FR2579872A1

FR2579872A1 - Method and device for manufacturing a jewellery metal chain

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Publication number: FR2579872A1
Application number: FR8505344A
Authority: FR
Original assignee: Cheval Freres SA
Current assignee: Cheval Freres SA
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1986-10-10
Also published as: FR2579872B1

Abstract

Method and device for manufacturing a jewellery metal chain. According to the method, each cut turn 3 is individually welded immediately after it has been shaped into a link 4 of predetermined shape by directing onto the slit 5, formed in each link 4, a laser pulse of duration T and of peak power P1 predetermined as a function of the diameter of the metal wire 1 used to produce the turns 3 and of the nature of the metal constituting the said metal wire, and the laser pulse has a steep leading edge making it possible rapidly to achieve a predetermined maximum peak power, a crest descending slightly from the said predetermined maximum peak power in the vicinity of the leading edge, for a predetermined duration ts, then a practically vertical trailing edge. Application to the manufacture of jewellery metal chains from a continuous metal wire.

Description

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une chaîne métallique de bijouterie partir d'un fil métallique continu, selon lequel on enroule sur un mandrin le fil métallique continu pour le conformer en hélice à spires non jointives, on découpe une une successivement les diverses spires ouvertes formées, on façonne les diverses spires découpées pour réaliser des maillons de forme déterminée et on procède au soudage des divers maillons engagés les uns dans les autres pour réaliser la fermeture complète de chacun des maillons. The present invention relates to a method for manufacturing a metal jewelry chain from a continuous metal wire, according to which the continuous metal wire is wound on a mandrel to form it into a helix with non-contiguous turns. Various open turns formed, the various cut turns are shaped to make links of specific shape and the welding of the various links engaged into each other to complete the complete closure of each of the links.

Un tel procédé comprend, de façon traditionnelle, une première étape qui consiste réaliser une chaîne complète constituée d'un ensemble de maillons façonnés engagés les uns dans les autres, mais restant ouverts, puis une seconde étape consistant è réaliser par soudure la fermeture de l'ensemble des maillons. La seconde étape exige alors, de faire pénétrer une soudure en poudre dans l'interstice de chaque maillon, d'enlever l'excédent de soudure recouvrant la totalité de la chaîne, puis d'introduire l'ensemble de la chaîne dans un four à bande sous atmosphère contrôlée ou un four à gaz. Such a method comprises, in a traditional way, a first step which consists in producing a complete chain consisting of a set of shaped links engaged one inside the other, but remaining open, then a second step consisting in making the closure of the closure by welding. set of links. The second step then requires to penetrate a powder weld in the gap of each link, to remove the excess solder covering the entire chain, then to introduce the entire chain into a furnace. strip under controlled atmosphere or a gas oven.

Une telle façon de faire présente plusieurs inconvénients. Such a method has several disadvantages.

En effet, avant passage au four, il est nécessaire de procéder à un nettoyage complet pour enlever le surplus de métal d'apport non utilisé. Par ailleurs, dans le cas d'une chaîne poreuse, l'état de surface de la chaîne laisse souvent a désirer, car le métal d'apport est venu se loger dans les porosités et forme des zones mates. Le passage au four de l'ensemble de la chaîne réalise, en outre, un recuit du métal qui devient tendre. La mise en oeuvre du procédé susmentionné se heurte ainsi a des difficultés, particulièrement lorsqu'il s'agit de réaliser une chaîne à partir d'un fil très fin et conduit, souvent, à des mises au rebut qui imposent de refondre et réaffiner le métal et, par suite, augmentent le coût de mise en oeuvre du procédé.On notera, de plus, que l'opération de soudure au four abaisse le titre du métal précieux de la chaîne, de sorte qu'il est nécessaire au départ de relever le titre de la chaîne par rapport à la valeur finale souhaitée.Indeed, before passage in the oven, it is necessary to carry out a complete cleaning to remove the surplus of unused filler metal. Moreover, in the case of a porous chain, the surface state of the chain is often unsatisfactory because the filler metal has become lodged in the pores and forms matt areas. The passage of the entire chain in the oven also produces annealing of the metal which becomes soft. The implementation of the aforementioned method thus faces difficulties, particularly when it comes to making a chain from a very fine wire and often leads to scraps that require remelting and reassembling the therefore, the baking operation lowers the title of the precious metal of the chain, so that it is necessary at the beginning of the process to raise the title of the chain in relation to the desired final value.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à permettre la fabrication d'une chaîne métallique de bijouterie d'une façon rapide et efficace, tout en garantissant une excellente qualité de soudure et un bel aspect du produit fini. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks and to allow the manufacture of a metal chain of jewelry in a fast and efficient way, while ensuring excellent welding quality and a beautiful appearance of the finished product.

