EP4347228A1 - Installation de soudage dynamique par induction - Google Patents

Installation de soudage dynamique par induction

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Publication number
EP4347228A1
EP4347228A1 EP22728636.6A EP22728636A EP4347228A1 EP 4347228 A1 EP4347228 A1 EP 4347228A1 EP 22728636 A EP22728636 A EP 22728636A EP 4347228 A1 EP4347228 A1 EP 4347228A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
welded
core
damper
heating device
induction heating
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.)
Pending
Application number
EP22728636.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Javad FOULDAGAR
Didier Trichet
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.)
Universite de Nantes
Institut de Recherche Technologique Jules Verne
Original Assignee
Universite de Nantes
Institut de Recherche Technologique Jules Verne
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 Universite de Nantes, Institut de Recherche Technologique Jules Verne filed Critical Universite de Nantes
Publication of EP4347228A1 publication Critical patent/EP4347228A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor

Definitions

  • the present invention relates to an installation for dynamic induction welding of two parts made of composite material comprising a thermoplastic polymer material, including a part comprising a part to be welded and a part which is not to be welded.
  • the invention also relates to a welding process using this installation. This installation and this process can be implemented in the context of the welding of parts intended for the aeronautical sector, but also for the automotive sector, wind power and any other industrial sector.
  • Another technique which consists in placing the parts in an oven for several hours, for example 8 hours, in order to consolidate them by melting their matrix in order to assemble the parts together.
  • this technique increases the processing time, the energy required for its implementation, and is not easy to implement for large parts.
  • thermoplastic polymer matrix are increasingly used in industrial fields, in particular for their advantageous mechanical properties.
  • LSP lightning protection system
  • the targeting of induction heating on the interface between the two parts is further complicated. Indeed, such a lightning protection system forces the inductor to be positioned close to the first and second parts at the level of their surface to be welded, which generates overheating problems, in particular in parts which are not solder.
  • the present invention achieves this in whole or in part thanks to, according to one of its aspects, an installation for dynamic welding by induction of a first part on a second part, the first and second parts each comprising a composite material comprising fibers reinforcement and a thermoplastic polymer material, the first part comprising at least one core and one sole, the sole having a surface to be welded to the second part and a surface opposite the surface to be welded, the installation comprising:
  • passive magnetic field damper configured and arranged so as to make it possible to create a reaction magnetic field opposing at least partially, in particular totally, the magnetic field created by the induction heating device in at least a part of the core located close to the surface to be welded of the first part.
  • Passive magnetic field damper means an element that does not provide additional power to the installation.
  • the induction heating device When the installation is in operation, the induction heating device produces a variable magnetic field passing through, at least in part, the first and the second part. This variable magnetic field leads to the formation of variable induced currents in the reinforcing fibers which then heat up by the Joule effect. The heat from the reinforcing fibers is then transferred to the matrix which in turn heats until fusion so as to allow welding at the interface between the parts.
  • the second part can be coupled to a lightning protection system (also called “LSP”), for example in the form of a wire mesh or conductive metal woven fabric, arranged and fixed on the side of the surface opposite to the surface to be welded. the second piece.
  • LSP lightning protection system
  • the heating of the core is particularly important, because of the presence of this lightning protection system. .
  • the heat in the core can then no longer be removed efficiently enough not to damage the core with a passive or active cooling system, such as with a water circuit for example.
  • a solution could have been to position a ferrite around the induction heating device in order to concentrate the magnetic field towards the sole of the first part. Nevertheless, the concentration of magnetic field by a ferrite does not allow not to obtain a rise in temperature over the entire width of the surface to be welded and the surface to be welded is then not welded at 100% or at a percentage close to 100%.
  • the formation of induced currents in at least part of the fibers of the soul is at least partially, if not completely canceled.
  • the Joule effect in at least part of the fibers of the core is limited, which reduces the rise in temperature of the core of the first part, while allowing a rise in temperature over at least 95% of the width of the surface to be welded of the first part, preferably about 100%.
  • nearly 100%, or even 100%, of the surface to be welded can be welded using the installation according to the invention.
  • the damper is an excellent electrical conductor.
  • the damper advantageously comprises a material having a greater electrical conductivity than the core.
  • Said material of the damper is advantageously chosen from the family of metals, for example a steel. It preferably has an electrical conductivity greater, or even much greater, than 10 4 Sm 1 . Said material of the damper is advantageously chosen to obtain an electrical conductivity adapted to the nature of the core, that is to say its composition or its shape, and to the shape of the inductor.
  • the core has an exposed surface facing the induction heater and a surface opposite the exposed surface.
  • the damper is preferably arranged on the side of said opposite surface of the core.
  • the damper advantageously forms a plate extending substantially parallel to at least part of the core.
  • the induction heater may be very close, at its nearest end, to the exposed surface of the core.
  • the distance between the exposed surface of the core and the end of the induction heating device is for example less than 3 mm, being between 0.5 mm and 2 mm. This great proximity is due to the desire to weld the surface to be welded of the first part in its entirety to the second part, but this generates a strong magnetic field in at least part of the closest core which could deteriorate it s there was no shock absorber.
  • the installation preferably comprises at least one heat sink.
  • heat sink is understood to mean an element having a high thermal conductivity and a low electrical conductivity.
  • the or each heat sink makes it possible to locally evacuate at least part of the heat generated by the induction heating device.
  • At least one heat sink is placed against the damper.
  • the heat sink can be separated from the core by the damper, can extend against the latter and form a plate substantially parallel to the core. soul.
  • the installation may also comprise at least one heat sink interposed between the soleplate and the induction heating device.
  • the installation may further comprise at least one heat sink in contact with the surface opposite the surface to be welded of the second part or, when the lightning protection system is present, in contact with the lightning protection system, under this one.
  • said at least one heat sink comprises a material chosen from the family of ceramics, in particular plaster or cement. It preferably has a thermal conductivity of between 10 and 30 Wm ⁇ .K 1 .
  • the first part and the second part can comprise the same reinforcing fibers and/or the same thermoplastic polymer material.
  • the reinforcing fibers of the first and/or second piece(s) are preferably continuous fibers. They can be chosen from the group consisting of carbon fibers and metal fibers.
  • the first piece may in particular have an L-shape, the core being connected by a bent portion to the sole.
  • the angle between the core and the sole at the level of the bent portion is between 60° and 120°, in particular between 75° and 105°, preferably equal to approximately 90°.
