/138568 in the name of the Applicant.
  • the invention relates to a system for assembling a first part 10 and a second part 11 using laser welding of the two parts 10, 1 1 in a transparent manner.
  • the first part 10 constitutes an upper part and the second part 1 1 constitutes a lower part, the first upper part resting by gravity on the second part 1 1 lower. It goes without saying that any other direction can be considered.
  • the assembly system comprises at least:
  • a projection element (not shown) of a laser beam F configured so as to be able to perform welding of the two parts 10, 1 1 at a contact interface 12 or welding between the two parts 10, 1 1,
  • a clamping element 14 configured to transmit a predetermined clamping force to a set E formed by the two parts 10, 1 1 to be welded to each other.
  • the clamping element 14 is recessed in its core so that the laser beam is projected into the heart of the clamping element 14 which takes the form of an elongated clamping tip in the direction of projection of the bundle F. It comprises for example four substantially parallel application fingers and arranged to be positioned substantially at the four corners of a square.
  • each of the four fingers is intended to apply a quarter of the force to the assembly E, in a bearing zone 17 (the four support zones distributed at the four corners of a square are shown schematically by black dots in Figures 7 and 8).
  • the laser beam F is projected in the general direction of the fingers, in the open volume delimited peripherally by the four fingers.
  • the predetermined and adjustable clamping force is transmitted to the set E on the opposite side to the second piece 1 1 and generates a predetermined contact pressure between the two parts 10, 1 1 at the contact interface of the two parts 10, 1 1 for effective docking of the parts 10, 1 1 at the time of the projection of the laser beam F.
  • the assembly system may comprise:
  • a support element (not shown) allowing a geometric referencing, manual or automatic, of all the two parts 10, 1 1 to be welded, before their welding, for example using a plurality of independently movable members each other at their interface with the second piece 1 1,
  • a management element (not shown) associated with the clamping element 14 and intended to regulate the force exerted by the clamping element 14 on the assembly E of parts 10, 1 1 so as to adjust precisely to any moment and depending on the weld zone considered, the local contact pressure existing at the contact interface 12 at the time of creation of the local weld 13.
  • the system is advantageously configured so that to be able to perform welds between the two parts 10, 1 1 in different welding zones Z ( Figure 4) distributed over the contact interface 12 between the two parts 10, 1 1.
  • These welding zones Z consist of a plurality of distinct connections between the parts 10, 1 1, potentially non-planar and / or non-rectilinear thanks to the possible adjustment in real time of the clamping force.
  • the assembly system may comprise an element of displacement of the element clamping 14 relative to all of the two parts 10, 1 1 during welding which then rests on the support member.
  • each of the welding zones Z is schematically represented by a hatched rectangle.
  • a given welding zone Z is obtained by a displacement of the laser beam F while it is creating the local weld 13, ensuring the formation of a weld no longer local but elongated according to a predetermined path, adapted to the configuration parts 10, 1 1.
  • the assembly system comprises a protective element 15 independent of the clamping element 14 and configured so that the predetermined force exerted by the clamping element 14, during the welding obtained by the projection of the laser beam F, is applied to the protection element 15 (by pressing the fingers of the clamping element 14 on the protection element 15, resulting from the contact of the end of the application fingers on the protection element 15 at the support zones 17) and transmitted by the protection element 15 to the assembly E of the two parts 10, 1 1.
  • the protection element 15 is sandwiched between the clamping element 14 and the first component 10. This reasoning can be applied independently of the number of support zones 17 of the clamping element 14 on the element protection 15.
  • the protection element 15 is an intermediate protective element independent of the clamping element 14, in that a displacement of the clamping element 14 with respect to the first component 10 does not lead to displacement of the protection element 15 by relative to the first piece 10.
  • the protection element 15 is disposed against the first piece 10 on the opposite side to the second piece 1 1 at least vertically above the contact interface 12 at the Z welding zone to obtain.
  • the protective element 15 is therefore advantageously interposed between the first part 10 and the clamping element 14 so that the force exerted by the clamping element 14 against the assembly E of the two parts 10, 1 1 is applied concretely by contact of the clamping element 14 not directly against the first part 10 but advantageously against the protection element 15, by the support zones 17.
  • the clamping element 14 and the protective element 15 are two separate parts, cooperating only by simple mutual support.
  • the protective element 15 can advantageously be configured so as to be immobilized relative to the assembly E of the two parts 10, 1 1 during welding, by any suitable means such as at least one immobilizing element, for example by clamping type clamping seal.
  • the protection element 15 advantageously comprises several parts respectively associated to the different welding zones Z: a given part of the protection element 15 is associated with at least one welding zone Z which is associated.
  • each part may comprise a first bearing face (opposite to the first piece 10) against which the clamping member 14 exerts the thrust force during welding of the associated zone Z at this part.
  • Each part also comprises a second bearing face, opposite to the first bearing face and in contact with the first part 10.
  • the part of the protection element 15 must therefore be configured (thickness, choice of material, etc.). ) so as to be resistant according to the force applied to the first face of the protection element 15 and the frictional resistance caused by the displacement of the clamping element 14 on the first face of the element of protection 15.
  • each part of the protection element 15 is at least partially transparent to the laser beam F. More particularly, the laser beam F is intended to pass through the protection element 15 through all the contact zones of the element clamping 14 against the protective element 15, as described below.
  • each part may be perforated vertically above the welding zone Z associated with this part, in particular by means of a lumen 18 opening on the first and second opposite bearing faces of this part.
