EP3921113A1 - Method for separating a first mechanical part from a second mechanical part - Google Patents

Method for separating a first mechanical part from a second mechanical part

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EP3921113A1
EP3921113A1 EP20709268.5A EP20709268A EP3921113A1 EP 3921113 A1 EP3921113 A1 EP 3921113A1 EP 20709268 A EP20709268 A EP 20709268A EP 3921113 A1 EP3921113 A1 EP 3921113A1
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EP
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mechanical part
mechanical
blade
reinforcement
cooling
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EP20709268.5A
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Vincent Joudon
Damien Bruno LAMOUCHE
Matthieu Patrick Jean Roger Perlin
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Safran Aircraft Engines SAS
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Safran Aircraft Engines SAS
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Publication date
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Definitions

  • the cooling unit 38 comprises a reservoir 42 of pressurized cooling fluid and a pressure reducing valve 44 capable of receiving the fluid coming from the reservoir 42 and of delivering it under a determined pressure.
  • This pressure reducer is connected to a conduit 46, supplied with pressurized cooling fluid, which extends close to the reinforcement 14.
  • the end of the conduit 46 comprises a nozzle 48 which is configured to spray the cooling fluid onto the surface of the valve. reinforcement 14.
  • Liquid nitrogen is sprayed at a temperature of -200 ° C.
  • the adhesive film 16 is cooled by thermal conduction through the reinforcement 14.
  • the nitrogen application time therefore depends on the thickness and the nature of the metal reinforcement 14, as well as on the desired temperature in the adhesive film 16 to cause it to break.
  • the second part that is to say the reinforcement 14 is subjected to a compressive stress in a direction D substantially perpendicular to a surface of the adhesive film 16. .
  • This compressive stress is a mechanical stress corresponding to a shock exerted on the surface of the metal reinforcement 14.
  • This compression wave has the advantage of being transformed into a tensile wave at the interface between the reinforcement 14 and the adhesive film 16 of the makes the difference in mechanical impedance between the reinforcement 14 and the adhesive film 16.
  • the change in mechanical rigidity at the interface between two materials induces the reflection of part of the incident wave compression into a tensile wave.
  • These components comprise a generator 50, converting a source of electrical energy supplying the generator into a sinusoidal electrical signal. This signal feeds a converter 52, which converts the sinusoidal electrical signal into sinusoidal vibrating waves. These vibratory waves are transmitted to an amplifier 54, which amplifies them. The amplifier 54 amplifies the vibratory waves intended for a sonotrode 56 which is able to mechanically transmit the vibratory waves. At one end of the sonotrode 56 is at least one transmission finger 58, also called an "indenter”, which receives the vibratory waves from the sonotrode 56, which is arranged in contact with the reinforcement 14 of the second part, and which is suitable for them. mechanically transmit to the reinforcement 14.
  • the transmission finger or fingers 58 of the sonotrode 58 exert the mechanical stress by hammering by ultrasound, as we have seen, substantially in the direction D substantially perpendicular to a surface of the adhesive film 16 ..
  • the assembly 32 of the tooling 30 enables the two stages of cooling and stressing to be carried out simultaneously. These two operations are carried out in a coverage zone C of the leading edge 20 of the blade 12 by the tooling 30, and more particularly by the fingers 58 of the sonotrode 56 immediately after passage of the nozzle 48.
  • the zone C is of a length I less than the length L of the leading edge 14 of the vane 12.
  • the tool 40 is therefore moved along the entire length L of the leading edge 14 of the vane 12, as illustrated FIGS. 3 and 4.
  • the coverage area C first undergoes cooling by the nozzle 48 and then immediately after the mechanical stress by the transmission fingers 58.
  • the immediate proximity of the fingers 58 to the nozzle 48 prevents the leading edge 20 from heating up and the cooling from losing its effectiveness.

Abstract

The invention relates to a method for separating a first mechanical part (12) from a second mechanical part (14), wherein the second mechanical part (14) is bonded to the first mechanical part (12) by an adhesive film (16) along a connecting area, the first mechanical part (12) having a first specific thermal conductivity and the second mechanical part (14) having a second thermal conductivity that is higher than the first thermal conductivity, characterised in that it comprises at least one cooling step during which the second mechanical part (14) is cooled to a negative temperature and at least one stressing step during which the second mechanical part (14) is subjected to mechanical stress in order to cause the adhesive film (16) to break.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE DESOLIDARISATION D'UNE PREMIERE PIECE MECANIQUE D'UNE DEUXIEME PIECE MECANIQUE TITLE: PROCESS FOR DESOLIDARIZING A FIRST MECHANICAL PART FROM A SECOND MECHANICAL PART
Domaine technique de l'invention Technical field of the invention
L'invention concerne un procédé de désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique. The invention relates to a method for separating a first mechanical part from a second mechanical part.
L'invention s'applique tout particulièrement à un procédé de désolidarisation d'un renfort métallique du bord d'attaque d'une aube de turbomachine en matériau composite. The invention applies most particularly to a method of separating a metal reinforcement from the leading edge of a turbine engine blade made of composite material.
Arrière-plan technique Technical background
Les turbomachines à double flux équipées de soufflante sont équipées d'aubes qui peuvent être réalisées principalement en matériau composite à matrice organique. Ces aubes sont généralement équipées de renforts métalliques en alliage de titane qui sont collés sur les aubes, par exemple sur le bord d'attaque des aubes. By-pass turbomachines equipped with a fan are equipped with blades which can be made mainly from a composite material with an organic matrix. These blades are generally equipped with metal reinforcements made of titanium alloy which are bonded to the blades, for example on the leading edge of the blades.