  • the core is the part of the first part which is not to be welded to the second part.
  • the first part is a stiffener and the second part is a skin.
  • the installation comprises at least one punch arranged to support the core at least during welding.
  • a punch which may be in the form of a support plate parallel to the core, is preferably arranged so as to hold, in addition to the core, the damper and possibly one or the heat sink. Dynamic welding process
  • Another subject of the invention is a process for the dynamic welding by induction of a first part to a second part using an installation as defined above. high.
  • the method comprises the steps of: positioning the first part to be welded on the second part such that the surface to be welded of the first part is in contact with the surface to be welded of the second part, positioning the induction heating device above the surface to be welded, on the side of the surface opposite to the surface to be welded, and make a weld at the interface between the first and the second part using the induction heating device, the damper then creating a magnetic reaction field opposing at least partially, in particular totally, the magnetic field created by the induction heating device in at least a part of the core located close to the surface to be welded of the first part.
  • the method preferably comprises the preliminary step consisting in predetermining by digital simulation the parameters of the damper, such as the nature of the damper, its dimensions, in particular its thickness and/or its length, and/or its positioning, of so as to optimize them in particular according to the configuration of the first and second parts.
  • the control of the thermal fields must be very fine and adapted, the objective being to reach the melting temperature at the interface between the two surfaces to be welded of the parts. Failing this, there is a risk of destroying one of the parts or the parts, at least partially.
  • the method is implemented such that at the end of the method, the surface to be welded of the first part is welded to the second part at least 95% of its surface, preferably at around 100% of its surface. surface.
  • the induction heater is moved over the surface to be welded of the first part to make the weld.
  • Figure 1 shows, in perspective and schematically, a dynamic welding installation according to the invention
  • figure 2 represents, in transverse section and in a schematic way, the installation of figure 1,
  • FIG 3 Figure 3 is an enlargement of detail III of Figure 2,
  • FIG 4 Figure 4 is an enlargement of detail IV of Figure 2,
  • figure 5 schematically represents, in cross section, the magnetic fields when using the installation of figure 2,
  • FIG 6 shows a block diagram of the dynamic welding process according to the invention
  • Figure 7 is a schematic thermal map in the parts made of composite material with a thermoplastic matrix, during the implementation of the method according to the invention,
  • FIG 8 is a schematic heat map in the parts, during the implementation of a dynamic induction welding process without the use of a passive magnetic field damper, and
  • Figure 9 is a schematic cross-sectional view of the final part made of composite material produced according to the method of the invention.
  • FIG 1 An installation 1, according to the invention, for dynamic induction welding.
  • the installation 1 is provided for welding a first part 2, in this example in the shape of an L, to a second part 3, in this example in the form of a plate also called a skin.
  • the first and second parts 2 and 3 are made of composite material. They comprise reinforcing fibers, in this example continuous carbon fibers, and a thermoplastic polymer material, forming in this example the matrix.
  • the first piece 2 and the second piece 3 are made by stacking plies, also called laminate, with a total thickness between 2 and 3 cm, the first piece 2 comprising in this example seven plies and the second piece 3 comprising eleven plies.
  • first part 2 and the second part 3 have different geometries, thicknesses or fibers.
  • the first L-shaped part 2 is a stiffener and extends along a longitudinal axis X over the second part 3.
  • the first part 2 comprises a core 4 and a sole 5.
  • the sole 5 has a surface to be welded 6 intended to be welded to the second part 3 and an opposite surface 7, opposite to the surface to be welded 6.
  • the core 4 is connected by a bent portion 17 to the sole 5, the angle between the core 4 and the sole 5 at the level of the bent portion 17 being in this example equal to approximately 90°.
  • the angle is different from 90°, being for example between 60° and 120°.
  • the second part 3 has, on a first upper surface 23, a surface to be welded 24, in contact with the surface to be welded 6 of the first part 2 at the level of the interface between the first and second parts 2 and 3.
  • the second part 3 still has an opposite surface 22, opposite to the first surface 23.
  • the installation 1 comprises an induction heating device 8 which can also be called an inductor, arranged on the side of said opposite surface 7 of the first part 2 at a distance therefrom of approximately 5 mm.
  • the induction heating device 8 makes it possible to generate a variable magnetic field Bi, illustrated schematically in FIG. 3, passing through the first part 2 and the second part 3 in particular.
  • the installation 1 comprises a support 9 on which is arranged the second part 3, on the side of the opposite surface 22.
  • the support 9 is intended to support the mechanical force, at the using in particular a plate 16, sized to withstand the mechanical forces.
  • the second part 3 is coupled to a lightning protection system 15, in particular in the form of a conductive metal woven fabric, which is arranged and fixed on the side of the opposite surface 22 of the second part 3. It is this lightning protection system 15 which is in contact with the support 9. Its presence prevents the induction heating device 8 from being on the side of the opposite surface 22 to make the weld between the first and second parts 2 and 3.
  • the installation 1 comprises a passive magnetic field damper 11 configured and arranged so as to make it possible to create a magnetic reaction field B2 , as illustrated schematically in FIG. 5, opposing at least partially, in particular totally, the magnetic field Bi created by the induction heating device 8 in at least a part of the core 4 located close to the surface solder 6.
  • the damper 11 has an electrical conductivity greater than that of the first part 2.
  • the damper 11 is made of steel and has an electrical conductivity greater than 10 4 Sm 1 .
  • the core 4 has an exposed surface 12 facing the induction heating device 8 and an opposite surface 13, opposite to the exposed surface 12.
  • the damper 11 is arranged on the side of said opposite surface 13 of the core and is in the form of a plate extending parallel to and in contact with it.
  • the induction heating device 8 is located very close, via its nearest end 25, to the exposed surface 12 of the core 4.
  • the distance d between the exposed surface 12 of the core 4 and the end 25 of the induction heating device 8 is in this example equal to 2 mm. This great proximity is due to the desire to weld, with the installation 1, the surface to be welded 6 in its entirety on the second part 3, but this generates a strong magnetic field in at least a part of the core 4 most nearby which could damage it if there was no shock absorber 11.
  • the first part 2 is held by a punch 10 arranged to mechanically support the core 4 during welding.
  • Punch 10 is located on the opposite surface 13 side of core 4 in this example on at least part of core 4 or even on all of core 4 in this example.
  • the installation 1 comprises at least one or even several, in this example three heat sinks 14 to locally evacuate part of the heat generated.