  • the light 18 has a shape consistent with the expected path of movement, during welding, of the laser beam F with respect to the protective element 15 ( Figure 8).
  • the parts that it comprises are interconnected so that the protection element 15 is in one piece.
  • each part is formed by an interchangeable plate 16 removably mounted on a frame 19 common to several interchangeable plates 16.
  • FIG. 6 having the advantage of great flexibility, each part is formed by an interchangeable plate 16 removably mounted on a frame 19 common to several interchangeable plates 16.
  • Features associated with a plate interchangeable 16 given, for example the nature of the material, flexibility, elasticity or the thickness of the plate 16, may in particular be functions of characteristics related to at least one of the parts to be assembled, for example, the appearance the flexibility of the parts 10, 1 1, their material, the coefficient of transparency of the first part 10, etc.
  • the interchangeable plates 16 can be formed in a rigid material (such as glass, quartz, ceramic, etc.) or flexible (such as a thermoplastic material), can be perforated (thanks to the arrangement of at least one light 18 presented above) or not, according to the need and the constraints associated with the parts 10, 1 1.
  • a rigid material such as glass, quartz, ceramic, etc.
  • flexible such as a thermoplastic material
  • the support element (not shown) which allows geometric referencing of the assembly E of the two parts 10, 1 1 to be welded is configured so that the assembly E of the two parts 10, 1 1 is interposed, during welding between this support element and the protection element 15 which for its part retransmits the clamping force applied to it by the clamping element 14.
  • the protective element 15, when integrally formed, may be totally independent of the other elements of the assembly system (the placement of the protective element 15 between the assembly E of the two parts 10, 1 1 and the clamping element 14 consisting for example in the only action of depositing the protective element 15 on the assembly E, before being immobilized in the manner described above).
  • the protective element 15 is connected to the support element by a connecting mechanism 20, in particular by flap-type articulation.
  • a two-piece assembly by laser welding by transparency comprises all or some of the following steps:
  • FIG. 5 illustrates the situation after the placement B of the protection element 15.
  • the laser beam F passes through the protection element 15 (at each part when it has several associated with different welding zones Z) directly through the locally constitutive material of the protection element 15 and / or by 18.
  • the assembly E of two parts 10, 1 1 assembled by the implementation of the assembly method has the advantage of having an outer face of appearance free of deterioration caused by the clamping element 14, the protective element 15 having fulfilled a role of encashment and transmission of the clamping force during welding and movement of the clamping element 14 relative to the parts 10, 1 1 in progress welding.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

La présente demande décrit un système d'assemblage de deux pièces (10, 11) comprend un élément de projection d'un faisceau laser (F) réalisant un soudage des deux pièces (10, 11) au niveau d'une interface de contact (12) entre les deux pièces (10, 11 ) et un élément de bridage (14) configuré pour transmettre un effort à un ensemble (E) formé par les deux pièces (10, 11 ) à souder. Le système comprend un élément de protection (15) indépendant de l'élément de bridage (14) et configuré de sorte que l'effort exercé par l'élément de bridage (14), lors du soudage, est appliqué à l'élément de protection (15) et transmis par l'élément de protection (15) à l'ensemble (E) des deux pièces (10, 11). Il est également décrit un procédé d'assemblage et un ensemble de deux pièces assemblées par un tel procédé.

Description

SYSTEME ET PROCEDE DE SOUDAGE LASER DE PIECES PAR TRANSPARENCE UTILISANT UN ELEMENT DE PROTECTION INDEPENDANT D'UN ELEMENT DE BRIDAGE
5
10 Domaine technique de l'invention
L'invention concerne un système d'assemblage de deux pièces, comprenant d'une part un élément de projection d'un faisceau laser réalisant un soudage des deux pièces au niveau d'une interface de 15 contact entre les deux pièces, d'autre part un élément de bridage configuré pour transmettre un effort à un ensemble formé par les deux pièces à souder.
L'invention a pour objet aussi un procédé d'assemblage de deux pièces 20 et l'ensemble de deux pièces ainsi assemblé.
L'invention concerne plus particulièrement une amélioration du système et du procédé décrits dans la demande de brevet WO201 1/138568 de la Demanderesse, apte à rendre la solution d'assemblage encore plus 25 flexible en fonction de la nature des pièces destinées à être assemblées par soudage laser par transparence. Elle permet en outre d'améliorer de manière simple la protection des pièces, notamment la pièce tournée du côté de l'élément de bridage, ce qui est essentiel dans le cas d'une pièce d'aspect remplissant une fonction esthétique à l'issue de l'assemblage. État de la technique
Comme représenté sur la figure 1 , dans la demande de brevet WO201 1/138568 de la Demanderesse, il est connu un élément de bridage 1 (prenant avantageusement la forme d'un embout de bridage) d'un système de soudage laser par transparence pour deux pièces 2, 3 à assembler par ce biais. Une première pièce 2, notamment supérieure, transparente à un faisceau laser F, est positionnée contre, notamment sur, une seconde pièce 3 absorbante au faisceau laser F. L'élément de bridage 1 , au cœur duquel le faisceau laser F est projeté, exerce un effort prédéterminé contre la surface 2a de la première pièce qui est en regard, de sorte à effectuer un bridage des pièces 2, 3 l'une contre l'autre pour assurer un accostage suffisant afin de parvenir à l'obtention d'une soudure de qualité à l'interface de contact entre les deux pièces 2, 3. La première pièce 2 transparente au faisceau laser F doit être suffisamment rigide afin de permettre un déplacement de l'élément de bridage 1 par rapport à l'ensemble formé par les deux pièces 2, 3 le long de l'interface de soudage des deux pièces 2, 3, c'est-à-dire au niveau de l'ensemble des zones de soudage où les pièces 2, 3 sont destinées à être liées (comme décrit dans la demande de brevet WO201 11\ 38568).