En service, le renfort métallique d'une ou plusieurs aubes peut être endommagé par des impacts variés, par exemple lorsqu'un corps étranger tel qu'un oiseau ou tel qu'un débris est ingéré par la soufflante. Toutefois, dans ce cas, l'aube correspondante ne fait pas nécessairement l'objet de dégradations de sorte qu'il peut être intéressant de ne remplacer que le renfort métallique et de conserver l’aube en composite, car celle-ci, du fait de sa fabrication en matériau composite, présente une valeur économique élevée. In service, the metal reinforcement of one or more blades can be damaged by various impacts, for example when a foreign object such as a bird or such as a debris is ingested by the blower. However, in this case, the corresponding vane is not necessarily subject to degradation so that it may be advantageous to replace only the metal reinforcement and to keep the composite vane, because the latter, due to the fact of its manufacture in composite material, has a high economic value.
La problématique de l'invention réside donc dans la mise au point d’un procédé permettant de séparer le renfort métallique de l'aube en matériau composite sans endommager ladite aube. Différentes techniques connues de l'état la technique ont été jusqu'à présent utilisées pour séparer le renfort métallique de l'aube: The problem with the invention therefore resides in the development of a method making it possible to separate the metal reinforcement from the blade made of composite material without damaging said blade. Various techniques known from the state of the art have hitherto been used to separate the metal reinforcement from the blade:
Le document FR-2.970.197-A1 divulgue un procédé de désolidarisation par induction d'une première pièce mécanique d’une deuxième pièce mécanique magnétique collée à la première pièce par un film de colle. Dans ce procédé, on utilise les propriétés magnétiques de la deuxième pièce mécanique magnétique en produisant un champ magnétique dans la zone de collage de manière à générer par induction des courants de Foucault dans la deuxième pièce mécanique magnétique, ce qui a pour effet de la chauffer et de ramollir le film de colle liant les deux pièces afin de permettre la désolidarisation des pièces mécaniques. Document FR-2,970,197-A1 discloses a method for inductively separating a first mechanical part from a second magnetic mechanical part bonded to the first part by a film of adhesive. In this process, the magnetic properties of the second magnetic mechanical part are used by producing a magnetic field in the bonding zone so as to generate by induction eddy currents in the second magnetic mechanical part, which has the effect of heating it. and to soften the film of adhesive binding the two parts in order to allow the separation of the mechanical parts.
L'inconvénient de cette méthode, appliquée à un renfort d'aube, est que l'épaisseur de celui-ci n'est pas uniforme. Notamment, le renfort est d'épaisseur élevée au niveau du bord d’attaque de l’aube et il est d'épaisseur réduite dans des zones d'extension qui s'étendent vers l'intérieur de l'aube à partir de ce bord d'attaque et qui sont collées à la surface de l'aube par le film de colle. The drawback of this method, applied to a blade reinforcement, is that the thickness of the latter is not uniform. In particular, the reinforcement is of high thickness at the leading edge of the blade and it is of reduced thickness in extension zones which extend towards the interior of the blade from this edge. attack and which are stuck to the surface of the blade by the adhesive film.
Le champ magnétique utilisé pour parvenir à une élévation de température suffisante du renfort au niveau de la zone d'épaisseur élevée du renfort risque de provoquer une surchauffe dans les zones d'épaisseur réduite du renfort. Cette surchauffe peut être transmise au matériau composite de l'aube, avec le risque de le dégrader. The magnetic field used to achieve a sufficient temperature rise of the reinforcement at the region of high thickness of the reinforcement risks causing overheating in the areas of reduced thickness of the reinforcement. This overheating can be transmitted to the composite material of the blade, with the risk of degrading it.
Le document FR-3.056.605-A1 divulgue un procédé de désolidarisation par dissolution. Selon ce procédé, on plonge une partie d'une aube comportant un renfort d'un bord d'attaque réalisé en un alliage de titane dans une enceinte de traitement chimique alimentée par un circuit fermé dans lequel circule une composition de traitement chimique et un circuit fermé dans lequel circule une composition de rinçage. On fait circuler la composition de traitement chimique pour dissoudre l'alliage de titane, puis on rince l'aube. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter des équipements relativement encombrants et complexes, et de présenter un temps de traitement élevé, lié à la dissolution du renfort en titane. De plus, le matériau de celui-ci étant dissous, il ne peut être recyclé. The document FR-3,056,605-A1 discloses a process for separation by dissolution. According to this method, part of a blade comprising a reinforcement of a leading edge made of a titanium alloy is immersed in a chemical treatment chamber supplied by a closed circuit in which circulates a chemical treatment composition and a circuit. closed in which circulates a rinsing composition. The chemical treatment composition is circulated to dissolve the titanium alloy, then the vane is rinsed. This solution has the drawback of requiring relatively bulky and complex equipment, and of having a long processing time, linked to the dissolution of the titanium reinforcement. In addition, the material thereof being dissolved, it cannot be recycled.
Le document US-2014/030108-A1 décrit un procédé de désolidarisation par chauffage et sollicitation mécanique d’un assemblage comprenant un film de colle chargé de matériaux à mémoire de forme, le chauffage étant réalisé à une température supérieure à celle de transformation martensitique desdits matériaux. Cette colle très spécifique ne peut être utilisée que de manière restrictive. Document US-2014/030108-A1 describes a separation process by heating and mechanical stressing of an assembly comprising a film of adhesive loaded with shape memory materials, the heating being carried out at a temperature higher than that of martensitic transformation of said materials. This very specific glue can only be used in a restrictive way.
Les documents FR3.025.735A1 et FR2.992.243 décrit un procédé de désolidarisation par refroidissement et sollicitation mécanique d’assemblage dans lesquels l’ensemble de l’assemblage est refroidi. Cette configuration ne permet pas de tirer parti des différences de conductivité thermique entre matériaux. The documents FR3.025.735A1 and FR2.992.243 describes a process for separation by cooling and mechanical assembly stress in which the entire assembly is cooled. This configuration does not make it possible to take advantage of the differences in thermal conductivity between materials.