  • a first heat sink 14a in the form of a plate is placed against the damper 11.
  • a second heat sink 14b is interposed between the sole 5 and the induction heating device 8.
  • a third heat sink 14c is arranged against the lightning protection system 15, under it, and is part of the support 9.
  • the three heat sinks 14 comprise cement in this example and each have a thermal conductivity of approximately 10 Wm 2 ⁇ K 1 .
  • the installation 1 can of course include other elements such as at least one pressing roller upstream and/or downstream of the induction heating device 8 in order to consolidate the first and second parts 2 and 3, in particular after welding.
  • the induction heating device 8 can be carried by a robot, in particular a robot arm, in order to control the movement and operation of the induction heating device 8 and more generally of the installation 1, in an at least partially automated manner. .
  • the method of welding the first part 2 on the second part 3, using G installation 1, illustrated in FIG. 6, which can be entirely or partially automated, comprises a step 51 consisting in positioning the first part 2 on the second part 3 so that the surface to be welded 6 of the first part 2 is in contact with the upper surface 23 of the second part 3 at the level of the surface to be welded 24.
  • the induction heating device 8 is positioned, in a step 52, above the surface to be welded 6, on the side of the opposite surface 7, as illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the induction heating device 8 is moved at a continuous speed, in a step 53, in a direction 20, illustrated by an arrow in Figure 1, parallel to the longitudinal axis X of the first part 2, in order to weld the first part 2 and the second part 3 over the entire length of the first part 2.
  • the speed of the induction heating device 8 can be variable at the longitudinal ends 30 of the first part 2 and continuous between these two longitudinal ends 30.
  • the method also comprises a preliminary step 50 consisting in predetermining by digital simulation the parameters of the damper, such as the nature of the damper, its dimensions, in particular its thickness and/or its length, and /or its positioning, so as to optimize them according to the configuration of the first and second parts 2 and 3. It is in fact necessary to adapt the damper 11 to the parts to be welded.
  • the thermal map of an optimized configuration produced by digital simulation is shown in Figure 7.
  • This map comprises a temperature scale 60 with four ranges: range A for temperatures below approximately 100° C., range B for temperatures between 100° C. °C and 200°C, range C for temperatures between 200°C and 300°C and range D for temperatures above 300°C.
  • the temperature in the core 4 is between 200° C. and 300° C. in its lower part 18 and between 100° C. and 200° C. in its upper part 19. temperatures in the core 4 are low enough to limit its damage, thanks to the presence of the damper 11.
  • FIG 8 the thermal map produced by digital simulation of the same installation, not in accordance with the invention because it does not have a damper 11.
  • This map comprises a temperature scale 61 with four ranges : range E for temperatures below approximately 250°C, range F for temperatures between 250°C and 500°C, range G for temperatures between 500°C and 700°C and range H for temperatures above 700° vs.
  • range E for temperatures below approximately 250°C
  • range F for temperatures between 250°C and 500°C
  • range G for temperatures between 500°C and 700°C
  • range H for temperatures above 700° vs.
  • the temperature in the core 4 of the first part 2 is at a temperature above 500°C, or even above 700°C in one part. Such temperatures strongly degrade core 4.
  • the at least partial opposition, in particular total opposition, of the reaction magnetic field B2, created by the damper 11 in the installation 1 according to the invention, to the magnetic field B 1 created by the induction heating device 8, makes it possible to cancel at least partially, or even totally, the formation of induced currents in the core 4, which limits the heating of the core 4.
  • the temperature in the sole 5, in particular at the level of the surface to be welded 6 is greater than 300° C. as visible in FIG. 7. At this temperature, the thermoplastic matrices of the sole 5 and of the skin 3 are in fusion at the interface between the surface to be welded 6 and the surface to be welded 24.
  • the temperature at this point will increase when approaching the induction heating device 8, until allowing the dies of the first and second parts 2 and 3 at this given point to pass into a state of fusion.
  • the induction heater 8 moves away from the given point on the surface to be soldered 6, the temperature decreases until the dies pass into a solid state. They are then merged and therefore welded at the given point.
  • the core 4 remains preserved thanks to the presence of the damper 11.
  • the entire width L of the surface to be welded 6 is brought to a temperature greater than 300° C. when the induction heating device 8 passes.
  • the installation 1 according to the invention makes it possible to weld the sole 5 and skin 2 over at least 95%, or even 100% of the width L, over the entire length along the longitudinal axis X of the first part 2, that is to say over at least 95%, or even 100% of the surface to be welded 6 of the first part 2.
  • the final part 21 comprises the first part 2 welded to the second part 3 at the level of the sole 5, as well as the lightning protection system 15 fixed to the second part 3 on the side opposite to the side welded with the first part 1.
  • the first part may have a shape different from an L, for example having two parts to be welded or two flanges arranged around a central part or core which is not to be welded, for example in the shape of a W.
  • the induction heating device 8 can perform two passes to weld the two soles of the W, or be sized to perform a single passage for welding the two soles and the shock absorber or shock absorbers arranged to protect at least a lower part of the central part of the W, close to the surfaces to be welded.
  • the first part and the second part can be produced differently, in particular in non-laminated composite material, comprise short fibers or comprise particles.

Landscapes

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Abstract

Installation (1) de soudage dynamique par induction d'une première pièce (2) sur une deuxième pièce (3), les première et deuxième pièces (2, 3) comportant chacune un matériau composite comportant des fibres de renfort et un matériau polymère thermoplastique, la première pièce (2) comportant au moins une âme (4) et une semelle (5), la semelle (5) présentant une surface à souder (6) sur la deuxième pièce (3) et une surface opposée (7) à la surface à souder (6), l'installation (1) comportant : - un dispositif de chauffage par induction (8) disposé du côté de ladite surface opposée (7) à proximité de l'âme (4), - au moins un amortisseur passif de champ magnétique (11) configuré et disposé de manière à permettre de créer un champ magnétique de réaction (B2) s'opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique (B1) créé par le dispositif de chauffage par induction (8) dans au moins une partie de l'âme (4) située à proximité de la surface à souder (6) de la première pièce (2).

Description

Description
Titre : Installation de soudage dynamique par induction Domaine technique
La présente invention concerne une installation de soudage dynamique par induction de deux pièces en matériau composite comportant un matériau polymère thermoplastique, dont une pièce comportant une partie à souder et une partie qui n’est pas à souder. L’invention a encore pour objet un procédé de soudage utilisant cette installation. Cette installation et ce procédé peuvent être mis en œuvre dans le cadre du soudage de pièces destinées au secteur aéronautique, mais également au secteur automobile, éolien et à tout autre secteur industriel.