Toutefois, même si cette solution s'avère très efficace, elle ne permet pas de brider et de souder correctement et de manière homogène n'importe quel type des pièces, notamment des pièces dont la tendreté est élevée (notamment des pièces en matériaux polymères non structurelles), car des détériorations (marquages, enfoncements, bourrelet formé lors du déplacement de l'élément de bridage 1 , etc ..) causées par l'élément de bridage 1 sont susceptibles d'apparaître. Ceci est particulièrement problématique lorsque l'une des pièces, notamment la première pièce 2, est une pièce d'aspect destinée à remplir une fonction esthétique à l'issue de l'assemblage. De plus, cela peut conduire à un effet néfaste à la qualité de la soudure.
Le document EP-B1 -09422139 décrit une solution d'assemblage d'une vitre sur un cadre grâce à la mise en œuvre d'un soudage laser par transparence. Cette solution propose une interface transparente de bridage mécanique fixée sur le montage avec un tir laser à distance (focale) sans contact. La pression de la vitre sur le cadre au moment du tir laser est obtenue par compression du cadre et de la vitre entre deux plaques de pression dont au moins l'une est formée dans un matériau transparent, préférablement du verre. Les plaques de pression constituent donc chacune un élément de bridage exerçant un effort de bridage fixe, c'est-à-dire non ajustable durant le soudage, identique en tout point de l'interface de soudage. La compression des plaques de pression est réalisée après chargement des pièces à souder, dans la périphérie des pièces à souder. Cette solution est complexe, coûteuse et limite les liaisons au pourtour des pièces. En particulier, à l'inverse de la solution décrite dans la demande de brevet WO201 1/138568, elle ne permet pas de faire de multiples liaisons entre les pièces en trois dimensions, y compris dans une zone centrale des pièces à souder. Le temps de cycle reste assez important.
De même, le document US 2005/167042 décrit une solution d'assemblage de deux pièces respectivement absorbante et transparente au faisceau laser. Le système comprend une table supérieure et une table inférieure destinées à être rapprochées le long de tubes. La table supérieure supporte grâce à des ressorts une plaque d'appui qui vient en contact avec la pièce. La table supérieure est fixe par rapport à la plaque d'appui. La table supérieure constitue un élément de bridage et la plaque d'appui constitue un élément de protection indépendants l'un de l'autre et tels que l'effort transmis de la table supérieur à la plaque d'appui est restituée en tout ou partie à la pièce par la plaque d'appui. Toutefois, la table supérieure est forcément fixe par rapport à la plaque d'appui durant le soudage, de sorte qu'il ne peut être considéré que le système puisse comporter un élément de déplacement assurant un déplacement de l'élément de bridage lors du soudage par rapport à l'élément de protection.
Objet de l'invention
Le but de la présente invention est de proposer une solution d'assemblage de deux pièces par soudage laser par transparence qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. Notamment, un objet de l'invention est de permettre de souder de manière simple des pièces ayant une tendreté élevée, notamment la pièce tournée du côté de l'élément de bridage, ce qui est essentiel dans le cas d'une pièce d'aspect remplissant une fonction esthétique, tout en améliorant la flexibilité de la solution vis-à-vis de caractéristiques liées aux pièces et tout en rendant la qualité de l'assemblage indépendante desdites caractéristiques.
Un premier aspect de l'invention concerne un système d'assemblage de deux pièces qui comprend un élément de projection d'un faisceau laser réalisant un soudage des deux pièces au niveau d'une interface de contact entre les deux pièces et un élément de bridage configuré pour transmettre un effort à un ensemble formé par les deux pièces à souder. Le système comprend un élément de protection indépendant de l'élément de bridage et configuré de sorte que l'effort exercé par l'élément de bridage, lors du soudage, est appliqué à l'élément de protection et transmis par l'élément de protection à l'ensemble des deux pièces ; un élément de déplacement assurant un déplacement de l'élément de bridage, lors du soudage, par rapport à l'élément de protection ; et un élément d'immobilisation assurant que l'élément de protection est immobilisé par rapport à l'ensemble des deux pièces lors du soudage.
Du côté de l'élément de projection par rapport à l'ensemble des deux pièces, l'élément de protection peut être interposé entre l'ensemble des deux pièces et l'élément de bridage de sorte que l'élément de bridage applique l'effort à l'élément de protection par un contact de l'élément de bridage contre l'élément de protection.
L'élément de protection peut être configuré de sorte que l'effort prédéterminé exercé par l'élément de bridage, lors du soudage obtenu par la projection du faisceau laser, est appliqué à l'élément de protection par appui de quatre doigts d'application de l'élément de bridage sur l'élément de protection résultant du contact de l'extrémité des doigts d'application sur l'élément de protection au niveau de zones d'appui. Le faisceau laser peut être projeté au cœur de l'élément de bridage selon la direction générale des doigts, dans le volume ouvert délimité à la périphérie par les quatre doigts.