Résumé de l'invention Summary of the invention
L'invention remédie à cet inconvénient en proposant un procédé de désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique permettant de rompre la liaison entre le film de colle et la deuxième pièce mécanique dont la conductivité thermique est la plus élevée. The invention overcomes this drawback by proposing a method for separating a first mechanical part from a second mechanical part making it possible to break the connection between the film of adhesive and the second mechanical part, the thermal conductivity of which is the highest.
Plus particulièrement, l'invention propose un procédé permettant de rompre l’interface entre la colle et le matériau de la deuxième pièce mécanique, en appliquant, d'une part, une sollicitation thermique à la deuxième pièce mécanique et d'autre part, une sollicitation mécanique à cette deuxième pièce. More particularly, the invention proposes a method for breaking the interface between the adhesive and the material of the second mechanical part, by applying, on the one hand, a thermal stress to the second mechanical part and, on the other hand, a mechanical stress on this second part.
Cette deuxième pièce, dont la conductivité thermique est plus élevée que celle de la première pièce, est ainsi à même de transmettre rapidement la sollicitation thermique du fait de sa conductivité thermique élevée, laquelle sollicitation thermique, combinée à la sollicitation mécanique, permet de rompre le film de colle. This second part, whose thermal conductivity is higher than that of the first part, is thus able to rapidly transmit thermal stress due to its high thermal conductivity, which thermal stress, combined with mechanical stress, breaks the adhesive film.
Dans ce but, l'invention propose un procédé de désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique, la deuxième pièce mécanique étant collée à la première pièce mécanique par un film de colle selon une zone de liaison, la première pièce mécanique étant d'une première conductivité thermique déterminée et la deuxième pièce mécanique étant d'une deuxième conductivité thermique supérieure à la première conductivité thermique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape de refroidissement au cours de laquelle on refroidit seulement la deuxième pièce mécanique à une température négative et au moins une étape de sollicitation au cours de laquelle on soumet la deuxième pièce mécanique à une sollicitation mécanique pour provoquer la rupture du film de colle. For this purpose, the invention proposes a method of separating a first mechanical part from a second mechanical part, the second mechanical part being bonded to the first mechanical part by a film of adhesive along a connecting zone, the first part mechanical being of a first determined thermal conductivity and the second mechanical part being of a second thermal conductivity greater than the first thermal conductivity, characterized in that it comprises at least one cooling step during which only the second is cooled mechanical part at a negative temperature and at least one stressing step during which the second mechanical part is subjected to mechanical stress in order to cause the adhesive film to break.
Selon d'autres caractéristiques du procédé : According to other characteristics of the process:
- les étapes de refroidissement et de sollicitation sont simultanées,- the cooling and stress stages are simultaneous,
- au cours de l'étape de sollicitation, on soumet la deuxième pièce à une sollicitation de compression selon une direction sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle, - During the stressing step, the second part is subjected to a compressive stress in a direction substantially perpendicular to a surface of the adhesive film,
- la sollicitation de compression est réalisée par un moyen de mise en vibration ou par un moyen de projection de projectiles, - the compressive stress is carried out by means of vibrating or by means of projectile projection,
- le moyen de mise en vibration est un moyen de martelage par ultrasons et le moyen de projection de projectiles est un moyen de grenaillage, - the vibrating means is an ultrasonic hammering means and the projectile projection means is a shot peening means,
- l'étape de refroidissement, est réalisée par projection d'azote liquide sur la deuxième pièce. - the cooling step is carried out by spraying liquid nitrogen onto the second part.
- la première pièce est une aube en matériau composite, la deuxième pièce est un renfort métallique collé sur un bord d'attaque de ladite aube et le procédé comporte deux étapes simultanées comportant une étape de refroidissement du renfort métallique par projection d'azote liquide et une étape de sollicitation au cours de laquelle on soumet le renfort à une sollicitation mécanique par martelage par ultrasons selon une direction sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle, - The first part is a blade made of composite material, the second part is a metal reinforcement bonded to a leading edge of said blade and the method comprises two simultaneous steps comprising a step of cooling the metal reinforcement by spraying liquid nitrogen and a stressing step during which the reinforcement is subjected to a mechanical stress by ultrasonic hammering in a direction substantially perpendicular to a surface of the adhesive film,
- le procédé est mis en œuvre au moyen d'un outillage permettant de réaliser simultanément les deux étapes de refroidissement et de sollicitation dans une zone de couverture du bord d'attaque de l'aube par l'outillage de longueur inférieure à une longueur du bord d'attaque de l'aube, et ledit outillage est déplacé suivant toute la longueur du bord d'attaque de l'aube, - the method is implemented by means of a tool making it possible to carry out simultaneously the two stages of cooling and stressing in a zone of coverage of the leading edge of the blade by the tool of length less than a length of leading edge of the blade, and said tool is moved along the entire length of the leading edge of the blade,
- l'azote liquide est projeté à une température de sensiblement - 200°C et le martelage par ultrasons est effectué à une fréquence comprise entre 10kHz et 40 kHz. - the liquid nitrogen is sprayed at a temperature of appreciably - 200 ° C and the hammering by ultrasound is carried out at a frequency between 10 kHz and 40 kHz.