Technique antérieure
Afin de fixer une pièce telle qu’un raidisseur, sur une autre pièce, telle qu’une peau, il est connu de réaliser des trous et d’insérer des rivets. Une telle technique n’est cependant pas optimale, car elle nécessite de réaliser des renforcements locaux pour compenser les pertes mécaniques des trous de passage.
On connaît une autre technique consistant à mettre dans un four, pendant plusieurs heures, par exemple 8h, les pièces afin de les consolider en faisant fondre leur matrice pour venir assembler les pièces entre elles. Cependant, cette technique augmente le temps de traitement, l’énergie nécessaire pour sa mise en œuvre, et n’est pas aisée à mettre en œuvre pour des pièces de grandes dimensions.
Par ailleurs, les matériaux composites à matrice polymère thermoplastique sont de plus en plus utilisés dans les domaines industriels, en particulier pour leurs propriétés mécaniques avantageuses.
Pour assembler deux pièces en matériau composite à matrice polymère thermoplastique, il est envisageable de réaliser une soudure entre elles. En effet, contrairement aux rivets, réaliser une soudure permet de conserver les propriétés mécaniques des pièces.
Afin de souder les deux pièces ensemble, il s’agit d’amener l’interface entre les pièces, au niveau de laquelle on réalise la soudure, à une température permettant la fusion des deux pièces à cette interface.
L’utilisation d’un procédé de chauffage par induction avec un inducteur permet une bonne montée en température à l’interface entre les deux pièces. Il est cependant nécessaire de cibler le chauffage par induction sur l’interface entre les deux pièces sans détériorer les parties adjacentes.
Lorsque l’une des pièces est fixée à un système de protection contre la foudre, encore appelé « LSP », par exemple pour un fuselage d’avion, le ciblage du chauffage par induction sur l’interface entre les deux pièces est encore complexifié. En effet, un tel système de protection contre la foudre contraint à positionner l’inducteur à proximité de la première et de la deuxième pièces au niveau de leur surface à souder, ce qui engendre des problèmes de surchauffe, notamment dans des parties qui ne sont pas à souder.
Il existe un besoin de disposer d’une installation et d’un procédé de soudage dynamique par induction permettant d’améliorer le soudage d’une pièce en matériau composite comportant un matériau polymère thermoplastique sur une seconde pièce en matériau composite comportant un matériau polymère thermoplastique.
Il existe encore un besoin de disposer d’une installation et d’un procédé de soudage dynamique par induction qui permette de souder près de 100%, voire 100% de la surface à souder entre deux pièces en matériau composite comportant un matériau polymère thermoplastique.
Exposé de l’invention
Installation de soudage dynamique
La présente invention y parvient en tout ou partie grâce à, selon l’un de ses aspects, une installation de soudage dynamique par induction d’une première pièce sur une deuxième pièce, les première et deuxième pièces comportant chacune un matériau composite comportant des fibres de renfort et un matériau polymère thermoplastique, la première pièce comportant au moins une âme et une semelle, la semelle présentant une surface à souder sur la deuxième pièce et une surface opposée à la surface à souder, l’installation comportant :
- un dispositif de chauffage par induction disposé du côté de ladite surface opposée, à proximité de l’âme,
- au moins un amortisseur passif de champ magnétique configuré et disposé de manière à permettre de créer un champ magnétique de réaction s’opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique créé par le dispositif de chauffage par induction dans au moins une partie de l’âme située à proximité de la surface à souder de la première pièce. Par « amortisseur passif du champ magnétique », on entend un élément qui n’apporte pas de puissance supplémentaire à l’installation.
Par « créer un champ magnétique de réaction s’opposant au moins partiellement, notamment totalement au champ magnétique créé par le dispositif de chauffage » on entend que la superposition du champ magnétique induit par l’amortisseur et du champ magnétique du dispositif de chauffage par induction forme un champ magnétique réduit, voire totalement nul dans au moins une partie de l’âme. Une telle superposition résulte du caractère extensif des champs magnétiques, c’est-à-dire que les champs magnétiques s’additionnent.
Lorsque l’installation est en fonctionnement, le dispositif de chauffage par induction produit un champ magnétique variable traversant, au moins en partie, la première et la deuxième pièce. Ce champ magnétique variable conduit à la formation de courants induits variables dans les fibres de renfort qui vont alors chauffer par effet Joule. La chaleur des fibres de renfort est ensuite transférée à la matrice qui chauffe à son tour jusqu’à la fusion de manière à permettre la soudure à l’interface entre les pièces.
Contrairement aux rivets, souder la semelle qui est à fixer permet de conserver les propriétés mécaniques de la première pièce. De plus, l’utilisation d’un procédé de chauffage par induction permet d’obtenir une bonne montée en température à l’interface entre les deux pièces. Cependant, au moins une partie de l’âme est également chauffée si l’installation comporte uniquement le dispositif de chauffage et les deux pièces.
La deuxième pièce peut être couplée à un système de protection contre la foudre (encore appelé « LSP »), par exemple sous forme de grillage ou de toile tissée métallique conductrice, disposé et fixé du côté de la surface opposée à la surface à souder de la deuxième pièce. Lorsque l’installation comporte uniquement le dispositif de chauffage, et que la deuxième pièce est couplée à un système de protection contre la foudre, le chauffage de l’âme est particulièrement important, à cause de la présence de ce système de protection contre la foudre. La chaleur dans l’âme ne peut alors plus être évacuée de manière suffisamment efficace pour ne pas endommager l’âme avec un système de refroidissement passif ou actif, comme par exemple avec une circuiterie d’eau.
Une solution aurait pu être de positionner une ferrite autour du dispositif de chauffage par induction afin de concentrer le champ magnétique vers la semelle de la première pièce. Néanmoins, la concentration de champ magnétique par une ferrite ne permet pas d’obtenir une montée en température sur la totalité de la largeur de la surface à souder et la surface à souder n’est alors pas soudée à 100% ou à un pourcentage proche de 100%.