L'élément de bridage et l'élément de protection peuvent être deux pièces séparées qui ne coopèrent que par simple appui réciproque. L'élément de protection peut comprendre plusieurs parties associées respectivement à différentes zones de soudage réparties sur l'interface de contact entre les deux pièces. Chaque partie peut comprendre une face d'appui contre laquelle l'élément de bridage exerce l'effort lors du soudage de la zone associée à ladite partie. Chaque partie peut être au moins partiellement transparente au faisceau laser et/ou ajourée à l'aplomb de la zone de soudage associée à ladite partie. Les parties peuvent être reliées entre elles de sorte que l'élément de protection soit d'un seul tenant. Les parties peuvent être conjointement formées dans une seule et même pièce monobloc.
Chaque partie peut être formée par une plaque interchangeable montée de manière amovible sur un châssis commun à plusieurs plaques interchangeables, des caractéristiques associées à une plaque interchangeable donnée, par exemple la nature du matériau, la souplesse, l'élasticité ou l'épaisseur, pouvant notamment être fonctions de caractéristiques liées à au moins l'une des pièces à assembler. Le système peut comprendre un élément de support permettant un référencement géométrique de l'ensemble des deux pièces à souder et configuré de sorte que l'ensemble des deux pièces soit intercalé, lors du soudage, entre l'élément de support et l'élément de protection. L'élément de protection peut être lié à l'élément de support par un mécanisme de liaison, notamment par articulation de type abattant.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un procédé d'assemblage de deux pièces, comprenant une étape de fourniture de deux pièces à souder au niveau d'une interface de contact entre les deux pièces par transparence à travers l'une d'elles. Le procédé comprend les étapes suivantes :
placement d'un élément de protection entre l'ensemble des deux pièces et un élément de bridage, application par l'élément de bridage d'un effort à l'élément de protection, ledit effort étant transmis par l'élément de protection à l'ensemble des deux pièces,
soudage des deux pièces au niveau de l'interface de contact entre les deux pièces, par projection à travers l'élément de protection d'un faisceau laser dirigé vers l'ensemble des deux pièces, comprenant une étape de déplacement relatif, par rapport à l'élément de protection, de l'élément de bridage. Un troisième aspect de l'invention concerne un ensemble de deux pièces assemblées par la mise en œuvre d'un tel procédé d'assemblage de sorte que ledit ensemble présente une face extérieure d'aspect dépourvue de détérioration causée par l'élément de bridage.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de face en coupe partielle d'une partie d'un mode particulier de réalisation d'un système d'assemblage selon l'art antérieur,
- la figure 2 est une vue de face en coupe partielle d'une partie d'un mode particulier de réalisation d'un système d'assemblage selon l'invention,
- la figure 3 représente deux exemples de première et deuxième pièces à assembler avec le système d'assemblage de la figure 2, - la figure 4 représente d'une part l'ensemble formé par les première et deuxième pièces en contact l'une contre l'autre, d'autre part un premier exemple d'élément de protection utilisé dans un système d'assemblage selon l'invention,
la figure 5 représente les éléments de la figure 4 après la mise en place de l'élément de protection sur l'ensemble des première et deuxième pièces,
la figure 6 représente un deuxième exemple d'élément de protection utilisable dans un système d'assemblage selon l'invention, et
les figures 7 et 8 représentent deux modes de réalisation d'une plaque interchangeable utilisable pour la constitution de l'élément de protection de la figure 6.
Description de modes préférentiels de l'invention
De manière générale, l'invention reprend et incorpore ici l'ensemble des enseignements, des principes et des fonctionnements décrits dans la demande de brevet WO201 1/138568 au nom de la Demanderesse. En particulier et en référence aux figures 2 à 8, l'invention concerne un système d'assemblage d'une première pièce 10 et d'une deuxième pièce 1 1 mettant en œuvre un soudage laser des deux pièces 10, 1 1 par transparence à travers la première pièce 10. Selon une orientation spatiale particulièrement avantageuse du système, la première pièce 10 constitue une pièce supérieure et la deuxième pièce 1 1 constitue une pièce inférieure, la première pièce 10 supérieure reposant par gravité sur la deuxième pièce 1 1 inférieure. Il va de soi que toute autre orientation peut toutefois être envisagée. Pour réaliser un tel soudage laser par transparence et comme l'enseigne le document de référence WO201 1 /138568 incorporé ici, le système d'assemblage comprend au moins :
un élément de projection (non représenté) d'un faisceau laser F configuré de sorte à pouvoir réaliser un soudage des deux pièces 10, 1 1 au niveau d'une interface de contact 12 ou de soudage entre les deux pièces 10, 1 1 ,
un élément de bridage 14 configuré pour transmettre un effort prédéterminé de bridage, à un ensemble E formé par les deux pièces 10, 1 1 à souder l'une à l'autre.