L'invention concerne aussi un outillage pour la désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique selon le procédé décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble mobile en translation le long d'une surface libre de la deuxième pièce mécanique, ledit ensemble comportant : The invention also relates to a tool for separating a first mechanical part from a second mechanical part according to the method described above, characterized in that it comprises an assembly movable in translation along a free surface of the second. mechanical part, said assembly comprising:
- un groupe de sollicitation comportant successivement : - a solicitation group comprising successively:
• un générateur, convertissant une source d'énergie électrique d'alimentation dudit générateur en un signal électrique sinusoïdal, • a generator, converting a source of electrical energy supplying said generator into a sinusoidal electrical signal,
• un convertisseur, convertissant le signal électrique sinusoïdal en ondes vibratoires sinusoïdales, • a converter, converting the sinusoidal electrical signal into sinusoidal vibrating waves,
• un amplificateur, amplifiant les ondes vibratoires, • an amplifier, amplifying the vibratory waves,
• un sonotrode, apte à transmettre les ondes vibratoires, • a sonotrode, capable of transmitting vibratory waves,
• au moins un doigt de transmission, agencé au contact de la deuxième pièce, et apte à recevoir les ondes vibratoires du sonotrode et à les transmettre mécaniquement à la deuxième pièce, • at least one transmission finger, arranged in contact with the second part, and able to receive the vibratory waves from the sonotrode and to transmit them mechanically to the second part,
- un groupe de refroidissement comportant, successivement : - a cooling unit comprising, successively:
• un réservoir de stockage d'azote sous pression, • un détendeur apte à recevoir l'azote issu du réservoir et à le délivrer sous une pression déterminée, • a pressurized nitrogen storage tank, • a regulator capable of receiving the nitrogen coming from the tank and delivering it under a determined pressure,
• un conduit, alimenté en azote sous pression par le détendeur, et s'étendant à proximité de la deuxième pièce, • a pipe, supplied with nitrogen under pressure by the pressure reducer, and extending near the second room,
• une buse, agencée à l'extrémité du conduit, configurée pour pulvériser l'azote liquide à la surface de la deuxième pièce. • a nozzle, arranged at the end of the duct, configured to spray liquid nitrogen onto the surface of the second part.
Brève description des figures Brief description of the figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly on reading the following description given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
[Fig.1 ] la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une aube de turbomachine; [Fig.1] Figure 1 is a schematic sectional view of a turbine engine blade;
[Fig.2] la figure 2 est une vue schématique en perspective de l'aube de la figure 1 ; [Fig.2] Figure 2 is a schematic perspective view of the blade of Figure 1;
[Fig.3] la figure 3 est une vue de dessus d'un outillage selon l'invention au cours de la mise en œuvre du procédé selon l'invention; [Fig.3] Figure 3 is a top view of a tool according to the invention during the implementation of the method according to the invention;
[Fig.4] la figure 4 est une autre dessus d'un outillage selon l'invention au cours de la mise en œuvre du procédé selon l'invention. [Fig.4] Figure 4 is another top of a tool according to the invention during the implementation of the method according to the invention.
Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention
On a représenté à la figure 1 un ensemble d'aube 10 de turbomachine. De manière connue, l'ensemble d'aube 10 est constitué de deux pièces 12 et 14 collées par un film de colle 16 dont l'épaisseur a été exagérée pour les besoins de la compréhension de la figure 1. Le film de colle 16 définit ainsi une zone de liaison 18 entre les deux pièces. La première pièce mécanique 12 est d'une conductivité thermique déterminée et la deuxième pièce 14 est d'une conductivité thermique 14 supérieure à celle de la première pièce 12. FIG. 1 shows a turbine engine blade assembly 10. In known manner, the blade assembly 10 consists of two parts 12 and 14 bonded by a film of adhesive 16, the thickness of which has been exaggerated for the purposes of understanding FIG. 1. The film of adhesive 16 defines thus a connection zone 18 between the two parts. The first mechanical part 12 has a determined thermal conductivity and the second part 14 has a thermal conductivity 14 greater than that of the first part 12.
S'agissant d'un ensemble d'aube 10 de turbomachine, la première pièce est une aube 12 réalisée en matériau composite, par exemple un matériau composite à matrice organique, et la deuxième pièce est un renfort métallique 14 en alliage de titane collé sur un bord d'attaque 20 de l'aube 12. As regards a turbine engine blade assembly 10, the first part is a blade 12 made of a composite material, for example a composite material with an organic matrix, and the second part is a metal reinforcement 14 made of a titanium alloy bonded to a leading edge 20 of dawn 12.
Comme l'illustre la figure 2, le renfort 14 s'étend suivant une longueur L le long du bord d'attaque 20 de l'aube 12. As shown in Figure 2, the reinforcement 14 extends along a length L along the leading edge 20 of the blade 12.
Conventionnellement, les procédés de désolidarisation connus de l'état de la technique consistent soit à ramollir le film de colle 16 en chauffant par induction le renfort 14, soit à réaliser une opération de dissolution chimique du renfort 14. Conventionally, the separation processes known from the state of the art consist either in softening the film of adhesive 16 by induction heating the reinforcement 14, or in carrying out an operation of chemical dissolution of the reinforcement 14.
Comme on le voit sur la figure 1 , l'épaisseur du renfort 14 n'est pas uniforme. Le renfort 14 coiffe l'aube 12 et il est d'une épaisseur E qui est maximale au niveau du bord d'attaque 20 et qui décroit jusqu'à des valeurs minimales dans des zones 26 et 28 où le renfort rejoint des zones d'extrados 22 et d’intrados 24 de l'aube 12. As seen in Figure 1, the thickness of the reinforcement 14 is not uniform. The reinforcement 14 covers the blade 12 and it has a thickness E which is maximum at the level of the leading edge 20 and which decreases to minimum values in zones 26 and 28 where the reinforcement meets zones of upper surface 22 and lower surface 24 from dawn 12.
Par conséquent, un chauffage du renfort 14 par induction visant à provoquer un ramollissement suffisant du film de colle 16 au niveau du bord d'attaque présente l'inconvénient de provoquer un échauffement excessif des zones 26 et 28, avec pour conséquence un risque de dégradation du matériau composite de l'aube 12 à proximité de ces zones. Cette solution technique est donc inappropriée. Consequently, heating the reinforcement 14 by induction aimed at causing sufficient softening of the film of adhesive 16 at the leading edge has the drawback of causing excessive heating of the zones 26 and 28, with the consequence of a risk of degradation. of the composite material of the blade 12 near these areas. This technical solution is therefore inappropriate.