Au contraire, grâce à l’invention, du fait de l’opposition au moins partielle, notamment totale, des champs magnétiques du dispositif de chauffage par induction et de l’amortisseur, la formation de courants induits dans au moins une partie des fibres de l’âme est au moins partiellement, voire totalement annulée. Ainsi, l’effet Joule dans au moins une partie des fibres de l’âme est limité, ce qui réduit la montée en température de l’âme de la première pièce, tout en permettant une montée en température sur au moins 95% de la largeur de la surface à souder de la première pièce, de préférence environ 100%. Ainsi, on peut souder près de 100%, voire 100%, de la surface à souder grâce à l’installation selon l’invention.
De préférence, l’amortisseur est un excellent conducteur électrique. L’amortisseur comporte avantageusement un matériau présentant une conductivité électrique plus importante que l’âme.
Ledit matériau de l’amortisseur est avantageusement choisi dans la famille des métaux, par exemple un acier. Il présente de préférence une conductivité électrique supérieure, voire très supérieure, à 104 S.m 1. Ledit matériau de l’amortisseur est avantageusement choisi pour obtenir une conductivité électrique adaptée à la nature de l’âme, c’est-à-dire sa composition ou sa forme, et à la forme de l’inducteur.
De préférence, l’âme présente une surface exposée faisant face au dispositif de chauffage par induction et une surface opposée à la surface exposée. Dans ce cas, l’amortisseur est disposé de préférence du côté de ladite surface opposée de l’âme.
L’amortisseur forme avantageusement une plaque s’étendant sensiblement parallèlement à au moins une partie de l’âme.
Le dispositif de chauffage par induction peut être très proche, par son extrémité la plus proche, de la surface exposée de l’âme. La distance entre la surface exposée de l’âme et l’extrémité du dispositif de chauffage par induction est par exemple inférieure à 3 mm, étant comprise entre 0,5 mm et 2 mm. Cette grande proximité est due à la volonté de souder la surface à souder de la première pièce dans sa totalité sur la deuxième pièce, mais cela génère un champ magnétique fort dans au moins une partie de l’âme la plus proche qui pourrait la détériorer s’il n’y avait pas d’amortisseur.
L’installation comporte de préférence au moins un dissipateur thermique. On entend par « dissipateur thermique » un élément possédant une conductivité thermique importante et une conductivité électrique faible. Le ou chaque dissipateur thermique permet d’évacuer localement au moins une partie de la chaleur générée par le dispositif de chauffage par induction.
Avantageusement, au moins un dissipateur thermique est disposé contre l’amortisseur. Dans ce cas, et lorsque l’amortisseur forme une plaque parallèle à l’âme, le dissipateur thermique peut être séparé de l’âme par l’amortisseur, peut s’étendre contre celui- ci et former une plaque sensiblement parallèle à l’âme.
L’installation peut encore comporter au moins un dissipateur thermique intercalé entre la semelle et le dispositif de chauffage par induction.
L’installation peut encore comporter au moins un dissipateur thermique en contact avec la surface opposée à la surface à souder de la deuxième pièce ou, lorsque le système de protection contre la foudre est présent, en contact avec le système de protection contre la foudre, sous celui-ci.
De préférence, ledit au moins un dissipateur thermique comporte un matériau choisi dans la famille des céramiques, notamment le plâtre ou le ciment. Il présente de préférence une conductivité thermique comprise entre 10 et 30 W.m^.K 1.
La première pièce et la deuxième pièce peuvent comprendre les mêmes fibres de renfort et/ou le même matériau polymère thermoplastique. Les fibres de renfort des première et/ou deuxième pièce(s) sont de préférence des fibres continues. Elles peuvent être choisies dans le groupe constitué par les fibres de carbone et les fibres métalliques.
La première pièce peut notamment présenter une forme de L, l’âme étant reliée par une portion coudée à la semelle. Dans ce cas, l’angle entre l’âme et la semelle au niveau de la portion coudée est compris entre 60° et 120°, notamment entre 75° et 105°, de préférence égal à 90° environ. L’âme est la partie de la première pièce qui n’est pas à souder à la deuxième pièce.
Avantageusement, la première pièce est un raidisseur et la deuxième pièce est une peau.
De préférence, l’installation comporte au moins un poinçon agencé pour soutenir l’âme au moins pendant le soudage. Un tel poinçon, qui peut se présenter sous la forme d’une plaque de support parallèle à l’âme, est de préférence disposé de manière à maintenir, outre l’âme, l’amortisseur et éventuellement un ou le dissipateur thermique. Procédé de soudage dynamique
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, en combinaison avec ce qui précède, un procédé de soudage dynamique par induction d’une première pièce sur une deuxième pièce à l’aide d’une installation telle que définie plus haut.
Le procédé comporte les étapes consistant à : positionner la première pièce à souder sur la deuxième pièce de telle sorte que la surface à souder de la première pièce soit en contact avec la surface à souder de la deuxième pièce, positionner le dispositif de chauffage par induction au-dessus de la surface à souder, du côté de la surface opposée à la surface à souder, et réaliser une soudure à l’interface entre la première et la deuxième pièces à l’aide du dispositif de chauffage par induction, l’amortisseur créant alors un champ magnétique de réaction s’opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique créé par le dispositif de chauffage par induction dans au moins une partie de l’âme située à proximité de la surface à souder de la première pièce.
Le procédé comporte de préférence l’étape préalable consistant à prédéterminer par simulation numérique des paramètres de l’amortisseur, tels que la nature de l’amortisseur, ses dimensions, notamment son épaisseur et/ou sa longueur, et/ou son positionnement, de manière à les optimiser notamment en fonction de la configuration des première et deuxième pièces. En effet, la maîtrise des champs thermiques doit être très fine et adaptée, l’objectif étant d’atteindre la température de fusion à l’interface entre les deux surfaces à souder des pièces. A défaut, on risque de détruire une des pièces ou les pièces, au moins partiellement.
Avantageusement, le procédé est mis en œuvre de telle sorte qu’à la fin du procédé, la surface à souder de la première pièce est soudée sur la deuxième pièce à au moins 95% de sa surface, de préférence à environ 100% de sa surface.