Il s'agit notamment d'une première pièce 10 transparente à une longueur d'onde du faisceau laser F positionnée contre une deuxième pièce 1 1 absorbante à cette longueur d'onde. Lorsque le faisceau laser F est projeté en direction de la première pièce 10 du côté opposé à la deuxième pièce 1 1 , de sorte à traverser la première pièce 10, l'absorption locale du faisceau laser F par la deuxième pièce 1 1 a pour effet de créer un échauffement local suffisant pour réaliser une soudure locale 13 des pièces 10, 1 1 . L'élément de bridage 14 est évidé en son cœur de sorte que le faisceau laser est projeté au cœur de l'élément de bridage 14 qui adopte la forme d'un embout de bridage allongé selon la direction de projection du faisceau F. Il comprend par exemple quatre doigts d'application sensiblement parallèles et agencés de sorte à être positionnés sensiblement aux quatre coins d'un carré. L'extrémité de chacun des quatre doigts est destinée à l'application d'un quart de l'effort envers l'ensemble E, en une zone d'appui 17 (les quatre zones d'appui réparties aux quatre coins d'un carré sont schématisées par des points noirs sur les figures 7 et 8). Le faisceau laser F est projeté selon la direction générale des doigts, dans le volume ouvert délimité en périphérie par les quatre doigts. L'effort prédéterminé et ajustable de bridage est transmis à l'ensemble E du côté opposé à la deuxième pièce 1 1 et génère une pression de contact prédéterminée entre les deux pièces 10, 1 1 au niveau de l'interface de contact des deux pièces 10, 1 1 pour un accostage efficace des pièces 10, 1 1 au moment de la projection du faisceau laser F.
Préférentiellement et comme l'enseigne le document de référence WO201 1 /138568 incorporé ici, le système d'assemblage peut comprendre :
un élément de support (non représenté) permettant un référencement géométrique, manuel ou automatique, de l'ensemble des deux pièces 10, 1 1 à souder, avant leur soudage, par exemple à l'aide d'une pluralité d'organes mobiles indépendamment les uns des autres au niveau de leur interface avec la deuxième pièce 1 1 ,
un élément de gestion (non représenté) associé à l'élément de bridage 14 et destiné à régler l'effort exercé par l'élément de bridage 14 à l'ensemble E de pièces 10, 1 1 de sorte à ajuster précisément, à tout moment et en fonction de la zone de soudure considérée, la pression de contact locale existante au niveau de l'interface de contact 12 au moment de la création de la soudure locale 13.
En effet, en fonction de la nature des pièces, de leurs formes respectives éventuellement en trois dimensions (formant alors chacune une surface gauche plus ou moins complexe) et d'une résistance recherchée obtenue par la soudure réalisée, le système est avantageusement configuré de sorte à pouvoir réaliser des soudures entre les deux pièces 10, 1 1 en différentes zones de soudage Z (figure 4) réparties sur l'interface de contact 12 entre les deux pièces 10, 1 1 . Ces zones de soudage Z sont constitutives d'une pluralité de liaisons distinctes entre les pièces 10, 1 1 , potentiellement non planes et/ou non rectilignes grâce à l'ajustement possible en temps réel de l'effort de bridage. Pour cela, le système d'assemblage peut comprendre un élément de déplacement de l'élément de bridage 14 relativement à l'ensemble des deux pièces 10, 1 1 en cours de soudage qui repose alors sur l'élément de support. Lors du déplacement de l'élément de bridage 14 et contrairement à la solution connue du document EP-B1 -09422139, l'élément de gestion permet de varier en temps réel l'effort de bridage appliqué localement par l'élément de bridage 14 au sein d'une même zone de soudage Z et/ou d'une zone de soudage Z à une autre. Sur la figure 4, chacune des zones de soudage Z est représentée schématiquement par un rectangle hachuré. Une zone de soudage Z donnée est obtenue par un déplacement du faisceau laser F tandis qu'il est en train de créer la soudure locale 13, assurant la formation d'une soudure non plus locale mais allongée selon un chemin prédéterminé, adapté à la configuration des pièces 10, 1 1 .
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le système d'assemblage comprend un élément de protection 15 indépendant de l'élément de bridage 14 et configuré de sorte que l'effort prédéterminé exercé par l'élément de bridage 14, lors du soudage obtenu par la projection du faisceau laser F, est appliqué à l'élément de protection 15 (par appui des doigts de l'élément de bridage 14 sur l'élément de protection 15, résultant du contact de l'extrémité des doigts d'application sur l'élément de protection 15 au niveau des zones d'appui 17) et transmis par l'élément de protection 15 à l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 . Localement, l'élément de protection 15 est enserré entre l'élément de bridage 14 et la première pièce 10. Ce raisonnement peut s'appliquer indépendamment du nombre de zones d'appui 17 de l'élément de bridage 14 sur l'élément de protection 15.
Autrement dit, l'élément de protection 15 est un élément intermédiaire de protection indépendant de l'élément de bridage 14, en ce sens qu'un déplacement de l'élément de bridage 14 par rapport à la première pièce 10 n'entraîne pas de déplacement de l'élément de protection 15 par rapport à la première pièce 10. L'élément de protection 15 est disposé contre la première pièce 10 du côté opposé à la deuxième pièce 1 1 au moins à l'aplomb de l'interface de contact 12 au niveau de la zone de soudage Z à obtenir. Du côté de l'élément de projection par rapport à l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 , l'élément de protection 15 est donc avantageusement interposé entre la première pièce 10 et l'élément de bridage 14 afin que l'effort exercé par l'élément de bridage 14 contre l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 soit appliqué concrètement par contact de l'élément de bridage 14 non pas directement contre la première pièce 10 mais avantageusement contre l'élément de protection 15, par les zones d'appui 17. L'élément de bridage 14 et l'élément de protection 15 sont deux pièces séparées, ne coopérant que par simple appui réciproque. L'élément de déplacement qui assure le déplacement de l'élément de bridage 14, lors du soudage, par rapport à l'ensemble E de pièces 10, 1 1 , assure finalement un déplacement identique de l'élément de bridage 14 et du faisceau laser F par rapport à l'élément de protection 15, ce dernier restant avantageusement fixe par rapport à l'ensemble de pièces 10, 1 1 pour inhiber tout risque de détérioration de la première pièce 10. Plus précisément, l'élément de protection 15 peut avantageusement être configuré de sorte à être immobilisé par rapport à l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 lors du soudage, par tout moyen adapté tel qu'au moins un élément d'immobilisation, par exemple par serrage de type serre-joint.