Une opération de dissolution chimique du renfort 14 ne risque pas quant à elle, d'endommager l'aube 12, mais présente toutefois l'inconvénient d'être une opération longue et coûteuse en moyens. An operation of chemical dissolution of the reinforcement 14 does not risk damaging the vane 12, but nevertheless has the drawback of being a long operation and costly in terms of means.
L'invention remédie à ces inconvénients en proposant un procédé comportant au moins une étape de refroidissement au cours de laquelle on refroidit le renfort 14 à une température négative et au moins une étape de sollicitation au cours de laquelle on soumet le renfort 14 à une sollicitation mécanique pour provoquer la rupture du film de colle 16. The invention overcomes these drawbacks by proposing a method comprising at least one cooling step during which the reinforcement 14 is cooled to a negative temperature and at least one cooling step. stress during which the reinforcement 14 is subjected to a mechanical stress to cause the breaking of the adhesive film 16.
Le refroidissement du renfort métallique 14, dont la conductivité thermique est élevée, permet de refroidir le film de colle 16 en contact avec le métal du renfort métallique 14 afin de modifier son comportement mécanique ductile en un comportement mécanique fragile, qui provoque une baisse de sa ténacité. Ceci permet de diminuer l’apport d’énergie mécanique nécessaire à la rupture du film de colle 16, ce qui permet de réduire considérablement le risque de dégradation de l’aube 12 lorsque, au cours de l'étape de sollicitation, le renfort 14 est soumis à une sollicitation mécanique. The cooling of the metal reinforcement 14, the thermal conductivity of which is high, makes it possible to cool the film of adhesive 16 in contact with the metal of the metal reinforcement 14 in order to modify its ductile mechanical behavior into a fragile mechanical behavior, which causes a drop in its tenacity. This makes it possible to reduce the mechanical energy input necessary for the breaking of the adhesive film 16, which makes it possible to considerably reduce the risk of degradation of the blade 12 when, during the stressing step, the reinforcement 14 is subjected to mechanical stress.
La modification du comportement mécanique du film de colle 16 dépend de la colle utilisée. Conventionnellement, les aubes 12 et renforts 14 sont assemblés au moyen de colles époxy qui deviennent fragiles dès que l’on atteint des températures très négatives car la mobilité des chaînes macromoléculaires du film de colle 16 est alors réduite. L'étape de refroidissement du procédé de l'invention permet de fragiliser conséquemment le film de colle. The modification of the mechanical behavior of the adhesive film 16 depends on the adhesive used. Conventionally, the blades 12 and reinforcements 14 are assembled by means of epoxy adhesives which become brittle as soon as very negative temperatures are reached because the mobility of the macromolecular chains of the adhesive film 16 is then reduced. The cooling step of the process of the invention makes it possible to consequently weaken the adhesive film.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les étapes de refroidissement et de sollicitation sont simultanées. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention, et l'opération de sollicitation pourrait être menée après refroidissement du renfort 14, tant que celui-ci ne remonte pas suffisamment en température pour que le film de colle 16 retrouve son comportement ductile. In the preferred embodiment of the invention, the cooling and stressing steps are simultaneous. This configuration is not restrictive of the invention, and the stressing operation could be carried out after cooling of the reinforcement 14, as long as the latter does not rise in temperature sufficiently for the adhesive film 16 to regain its ductile behavior.
Un outillage 30 permettant de mettre en œuvre ces étapes est représenté aux figures 3 et 4. A tool 30 enabling these steps to be implemented is shown in Figures 3 and 4.
L'outillage 30 comporte un ensemble 32 mobile en translation suivant une longueur L le long d'une surface libre 32 du renfort 14. L'ensemble 32 peut être déplacé manuellement. Toutefois, dans le cadre d'une industrialisation du procédé, l'ensemble 32 est monté sur un chariot 36 mobile en translation. L'ensemble 32 comporte de préférence, d'amont en aval selon le sens du déplacement de l'ensemble 30, indiqué par la flèche de la figure 3, un groupe de refroidissement 38 destiné à mener l'étape de refroidissement et un groupe de sollicitation 40 destiné à mener l'étape de sollicitation. The tool 30 comprises an assembly 32 movable in translation along a length L along a free surface 32 of the reinforcement 14. The assembly 32 can be moved manually. However, in the context of industrialization of the process, the assembly 32 is mounted on a carriage 36 movable in translation. The assembly 32 preferably comprises, from upstream to downstream in the direction of movement of the assembly 30, indicated by the arrow in FIG. 3, a cooling group 38 intended to carry out the cooling step and a group of solicitation 40 intended to carry out the solicitation step.
Ainsi toute zone du renfort 14 refroidie par le groupe de refroidissement 38 est immédiatement soumise à la sollicitation du groupe de sollicitation 40 lors du déplacement de l'ensemble 30. Thus any zone of the reinforcement 14 cooled by the cooling unit 38 is immediately subjected to the stress of the stress group 40 during the movement of the assembly 30.
Le groupe de refroidissement 38 comporte un réservoir 42 de fluide de refroidissement sous pression et un détendeur 44 apte à recevoir le fluide issu du réservoir 42 et à le délivrer sous une pression déterminée. Ce détendeur est relié à un conduit 46, alimenté en fluide de refroidissement sous pression, qui s'étend à proximité du renfort 14. L'extrémité du conduit 46 comporte une buse 48 qui est configurée pour pulvériser le fluide de refroidissement à la surface du renfort 14. The cooling unit 38 comprises a reservoir 42 of pressurized cooling fluid and a pressure reducing valve 44 capable of receiving the fluid coming from the reservoir 42 and of delivering it under a determined pressure. This pressure reducer is connected to a conduit 46, supplied with pressurized cooling fluid, which extends close to the reinforcement 14. The end of the conduit 46 comprises a nozzle 48 which is configured to spray the cooling fluid onto the surface of the valve. reinforcement 14.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de refroidissement est réalisée par projection d'un fluide de refroidissement à base d'azote liquide sur le renfort 14. In the preferred embodiment of the invention, the cooling step is carried out by spraying a cooling fluid based on liquid nitrogen onto the reinforcement 14.