De préférence, le dispositif de chauffage par induction est déplacé au-dessus de la surface à souder de la première pièce pour réaliser la soudure. Brève description des dessins
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :
[Fig 1] la figure 1 représente, en perspective et de manière schématique, une installation de soudage dynamique selon l’invention,
[Fig 2] la figure 2 représente, en coupe transversale et de manière schématique, l’installation de la figure 1,
[Fig 3] la figure 3 est un agrandissement du détail III de la figure 2,
[Fig 4] la figure 4 est un agrandissement du détail IV de la figure 2,
[Fig 5] la figure 5 représente, de manière schématique, en coupe transversale, les champs magnétiques lors de l’utilisation de l’installation de la figure 2,
[Fig 6] la figure 6, représente en schéma bloc le procédé de soudage dynamique selon l’invention,
[Fig 7] la figure 7 est une cartographie thermique schématique dans les pièces en matériau composite à matrice thermoplastique, lors de la mise en œuvre du procédé selon l’invention,
[Fig 8] la figure 8 est une cartographie thermique schématique dans les pièces, lors de la mise en œuvre d’un procédé de soudage dynamique par induction sans l’utilisation d’un amortisseur passif de champ magnétique, et
[Fig 9] la figure 9 est une vue en coupe transversale schématique de la pièce finale en matériau composite réalisée selon le procédé de l’invention.
Description détaillée
Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonctions identiques portent le même signe de référence. A des fins de concision de la présente description, ils ne sont pas décrits en regard de chacune des figures, seules les différences entre les modes de réalisation étant décrites.
On a illustré sur la figure 1 une installation 1, selon l’invention, de soudage dynamique par induction.
L’installation 1 est prévue pour souder une première pièce 2, dans cet exemple en forme de L, sur une deuxième pièce 3, dans cet exemple sous la forme d’une plaque encore appelée peau. Les première et deuxième pièces 2 et 3 sont réalisées en matériau composite. Elles comportent des fibres de renfort, dans cet exemple des fibres continues de carbone, et un matériau polymère thermoplastique, formant dans cet exemple la matrice. La première pièce 2 et la deuxième pièce 3 sont réalisées par empilement de plis, encore appelé stratifié, d’une épaisseur totale entre 2 et 3 cm, la première pièce 2 comportant dans cet exemple sept plis et la deuxième pièce 3 comportant onze plis.
On ne sort pas du cadre de l’invention si la première pièce 2 et la deuxième pièce 3 présentent des géométries, des épaisseurs ou des fibres différentes.
En l’espèce, la première pièce 2 en forme de L est un raidis seur et s’étend selon un axe longitudinal X sur la deuxième pièce 3.
La première pièce 2 comporte une âme 4 et une semelle 5. La semelle 5 présente une surface à souder 6 destinée à être soudée sur la deuxième pièce 3 et une surface opposée 7, opposée à la surface à souder 6. L’âme 4 est reliée par une portion coudée 17 à la semelle 5, l’angle entre l’âme 4 et la semelle 5 au niveau de la portion coudée 17 étant dans cet exemple égal à 90° environ.
On ne sort pas du cadre de l’invention si l’angle est différent de 90°, étant par exemple compris entre 60° et 120°.
La deuxième pièce 3 présente, sur une première surface 23, supérieure, une surface à souder 24, en contact avec la surface à souder 6 de la première pièce 2 au niveau de l’interface entre les première et deuxième pièces 2 et 3. La deuxième pièce 3 présente encore une surface opposée 22, opposée à la première surface 23.
L’installation 1 comporte un dispositif de chauffage par induction 8 pouvant encore être appelé inducteur, disposé du côté de ladite surface opposée 7 de la première pièce 2 à une distance de celle-ci d’environ 5 mm.
Le dispositif de chauffage par induction 8 permet de générer un champ magnétique Bi variable, illustré de manière schématique sur la figure 3, traversant notamment la première pièce 2 et la deuxième pièce 3.
Comme visible sur les figures 1, 2 et 4, l’installation 1 comporte un support 9 sur lequel est disposée la deuxième pièce 3, du côté de la surface opposée 22. Le support 9 est destiné à supporter l’effort mécanique, à l’aide notamment d’une plaque 16, dimensionnée pour supporter les efforts mécaniques. Comme visible sur la figure 2 et sur l’agrandissement de la figure 4, la deuxième pièce 3 est couplée à un système de protection contre la foudre 15, notamment sous forme d’une toile tissée métallique conductrice, lequel est disposé et fixé du côté de la surface opposée 22 de la deuxième pièce 3. C’est ce système de protection contre la foudre 15 qui est en contact avec le support 9. Sa présence empêche que le dispositif de chauffage par induction 8 se trouve du côté de la surface opposée 22 pour réaliser la soudure entre les première et deuxième pièces 2 et 3.
Comme visible sur la coupe de la figure 2 et sur l’agrandissement de la figure 3, l’installation 1 selon l’invention comporte un amortisseur passif 11 de champ magnétique configuré et disposé de manière à permettre de créer un champ magnétique de réaction B2, comme illustré de manière schématique sur la figure 5, s’opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique Bi créé par le dispositif de chauffage par induction 8 dans au moins une partie de l’âme 4 située à proximité de la surface à souder 6.
L’amortisseur 11 possède une conductivité électrique supérieure à celle de la première pièce 2. Dans cet exemple, l’amortisseur 11 est en acier et présente une conductivité électrique supérieure à 104 S.m 1.
Toujours dans cet exemple, l’âme 4 présente une surface exposée 12 faisant face au dispositif de chauffage par induction 8 et une surface opposée 13, opposée à la surface exposée 12. L’amortisseur 11 est disposé du côté de ladite surface opposée 13 de l’âme et se présente sous la forme d’une plaque s’étendant parallèlement et en contact avec celle-ci.
Il est à noter que le dispositif de chauffage par induction 8 se trouve très proche, par son extrémité 25 la plus proche, de la surface exposée 12 de l’âme 4. La distance d entre la surface exposée 12 de l’âme 4 et l’extrémité 25 du dispositif de chauffage par induction 8 est dans cet exemple égale à 2 mm. Cette grande proximité est due à la volonté de souder, avec l’installation 1, la surface à souder 6 dans sa totalité sur la deuxième pièce 3, mais cela génère un champ magnétique fort dans au moins une partie de l’âme 4 la plus proche qui pourrait la détériorer s’il n’y avait pas d’amortisseur 11.
La première pièce 2 est maintenue par un poinçon 10 agencé pour soutenir mécaniquement l’âme 4 pendant le soudage. Le poinçon 10 est situé du côté la surface opposée 13 de l’âme 4 dans cet exemple sur au moins une partie de l’âme 4 voire sur toute l’âme 4 dans cet exemple. L’installation 1 comporte au moins un voire plusieurs, dans cet exemple trois dissipateurs thermiques 14 pour évacuer localement une partie de la chaleur générée. Dans le mode de réalisation illustré, un premier dissipateur thermique 14a sous forme de plaque est disposé contre l’amortisseur 11. Un deuxième dissipateur thermique 14b est intercalé entre la semelle 5 et le dispositif de chauffage par induction 8. Un troisième dissipateur thermique 14c est disposé contre le système de protection contre la foudre 15, sous celui-ci, et fait partie du support 9.