Dans le cas où l'opération de soudage laser par transparence réclame la formation de différentes zones de soudage Z réparties sur l'interface de contact 12 entre les deux pièces 10, 1 1 , l'élément de protection 15 comprend avantageusement plusieurs parties associées respectivement aux différentes zones de soudage Z : une partie donnée de l'élément de protection 15 est associée à au moins une zone de soudage Z qui lui est associée. Pour la mise en œuvre du fonctionnement décrit précédemment, chaque partie peut comprendre une première face d'appui (opposée à la première pièce 10) contre laquelle l'élément de bridage 14 exerce l'effort par appui lors du soudage de la zone Z associée à cette partie. Chaque partie comprend aussi une deuxième face d'appui, opposée à la première face d'appui et en contact contre la première pièce 10. La partie de l'élément de protection 15 doit donc être configurée (épaisseur, choix du matériau etc ..) de sorte à être résistante en fonction de l'effort appliqué à la première face de l'élément de protection 15 et de la résistance au frottement engendrée par le déplacement de l'élément de bridage 14 sur la première face de l'élément de protection 15.
Pour permettre que le faisceau laser F puisse passer à travers l'élément de protection 15 de sorte à pouvoir atteindre l'interface de contact 12 après la mise en place d'une partie donnée de l'élément de protection 15 sur la première pièce 10, chaque partie de l'élément de protection 15 est au moins partiellement transparente au faisceau laser F. Plus particulièrement, le faisceau laser F est destiné à traverser l'élément de protection 15 à travers l'ensemble des zones de contact de l'élément de bridage 14 contre l'élément de protection 15, comme décrit ci-après.
En complément ou en substitution, chaque partie peut être ajourée à l'aplomb de la zone de soudage Z associée à cette partie, notamment par l'intermédiaire d'une lumière 18 débouchant sur les première et deuxième faces d'appui opposées de cette partie. La lumière 18 présente une forme conforme au chemin de déplacement attendu, lors du soudage, du faisceau laser F par rapport à l'élément de protection 15 (figure 8). De manière générale, pour faciliter la manipulation, l'organisation et le stockage de l'élément de protection 15, les parties qu'il comporte sont reliées entre elles de sorte que l'élément de protection 15 est d'un seul tenant.
Dans un premier mode de réalisation (figure 4), les parties sont conjointement formées dans une seule et même pièce monobloc. Autrement dit, les parties sont solidaires à demeure de cette pièce. Dans un deuxième mode de réalisation (figure 6) présentant l'avantage d'une grande flexibilité, chaque partie est formée par une plaque interchangeable 16 montée de manière amovible sur un châssis 19 commun à plusieurs plaques interchangeables 16. Des caractéristiques associées à une plaque interchangeable 16 donnée, par exemple la nature du matériau, la souplesse, l'élasticité ou l'épaisseur de la plaque 16, peuvent notamment être fonctions de caractéristiques liées à au moins l'une des pièces à assembler, par exemple, l'aspect, la souplesse des pièces 10, 1 1 , leur matière, le coefficient de transparence de la première pièce 10, etc ..
Ainsi, les plaques interchangeables 16 peuvent être formées dans un matériau rigide (tel que le verre, le quartz, la céramique, etc ..) ou souple (tel qu'une matière thermoplastique), peuvent être ajourées (grâce à l'aménagement d'au moins une lumière 18 présentée ci-dessus) ou non, selon le besoin et les contraintes associées aux pièces 10, 1 1 .
L'élément de support (non représenté) qui permet le référencement géométrique de l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 à souder est configuré de sorte que l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 est intercalé, lors du soudage, entre cet élément de support et l'élément de protection 15 qui pour sa part retransmet l'effort de bridage qui lui est appliqué par l'élément de bridage 14. L'élément de protection 15, lorsqu'il est formé d'un seul tenant, peut être totalement indépendant des autres éléments du système d'assemblage (le placement de l'élément de protection 15 entre l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 et l'élément de bridage 14 consistant par exemple à la seule action de dépôt de l'élément de protection 15 sur l'ensemble E, avant d'être immobilisé de la manière décrite précédemment). Dans une alternative particulièrement avantageuse la rendant notamment automatisable, l'élément de protection 15 est lié à l'élément de support par un mécanisme de liaison 20, notamment par articulation de type abattant.
Il résulte de tout ce qui précède qu'un assemblage de deux pièces par soudure laser par transparence, comprend tout ou partie des étapes suivantes :
- fourniture des deux pièces 10, 1 1 à souder au niveau d'une interface de contact 12 entre les deux pièces 10, 1 1 par transparence à travers l'une 10 d'elles,
mise en contact A (figure 3) des deux pièces 10, 1 1 l'une contre l'autre au niveau de l'interface de contact 12,
- placement B (figure 4) de l'élément de protection 15 entre l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 et l'élément de bridage 14,
application, notamment par simple appui, par l'élément de bridage 14 de l'effort de bridage à l'élément de protection 15, cet effort reçu par l'élément de protection 15 étant ensuite transmis par l'élément de protection 15 à l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 ,
soudage des deux pièces 10, 1 1 au niveau de l'interface de contact 12, par projection à travers l'élément de protection 15 du faisceau laser F dirigé vers l'ensemble E des deux pièces 10, 1 1 , ceci pouvant s'accompagner d'un déplacement relatif, par rapport à l'élément de protection, de l'élément de bridage 14 et/ou du faisceau laser F projeté. La figure 5 illustre la situation à l'issue du placement B de l'élément de protection 15.