La buse 48 est donc configurée pour asperger la surface du renfort 14 selon un brouillard d'azote liquide. The nozzle 48 is therefore configured to spray the surface of the reinforcement 14 with a mist of liquid nitrogen.
L'azote liquide est projeté à une température de -200°C. Le refroidissement du film de colle 16 se fait par conduction thermique au travers du renfort 14. Le temps d’application de l’azote dépend donc de l’épaisseur et de la nature du renfort métallique 14, ainsi que de la température voulue dans le film de colle 16 pour provoquer sa rupture. Liquid nitrogen is sprayed at a temperature of -200 ° C. The adhesive film 16 is cooled by thermal conduction through the reinforcement 14. The nitrogen application time therefore depends on the thickness and the nature of the metal reinforcement 14, as well as on the desired temperature in the adhesive film 16 to cause it to break.
Un avantage majeur de ce procédé réside dans les différences de conductivité thermiques du renfort 14 et du film de colle 16. A major advantage of this process lies in the differences in thermal conductivity of the reinforcement 14 and of the adhesive film 16.
D'une part, le renfort 14 conduit rapidement la chaleur et permet de refroidir rapidement le film de colle 16. Or la colle en matériau polymère employée dans le film de colle 16 conduit peu la chaleur, ce qui isole thermiquement l’aube 12. A titre d'exemple, quelques secondes d’application d'azote suffisent pour traiter des épaisseurs E de renfort métallique inférieures à 1 mm. On the one hand, the reinforcement 14 rapidly conducts heat and allows the film of adhesive 16 to be cooled rapidly. However, the adhesive made of polymer material used in the film of adhesive 16 conducts little heat, which thermally insulates the blade 12. For example, a few seconds application of nitrogen is sufficient to treat thicknesses E of metal reinforcement less than 1 mm.
Plusieurs types de sollicitation mécanique peuvent être envisagés au cours de l'étape de sollicitation, par exemple des sollicitations exercées perpendiculairement à une corde de l'aube. Toutefois, de préférence, comme l'illustrent les figures 3 et 4, on soumet la deuxième pièce, c’est-à- dire le renfort 14 à une sollicitation de compression selon une direction D sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle 16. Several types of mechanical stress can be considered during the stressing step, for example stresses exerted perpendicular to a chord of the blade. However, preferably, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the second part, that is to say the reinforcement 14, is subjected to a compressive stress in a direction D substantially perpendicular to a surface of the adhesive film 16. .
Cette sollicitation de compression est une sollicitation mécanique correspondant à un choc exercé en surface du renfort métallique 14. Cette onde de compression présente l'avantage de se transformer en onde de traction à l’interface entre le renfort 14 et le film de colle 16 du fait de la différence d’impédance mécanique entre le renfort 14 et le film de colle 16. En effet, il est connu que le changement de rigidité mécanique à l’interface entre deux matériaux induit la réflexion d’une partie de l’onde incidente de compression en une onde de traction. This compressive stress is a mechanical stress corresponding to a shock exerted on the surface of the metal reinforcement 14. This compression wave has the advantage of being transformed into a tensile wave at the interface between the reinforcement 14 and the adhesive film 16 of the makes the difference in mechanical impedance between the reinforcement 14 and the adhesive film 16. In fact, it is known that the change in mechanical rigidity at the interface between two materials induces the reflection of part of the incident wave compression into a tensile wave.
D'une manière générale, la sollicitation de compression peut être réalisée par un moyen de mise en vibration ou par un moyen de projection de projectiles. Un tel moyen de vibration, est par exemple, un moyen de martelage par ultrasons. Un moyen de projection de projectiles est par exemple, un moyen de grenaillage. In general, the compressive stress can be achieved by a means of setting in vibration or by a means of projectile projection. Such a vibration means is, for example, an ultrasonic hammering means. A means of projectile projection is, for example, a shot-blasting means.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen de mise en vibration est un moyen de martelage par ultrasons. A cet effet, le groupe de sollicitation 40 comporte une chaîne de composants visant à produire le martelage par ultrasons. In the preferred embodiment of the invention, the vibrating means is an ultrasonic hammering means. For this purpose, the stress group 40 comprises a chain of components aimed at producing the ultrasonic hammering.
Ces composants comportent un générateur 50, convertissant une source d'énergie électrique d'alimentation du générateur en un signal électrique sinusoïdal. Ce signal alimente un convertisseur 52, qui convertit le signal électrique sinusoïdal en ondes vibratoires sinusoïdales. Ces ondes vibratoires sont transmises à un amplificateur 54, qui les amplifie. L'amplificateur 54 amplifie les ondes vibratoires à destination d'un sonotrode 56 qui est apte à transmettre mécaniquement les ondes vibratoires. A une extrémité du sonotrode 56 se trouve au moins un doigt de transmission 58, aussi appelé "indenteur", qui reçoit les ondes vibratoires du sonotrode 56, qui est agencé au contact du renfort 14 de la deuxième pièce, et qui est apte à les transmettre mécaniquement au renfort 14. These components comprise a generator 50, converting a source of electrical energy supplying the generator into a sinusoidal electrical signal. This signal feeds a converter 52, which converts the sinusoidal electrical signal into sinusoidal vibrating waves. These vibratory waves are transmitted to an amplifier 54, which amplifies them. The amplifier 54 amplifies the vibratory waves intended for a sonotrode 56 which is able to mechanically transmit the vibratory waves. At one end of the sonotrode 56 is at least one transmission finger 58, also called an "indenter", which receives the vibratory waves from the sonotrode 56, which is arranged in contact with the reinforcement 14 of the second part, and which is suitable for them. mechanically transmit to the reinforcement 14.