Les trois dissipateurs thermiques 14 comportent dans cet exemple du ciment et présentent chacun une conductivité thermique d’environ 10 W.m^.K 1.
L’installation 1 peut bien entendu comporter d’autres éléments comme au moins un rouleau presseur en amont et/ou en aval du dispositif de chauffage par induction 8 afin de consolider les première et deuxième pièces 2 et 3, notamment après soudage. Le dispositif de chauffage par induction 8 peut être porté par un robot, notamment un bras de robot, afin de commander le déplacement et le fonctionnement du dispositif de chauffage par induction 8 et plus généralement de l'installation 1, de manière au moins partiellement automatisée.
Le procédé de soudage de la première pièce 2 sur la deuxième pièce 3, à l’aide de G installation 1, illustré sur la figure 6, qui peut être entièrement ou partiellement automatisé, comporte une étape 51 consistant à positionner la première pièce 2 sur la deuxième pièce 3 de telle sorte que la surface à souder 6 de la première pièce 2 soit en contact avec la surface 23 supérieure de la deuxième pièce 3 au niveau de la surface à souder 24.
Le dispositif de chauffage par induction 8 est positionné, dans une étape 52, au- dessus de la surface à souder 6, du côté de la surface opposée 7, comme illustré sur les figures 1 et 2.
Pour réaliser la soudure à l’interface entre la surface à souder 6 de la première pièce 2 et la surface à souder 24 de la deuxième pièce 3, le dispositif de chauffage par induction 8 est déplacé à une vitesse continue, dans une étape 53, dans une direction 20, illustrée par une flèche sur la figure 1, parallèle à l’axe longitudinal X de la première pièce 2, afin de souder la première pièce 2 et la deuxième pièce 3 sur toute la longueur de la première pièce 2.
En variante, la vitesse du dispositif de chauffage par induction 8 peut être variable au niveau des extrémités longitudinales 30 de la première pièce 2 et continue entre ces deux extrémités longitudinales 30. Comme illustré sur la figure 6, le procédé comporte également une étape préalable 50 consistant à prédéterminer par simulation numérique des paramètres de l’amortisseur, tels que la nature de l’amortisseur, ses dimensions, notamment son épaisseur et/ou sa longueur, et/ou son positionnement, de manière à les optimiser en fonction de la configuration des première et deuxième pièces 2 et 3. Il est en effet nécessaire d’adapter l’amortisseur 11 aux pièces à souder.
La cartographie thermique d’une configuration optimisée réalisée par simulation numérique est présentée sur la figure 7. Cette cartographie comporte une échelle 60 de température avec quatre plages : plage A pour les températures inférieures à environ 100°C, plage B pour les températures entre 100°C et 200°C, plage C pour les températures entre 200°C et 300°C et plage D pour les températures supérieures à 300°C.
Lorsque le dispositif de chauffage par induction 8 est en fonctionnement, la température dans l’âme 4 est comprise entre 200°C et 300°C dans sa partie basse 18 et entre 100°C et 200°C dans sa partie haute 19. Les températures dans l’âme 4 sont suffisamment basses pour limiter son endommagement, grâce à la présence de l’amortisseur 11.
A titre d’exemple comparatif, on a représenté sur la figure 8 la cartographie thermique réalisée par simulation numérique de la même installation, non conforme à l’invention car dépourvue d’amortisseur 11. Cette cartographie comporte une échelle 61 de température avec quatre plages : plage E pour les températures inférieures à environ 250°C, plage F pour les températures entre 250°C et 500°C, plage G pour les températures entre 500°C et 700°C et plage H pour les températures supérieures à 700°C. Comme visible, la température dans l’âme 4 de la première pièce 2 est à une température supérieure à 500°C, voire supérieure à 700°C dans une partie. De telles températures dégradent fortement l’âme 4.
Cette forte température observée dans l’âme 4 s’explique en partie du fait de la présence du système de protection contre la foudre 15. Dans ce cas, la chaleur dans l’âme 4 ne peut pas être évacuée de manière suffisamment efficace avec un système de refroidissement passif ou actif, comme par exemple avec une circuiterie d’eau.
L’opposition au moins partielle, notamment totale, du champ magnétique de réaction B2, créé par l’amortisseur 11 dans l’installation 1 selon l’invention, au champ magnétique B 1 créé par le dispositif de chauffage par induction 8, permet d’annuler au moins partiellement, voire totalement, la formation de courants induits dans l’âme 4, ce qui limite échauffement de l’âme 4.
En revanche, la température dans la semelle 5, notamment au niveau de la surface à souder 6 est supérieure à 300°C comme visible sur la figure 7. A cette température, les matrices thermoplastiques de la semelle 5 et de la peau 3 sont en fusion au niveau de l’interface entre la surface à souder 6 et la surface à souder 24.
Ainsi, dans cette configuration et pour un point donné sur la surface à souder 6, la température à ce point va augmenter lors de l’approche du dispositif de chauffage par induction 8, jusqu’à permettre aux matrices des première et deuxième pièces 2 et 3 à ce point donné de passer dans un état de fusion. Lorsque le dispositif de chauffage par induction 8 s’éloigne du point donné sur la surface à souder 6, la température diminue jusqu’à ce que les matrices passent dans un état solide. Elles sont alors fusionnées et donc soudées au point donné. Par ailleurs, l’âme 4 reste préservée grâce à la présence de l’amortisseur 11.
Grâce à l’invention, la totalité de la largeur L de la surface à souder 6 est porté à une température supérieure à 300°C au passage du dispositif de chauffage par induction 8. L’installation 1 selon l’invention permet de souder la semelle 5 et la peau 2 sur au moins 95%, voire 100% de la largeur L, sur toute la longueur selon l’axe longitudinal X de la première pièce 2, c’est-à-dire sur au moins 95%, voire 100% de la surface à souder 6 de la première pièce 2.