Le faisceau laser F traverse l'élément de protection 15 (au niveau de chaque partie lorsqu'il en possède plusieurs associées à différentes zones de soudage Z) directement à travers la matière constitutive localement de l'élément de protection 15 et/ou par l'intermédiaire de la lumière 18. L'ensemble E de deux pièces 10, 1 1 assemblées par la mise en œuvre du procédé d'assemblage, présente l'avantage d'avoir une face extérieure d'aspect dépourvue de détérioration causée par l'élément de bridage 14, l'élément de protection 15 ayant rempli un rôle d'encaissement et de transmission de l'effort de bridage durant le soudage et le déplacement de l'élément de bridage 14 par rapport aux pièces 10, 1 1 en cours de soudage.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système d'assemblage de deux pièces (10, 1 1 ), comprenant un élément de projection d'un faisceau laser (F) réalisant un soudage des deux pièces (10, 1 1 ) au niveau d'une interface de contact (12) entre les deux pièces (10, 1 1 ), et un élément de bridage (14) configuré pour transmettre un effort à un ensemble (E) formé par les deux pièces (10, 1 1 ) à souder, caractérisé en ce qu'il comprend : un élément de protection (15) indépendant de l'élément de bridage (14) et configuré de sorte que l'effort exercé par l'élément de bridage (14), lors du soudage, est appliqué à l'élément de protection (15) et transmis par l'élément de protection (15) à l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ), un élément de déplacement assurant un déplacement de l'élément de bridage (14), lors du soudage, par rapport à l'élément de protection (15), et un élément d'immobilisation assurant que l'élément de protection (15) est immobilisé par rapport à l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ) lors du soudage.
2. Système d'assemblage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, du côté de l'élément de projection par rapport à l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ), l'élément de protection (15) est interposé entre l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ) et l'élément de bridage (14) de sorte que l'élément de bridage (14) applique l'effort à l'élément de protection (15) par un contact de l'élément de bridage (14) contre l'élément de protection (15).
3. Système d'assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de protection (15) est configuré de sorte que l'effort prédéterminé exercé par l'élément de bridage (14), lors du soudage obtenu par la projection du faisceau laser (F), est appliqué à l'élément de protection (15) par appui de quatre doigts d'application de l'élément de bridage (14) sur l'élément de protection (15) résultant du contact de l'extrémité des doigts d'application sur l'élément de protection (15) au niveau de zones d'appui (17) et en ce que le faisceau laser (F) est projeté au cœur de l'élément de bridage (14) selon la direction générale des doigts, dans le volume ouvert délimité à la périphérie par les quatre doigts.
4. Système d'assemblage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de bridage (14) et l'élément de protection
(15) sont deux pièces séparées qui ne coopèrent que par simple appui réciproque.
5. Système d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de protection (15) comprend plusieurs parties associées respectivement à différentes zones de soudage (Z) réparties sur l'interface de contact (12) entre les deux pièces (10, 1 1 ).
6. Système d'assemblage selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque partie comprend une face d'appui contre laquelle l'élément de bridage (14) exerce l'effort lors du soudage de la zone (Z) associée à ladite partie.
7. Système d'assemblage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que chaque partie est au moins partiellement transparente au faisceau laser (F) et/ou ajourée à l'aplomb de la zone de soudage (Z) associée à ladite partie.
8. Système d'assemblage selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les parties sont reliées entre elles de sorte que l'élément de protection (15) est d'un seul tenant.
9. Système d'assemblage selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que les parties sont conjointement formées dans une seule et même pièce monobloc.
10. Système d'assemblage selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chaque partie est formée par une plaque interchangeable (16) montée de manière amovible sur un châssis (19) commun à plusieurs plaques interchangeables (16), des caractéristiques associées à une plaque interchangeable (16) donnée, par exemple la nature du matériau, la souplesse, l'élasticité ou l'épaisseur, pouvant notamment être fonctions de caractéristiques liées à au moins l'une des pièces (10, 1 1 ) à assembler.
1 1 . Système d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de support permettant un référencement géométrique de l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ) à souder et configuré de sorte que l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ) est intercalé, lors du soudage, entre l'élément de support et l'élément de protection (15).
12. Système d'assemblage selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que l'élément de protection (15) est lié à l'élément de support par un mécanisme de liaison (20), notamment par articulation de type abattant.
13. Procédé d'assemblage de deux pièces, comprenant une étape de fourniture de deux pièces (10, 1 1 ) à souder au niveau d'une interface de contact (12) entre les deux pièces (10, 1 1 ) par transparence à travers l'une (10) d'elles, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : placement d'un élément de protection (15) entre l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ) et un élément de bridage (14),
- application par l'élément de bridage (14) d'un effort à l'élément de protection (15), ledit effort étant transmis par l'élément de protection (15) à l'ensemble (E) des deux pièces (10, 1 1 ),
soudage des deux pièces (10, 1 1 ) au niveau de l'interface de contact (12) entre les deux pièces (10, 1 1 ), par projection à travers l'élément de protection (15) d'un faisceau laser (F) dirigé vers l'ensemble
(E) des deux pièces (10, 1 1 ), comprenant une étape de déplacement relatif, par rapport à l'élément de protection (15), de l'élément de bridage
(14).