En fonction de la puissance de la chaîne de composants, il est possible, comme c'est le cas sur les figures 3 et 4 de disposer de plusieurs doigts de transmission 58. Ces doigts 58 permettent par exemple non seulement de marteler par ultrasons le bord d'attaque du renfort 14, mais aussi par exemple les zones 26 et 28 où le renfort rejoint des zones d'extrados 22 et 24 de l'aube 12, afin de permettre un décollement uniforme du film de colle 16. Depending on the power of the chain of components, it is possible, as is the case in FIGS. 3 and 4, to have several transmission fingers 58. These fingers 58 make it possible for example not only to hammer the edge ultrasonically. attack of the reinforcement 14, but also for example the zones 26 and 28 where the reinforcement joins the upper surface zones 22 and 24 of the blade 12, in order to allow uniform detachment of the adhesive film 16.
Le ou les doigts de transmission 58 du sonotrode 58 exercent la sollicitation mécanique par martelage par ultrasons, comme on l'a vu, sensiblement selon la direction D sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle 16.. The transmission finger or fingers 58 of the sonotrode 58 exert the mechanical stress by hammering by ultrasound, as we have seen, substantially in the direction D substantially perpendicular to a surface of the adhesive film 16 ..
Le martelage par ultrasons est par exemple effectué à une fréquence comprise entre 10kHz et 40 kHz. Ultrasonic hammering is for example carried out at a frequency between 10 kHz and 40 kHz.
Comme on l'a vu, et comme l'illustrent les figures 3 et 4, l'ensemble 32 de l'outillage 30 permet de réaliser simultanément les deux étapes de refroidissement et de sollicitation. Ces deux opérations sont réalisées dans une zone de couverture C du bord d'attaque 20 de l'aube 12 par l'outillage 30, et plus particulièrement par les doigts 58 du sonotrode 56 immédiatement après passage de la buse 48. La zone C est d'une longueur I inférieure à la longueur L du bord d'attaque 14 de l'aube 12. L'outillage 40 est donc déplacé suivant toute la longueur L du bord d'attaque 14 de l'aube 12, comme l'illustrent les figures 3 et 4. Au cours du déplacement, la zone de couverture C subit d’abord le refroidissement par la buse 48 puis immédiatement après la sollicitation mécanique par les doigts de transmission 58. La proximité immédiate des doigts 58 avec la buse 48 évite que le bord d'attaque 20 ne se réchauffe et que le refroidissement ne perde de son efficacité. As has been seen, and as illustrated in FIGS. 3 and 4, the assembly 32 of the tooling 30 enables the two stages of cooling and stressing to be carried out simultaneously. These two operations are carried out in a coverage zone C of the leading edge 20 of the blade 12 by the tooling 30, and more particularly by the fingers 58 of the sonotrode 56 immediately after passage of the nozzle 48. The zone C is of a length I less than the length L of the leading edge 14 of the vane 12. The tool 40 is therefore moved along the entire length L of the leading edge 14 of the vane 12, as illustrated FIGS. 3 and 4. During movement, the coverage area C first undergoes cooling by the nozzle 48 and then immediately after the mechanical stress by the transmission fingers 58. The immediate proximity of the fingers 58 to the nozzle 48 prevents the leading edge 20 from heating up and the cooling from losing its effectiveness.
Le décollement d'un renfort d'aube 14 de l'aube 12 peut donc être réalisé très simplement par un balayage de celle-ci à l'aide de l'outillage 30. The detachment of a blade reinforcement 14 from the blade 12 can therefore be carried out very simply by sweeping the latter using the tool 30.
L'invention simplifie et fiabilise de telles opérations de décollement. The invention simplifies and makes such detachment operations more reliable.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de désolidarisation d'une première pièce mécanique (12) d'une deuxième pièce mécanique (14), la deuxième pièce mécanique (14) étant collée à la première pièce mécanique (12) par un film de colle (16) selon une zone de liaison (18), la première pièce mécanique (12) étant d'une première conductivité thermique déterminée et la deuxième pièce mécanique (14) étant d'une deuxième conductivité thermique supérieure à la première conductivité thermique, 1. A method of separating a first mechanical part (12) from a second mechanical part (14), the second mechanical part (14) being bonded to the first mechanical part (12) by a film of adhesive (16) according to a connection zone (18), the first mechanical part (12) being of a first determined thermal conductivity and the second mechanical part (14) being of a second thermal conductivity greater than the first thermal conductivity,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape de refroidissement au cours de laquelle on refroidit seulement la deuxième pièce mécanique (14) à une température négative et au moins une étape de sollicitation au cours de laquelle on soumet la deuxième pièce mécanique (14) à une sollicitation mécanique pour provoquer la rupture du film de colle (16). characterized in that it comprises at least one cooling step during which only the second mechanical part (14) is cooled to a negative temperature and at least one stressing step during which the second mechanical part (14) is subjected ) to a mechanical stress to cause the rupture of the adhesive film (16).
2. Procédé de désolidarisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les étapes de refroidissement et de sollicitation sont simultanées. 2. Disconnection method according to the preceding claim, characterized in that the cooling and stressing steps are simultaneous.
3. Procédé de désolidarisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, au cours de l'étape de sollicitation, on soumet la deuxième pièce (14) à une sollicitation de compression selon une direction (D) sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle (16). 3. Disconnecting method according to one of the preceding claims, characterized in that, during the stressing step, the second part (14) is subjected to a compressive stress in a direction (D) substantially perpendicular to a surface of the adhesive film (16).