Lorsque le dispositif de chauffage par induction 8 a balayé la totalité de la surface à souder 6, le long de l’axe X et que la soudure est réalisée, les dissipateurs thermiques 14, l’amortisseur 11 et le poinçon 10 peuvent être retirés de la pièce finale 21 comme illustré sur la figure 9.
La pièce finale 21 comporte la première pièce 2 soudée sur la deuxième pièce 3 au niveau de la semelle 5, ainsi que le système de protection contre la foudre 15 fixé à la deuxième pièce 3 du côté opposé au côté soudé avec la première pièce 1.
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.
En particulier, la première pièce peut présenter une forme différente d’un L, par exemple avoir deux parties à souder ou deux semelles disposées autour d’une partie centrale ou âme qui n’est pas à souder, par exemple en forme de W.
Dans ce cas, le dispositif de chauffage par induction 8 peut effectuer deux passages pour souder les deux semelles du W, ou être dimensionné pour effectuer un seul passage pour souder les deux semelles et l’amortisseur ou les amortisseurs disposés pour protéger au moins une partie basse de la partie centrale du W, à proximité des surfaces à souder.
D’autres formes sont bien entendu envisageables, par exemple une largeur de la semelle, la nature des pièces et/ou des dimensions des pièces différentes, et l’installation sera alors adaptée.
La première pièce et la deuxième pièce peuvent être réalisées différemment, notamment en matériau composite non stratifié, comporter des fibres courtes ou comporter des particules.

Claims

Revendications
1. Installation (1) de soudage dynamique par induction d’une première pièce (2) sur une deuxième pièce (3), les première et deuxième pièces (2, 3) comportant chacune un matériau composite comportant des fibres de renfort et un matériau polymère thermoplastique, la première pièce (2) comportant au moins une âme (4) et une semelle (5), la semelle (5) présentant une surface à souder (6) sur la deuxième pièce (3) et une surface opposée (7) à la surface à souder (6), l’installation (1) comportant : un dispositif de chauffage par induction (8) disposé du côté de ladite surface opposée (7) à proximité de l’âme (4), au moins un amortisseur passif de champ magnétique (11) configuré et disposé de manière à permettre de créer un champ magnétique de réaction (B2) s’opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique (Bi) créé par le dispositif de chauffage par induction (8) dans au moins une partie de l’âme (4) située à proximité de la surface à souder (6) de la première pièce (2).
2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle l’amortisseur (11) comporte un matériau présentant une conductivité électrique plus importante que l’âme (4).
3. Installation selon la revendication 2, dans laquelle ledit matériau de l’amortisseur (11) est choisi dans la famille des métaux et présente une conductivité électrique supérieure à 104 S.m-1.
4. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’âme (4) présente une surface exposée (12) faisant face au dispositif de chauffage par induction (8) et une surface opposée (13) à la surface exposée (12), l’amortisseur (11) étant disposé du côté de ladite surface opposée (13) de l’âme (4).
5. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’amortisseur (11) forme une plaque s’étendant sensiblement parallèlement à au moins une partie de l’âme (4).
6. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins un dissipateur thermique (14, 14a, 14b, 14c).
7. Installation selon la revendication précédente, dans laquelle ledit au moins un dissipateur thermique (14a) est disposé contre l’amortisseur (11).
8. Installation selon l’une des deux revendications immédiatement précédentes, dans laquelle ledit au moins un dissipateur thermique (14b) est intercalé entre la semelle (5) et le dispositif de chauffage par induction (8).
9. Installation selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle ledit au moins un dissipateur thermique (14, 14a, 14b, 14c) comporte un matériau choisi dans la famille des céramiques et présente une conductivité thermique comprise entre 10 et 30 W.
10. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les fibres de renfort des première et deuxième pièces (2, 3) sont des fibres continues et choisies dans le groupe constitué par les fibres de carbone et les fibres métalliques.
11. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la première pièce (2) présente une forme de L, l’âme (4) étant reliée par une portion coudée (17) à la semelle (5), l’angle entre l’âme (4) et la semelle (5) au niveau de la portion coudée (17) étant compris entre 60° et 120°, notamment entre 75° et 105°, de préférence égal à 90° environ.
12. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième pièce (3) est couplée à un système de protection contre la foudre (15) disposé et fixé du côté de la surface opposée (22) à la surface à souder (24) de la deuxième pièce (3).
13. Installation selon les revendications 6 et 12, dans laquelle ledit au moins un dissipateur thermique (14c) est en contact avec le système de protection contre la foudre (15), sous celui-ci.
14. Installation selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant un poinçon (10) agencé pour soutenir l’âme (4) au moins pendant le soudage, le poinçon (10) étant de préférence disposé de manière à maintenir de plus l’amortisseur (11) et éventuellement un ou le dissipateur thermique (14).
15. Procédé de soudage dynamique par induction d’une première pièce (2) sur une deuxième pièce (3) à l’aide d’une installation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comportant les étapes consistant à : - positionner la première pièce (2) à souder sur la deuxième pièce (3) de telle sorte que la surface à souder (6) de la première pièce (2) soit en contact avec la surface à souder (24) de la deuxième pièce (3),
- positionner le dispositif de chauffage par induction (8) au-dessus de la surface à souder (6), du côté de la surface opposée (7) à la surface à souder (6) et
- réaliser une soudure à l’interface entre la première et la deuxième pièces (2, 3) à l’aide du dispositif de chauffage par induction (8), l’amortisseur (11) créant alors un champ magnétique de réaction (B2) s’opposant au moins partiellement, notamment totalement, au champ magnétique (Bi) créé par le dispositif de chauffage par induction (8) dans au moins une partie de l’âme (4) située à proximité de la surface à souder (6) de la première pièce (2).
16. Procédé selon la revendication précédente, comportant l’étape préalable consistant à prédéterminer par simulation numérique des paramètres de l’amortisseur (11), tels que la nature de l’amortisseur, ses dimensions, notamment son épaisseur et/ou sa longueur, et/ou son positionnement, de manière à les optimiser en fonction de la configuration des première et deuxième pièces (2, 3).
17. Procédé selon l’une des deux revendications immédiatement précédentes, le procédé étant mis en œuvre de telle sorte qu’à la fin du procédé, la surface à souder (6) est soudée sur la deuxième pièce (3) à au moins 95% de sa surface, de préférence environ 100% de sa surface.
18. Procédé selon l’une des revendications 15 à 17, dans lequel le dispositif de chauffage par induction (8) est déplacé au-dessus de la surface à souder (6) pour réaliser la soudure.
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