14. Ensemble de deux pièces assemblées par la mise en œuvre du procédé d'assemblage selon la revendication 13, de sorte que ledit ensemble (E) présente une face extérieure d'aspect dépourvue de détérioration causée par l'élément de bridage (14).
EP13728470.9A 2012-05-25 2013-05-23 Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage Withdrawn EP2855077A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1254817A FR2990889B1 (fr) 2012-05-25 2012-05-25 Soudage laser de pieces par transparence avec element de protection
PCT/FR2013/051126 WO2013175132A1 (fr) 2012-05-25 2013-05-23 Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2855077A1 true EP2855077A1 (fr) 2015-04-08

Family

ID=46963806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13728470.9A Withdrawn EP2855077A1 (fr) 2012-05-25 2013-05-23 Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2855077A1 (fr)
FR (1) FR2990889B1 (fr)
WO (1) WO2013175132A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053925A1 (de) * 2008-10-30 2010-05-06 Lpkf Laser & Electronics Ag Spannvorrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5674420A (en) * 1995-06-12 1997-10-07 Worthington Industries Incorporated Clamping device for welding machine
DE29804124U1 (de) 1998-03-09 1999-07-08 Honeywell B.V., Amsterdam Elektrothermisch betätigbares Kleinventil
DE102004004985B4 (de) * 2004-01-30 2006-03-23 Lpkf Laser & Electronics Ag Verfahren und Vorrichtung zum Durchstrahlschweißen zweier thermoplastischer Bauteile
US8118957B2 (en) * 2008-02-27 2012-02-21 Honda Motor Co., Ltd. Vibration welding method and vibration welding apparatus
FR2959693B1 (fr) * 2010-05-07 2012-07-27 Renault Sa Dispositif d'assemblage de deux pieces en materiaux thermoplastiques par soudage laser par transparence et procede d'assemblage associe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053925A1 (de) * 2008-10-30 2010-05-06 Lpkf Laser & Electronics Ag Spannvorrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2013175132A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2990889A1 (fr) 2013-11-29
WO2013175132A1 (fr) 2013-11-28
FR2990889B1 (fr) 2015-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3174653B1 (fr) Procédé de fabrication additive à base de poudre d'une pièce, notamment d'une lamelle de garniture pour moule de pneumatiques, et d'un élément de renfort associé
EP2566684B1 (fr) Dispositif d'assemblage de deux pieces en materiaux thermoplastiques par soudage laser par transparence, procede d'assemblage et embout de bridage associe
EP2676164B1 (fr) Procede de fabrication ameliore d'un reflecteur, de preference pour le domaine de l'energie solaire
EP2566683B1 (fr) Dispositif d'assemblage de deux pieces en materiaux thermoplastiques par soudage laser par transparence et procede d'assemblage associe
FR2996800A1 (fr) Element moulant d'un moule pour pneumatique comportant une zone poreuse
CA3115097A1 (fr) Filtre a guide d'ondes adapte pour un procede de fabrication additive
EP2762367B1 (fr) Ensemble de pare-chocs pour véhicule automobile
EP4639019A1 (fr) Module lumineux pour véhicule automobile comprenant des éléments de connexion articulés
CA2863270A1 (fr) Entretoise de positionnement, module de stockage d'energie l'utilisant et procede d'assemblage du module
FR3065488A1 (fr) Element de ligne d'echappement et procede de fabrication d'un tel element
WO2013175132A1 (fr) Système et procédé de soudage laser de pièces par transparence utilisant un élément de protection indépendant d'un élément de bridage
FR3073762A1 (fr) Dispositif de soudobrasage et procede de soudobrasage d’un pavillon de vehicule
WO2006111671A2 (fr) Procede d ' assemblage par soudage laser par transparence de toles recouvertes d ' une couche de protection et espacees les unes des autres a l ' aide de protubérances
FR2731373A1 (fr) Procede de soudage de toles par un faisceau laser et assemblage de toles soudees obtenu par ce procede
EP3922511B1 (fr) Procédé de fixation par soudure d'un support d'interface sur un profilé de glissière de siège de véhicule
FR2983768A1 (fr) Embout de bridage equipe d'un accessoire de bridage pour un dispositif d'assemblage deux pieces par soudage laser par transparence et procede de remplacement d'un tel accessoire
EP2320432A1 (fr) Emballage pour le transport et/ou entreposage de matières radioactives conferant un transfert thermique renforce
EP2055877A1 (fr) Procédé de collage d'une pièce de montage sur une surface
EP1901946B1 (fr) Aile avant de vehicule automobile a cloison d'etancheite deformable
EP3145795A1 (fr) Pavillon de toit de véhicule automobile soudo-brasé aux côtés de caisse
CA2871924C (fr) Vitrage de vehicule avec un embase pour la attachement d'accessoire, embase, procede d'assemblage et utilisation
EP3264940A1 (fr) Glissière pour des systèmes de réglage coulissants
EP3230042A1 (fr) Procédé de fabrication d'un ensemble de pièces de carrosserie par découpe
WO2007048962A1 (fr) Systeme et procede d'assemblage pour un vehicule
FR3046738A1 (fr) Procede et dispositif d'assemblage par soudage laser par transparence d'une premiere piece comprenant au moins un element de liaison avec une deuxieme piece

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20141118

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160129

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170503