4. Procédé de désolidarisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sollicitation de compression est réalisée par un moyen de mise en vibration ou par un moyen de projection de projectiles. 4. Method of uncoupling according to one of the preceding claims, characterized in that the compressive stress is carried out by a means of setting in vibration or by a means of projection of projectiles.
5. Procédé de désolidarisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de mise en vibration est un moyen de martelage par ultrasons et en ce que le moyen de projection de projectiles est un moyen de grenaillage. 5. Method of uncoupling according to the preceding claim, characterized in that the vibrating means is an ultrasonic hammering means and in that the projectile projection means is a shot peening means.
6. Procédé de désolidarisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de refroidissement est réalisée par projection d'azote liquide sur la deuxième pièce (14). 6. Method of uncoupling according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling step is carried out by spraying liquid nitrogen onto the second part (14).
7. Procédé de désolidarisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première pièce (12) est une aube en matériau composite, en ce que la deuxième pièce (14) est un renfort métallique collé sur un bord d'attaque (20) de ladite aube (12) et en ce qu'il comporte deux étapes simultanées comportant une étape de refroidissement du renfort métallique (14) par projection d'azote liquide et une étape de sollicitation au cours de laquelle on soumet le renfort (14) à une sollicitation mécanique par martelage par ultrasons sensiblement selon une direction (D) sensiblement perpendiculaire à une surface du film de colle (16). 7. Method of uncoupling according to one of the preceding claims, characterized in that the first part (12) is a blade of composite material, in that the second part (14) is a metal reinforcement bonded to a leading edge (20) of said blade (12) and in that it comprises two simultaneous steps comprising a step of cooling the metal reinforcement (14) by spraying liquid nitrogen and a stressing step during which the reinforcement is subjected ( 14) to mechanical stress by ultrasonic hammering substantially in a direction (D) substantially perpendicular to a surface of the adhesive film (16).
8. Procédé de désolidarisation selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre au moyen d'un outillage (30) permettant de réaliser simultanément les deux étapes de refroidissement et de sollicitation dans une zone de couverture (C) du bord d'attaque (20) de l'aube (12) par l'outillage de longueur (I) inférieure à une longueur (L) du bord d'attaque (20) de l'aube (12), et en ce que ledit outillage (30) est déplacé suivant toute la longueur (L) du bord d'attaque (20) de l'aube (12). 8. A method of uncoupling according to the preceding claim, characterized in that it is implemented by means of a tool (30) making it possible to simultaneously perform the two stages of cooling and stressing in a coverage area (C) of the leading edge (20) of the blade (12) by the tool of length (I) less than a length (L) of the leading edge (20) of the blade (12), and in that said tool (30) is moved along the entire length (L) of the leading edge (20) of the blade (12).
9. Procédé de désolidarisation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'azote liquide est projeté à une température de sensiblement -200°C et en ce que le martelage par ultrasons est effectué à une fréquence comprise entre 10kHz et 40 kHz. 9. A method of uncoupling according to one of claims 7 or 8, characterized in that the liquid nitrogen is sprayed at a temperature of substantially -200 ° C and in that the ultrasonic hammering is carried out at a frequency between 10kHz and 40 kHz.
10. Outillage (30) pour la désolidarisation d'une première pièce mécanique d'une deuxième pièce mécanique selon un procédé selon les revendications 1 à 6 prises en combinaison, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble (32) mobile en translation le long d'une surface libre (34) de la deuxième pièce mécanique (14), ledit ensemble (32) comportant 10. Tool (30) for separating a first mechanical part from a second mechanical part according to a method according to claims 1 to 6 taken in combination, characterized in that it comprises an assembly (32) movable in translation the along a free surface (34) of the second mechanical part (14), said assembly (32) comprising
- Un groupe de sollicitation (40) comportant successivement : - un générateur (50), convertissant une source d'énergie électrique d'alimentation dudit générateur (50) en un signal électrique sinusoïdal, - A solicitation group (40) comprising successively: - a generator (50), converting a source of electrical energy supplying said generator (50) into a sinusoidal electrical signal,
- un convertisseur (52), convertissant le signal électrique sinusoïdal en ondes vibratoires sinusoïdales, - a converter (52), converting the sinusoidal electrical signal into sinusoidal vibrating waves,
- un amplificateur (54), amplifiant les ondes vibratoires, - an amplifier (54), amplifying the vibratory waves,
- un sonotrode (56), apte à transmettre les ondes vibratoires,- a sonotrode (56), capable of transmitting vibratory waves,
- au moins un doigt de transmission (58), agencé au contact de la deuxième pièce (14), et apte à recevoir les ondes vibratoires du sonotrode (56) et à les transmettre mécaniquement à la deuxième pièce(14), - at least one transmission finger (58), arranged in contact with the second part (14), and capable of receiving the vibratory waves from the sonotrode (56) and of transmitting them mechanically to the second part (14),
- Un groupe de refroidissement (38) comportant, successivement : - A cooling unit (38) comprising, successively:
- un réservoir (42) de stockage d'azote sous pression, - a pressurized nitrogen storage tank (42),
- un détendeur (44) apte à recevoir l'azote issu du réservoir (42) et à le délivrer sous une pression déterminée, - a regulator (44) capable of receiving the nitrogen coming from the tank (42) and delivering it under a determined pressure,
- un conduit (46), alimenté en azote sous pression par le détendeur (44), et s'étendant à proximité de la deuxième pièce (14), - a pipe (46), supplied with nitrogen under pressure by the pressure reducer (44), and extending near the second part (14),
- une buse (48), agencée à l'extrémité du conduit (46), configurée pour pulvériser l'azote liquide à la surface de la deuxième pièce (14). - a nozzle (48), arranged at the end of the duct (46), configured to spray liquid nitrogen onto the surface of the second part (14).
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