Ces buts sont atteints grâce à un procédé, du type men tionné en tête de la description, caractérisé en ce qu'on réalise le soudage individuel de chaque spire découpée immédiatement après sa conformation en maillon, de forme prédéterminée, en dirigeant sur la fente formée dans chaque maillon une impulsion laser de durée et de puissance crête prédéterminées en fonction du diamètre du fil métallique utilisé et de la nature du métal constituant ledit fil métallique et en ce que l'impulsion laser présente un front de montée raide permettant d'atteindre rapidement une puissance crête maximum prédéterminée, un sommet légèrement descendant à partir de ladite puissance crête maximum prédéterminée voisine du front de montée, pendant une durée prédéterminée, puis un front de descente pratiquement vertical. These objects are attained by means of a method of the kind mentioned at the beginning of the description, characterized in that the individual welding of each cut turn is carried out immediately after its conformation in a link, of predetermined shape, while directing on the slot formed. in each link a laser pulse of predetermined duration and peak power as a function of the diameter of the wire used and the nature of the metal constituting said wire and in that the laser pulse has a steep rising edge to reach quickly a predetermined maximum peak power, a slightly downward peak from said predetermined maximum peak power adjacent to the rising edge, for a predetermined duration, and then a substantially vertical falling edge.

L'invention concerne, également, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé sus-mentionné, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur laser du type YAG, comprenant une tête laser avec, au moins, un tube de pompage, un banc de condensateurs pour stocker une énergie très supérieure à celle prélevée à chaque émission d'une impulsion laser, une alimentation à découpage haute fréquence pour la charge du banc de condensateurs, un circuit de mesure de la tension aux bornes du banc de condensateurs et de réglage de la tension de charge du banc de condensateurs par l'intermédiaire de l'alimentation à découpage, un ou plusieurs commutateurs statiques en série avec le ou les tubes de pompage de la tête laser et un circuit logique de commande pour commander l'ouverture et la fermeture des commutateurs statiques et régler la durée d'impulsion et la fréquence de répétition des impulsions. The invention also relates to a device for implementing the aforementioned method, characterized in that it comprises a laser generator of the YAG type, comprising a laser head with, at least, a pumping tube, a bench capacitors for storing an energy much higher than that taken each time a laser pulse is emitted, a high-frequency switching power supply for the load of the capacitor bank, a circuit for measuring the voltage at the terminals of the capacitor bank and for adjusting the charging voltage of the capacitor bank via the switching power supply, one or more static switches in series with the one or more pump tubes of the laser head and a control logic circuit for controlling the opening and closing the static switches and setting the pulse duration and repetition frequency of the pulses.

L'invention concerne encore un procédé selon lequel on fabrique, en parallèle, plusieurs chaînes métalliques de bijouterie à partir de plusieurs fils métalliques continus, on enroule sur plusieurs mandrins différents les différents fils métalliques continus pour les conformer en hélices à spires non jointives et on procède, alternativement, sur chacune des hélices, d'une part, a la découpe d'une spire ouverte formée à l'extrémité libre de l'hélice et an façonnage d'un maillon de forme prédéterminée à partir de la spire découpée et, d'autre part, au soudage individuel, à l'aide d'une impulsion laser, d'un maillon façonné, une opération de découpe de spire et de façonnage d'un maillon étant réalisée sur une chaîne pendant qu'une opération de soudage de maillon est réalisée sur une autre chaîne et vice versa et les opérations de soudage de maillons; réalisées sur les différentes chaînes métalliques fabriquées en pa rallèle, sont effectuées à partir d'une tête laser unique dont le rayonnement est dirigé alternativement vers les zones à souder des différentes chaînes métalliques. The invention also relates to a method according to which several metal jewelry chains are manufactured in parallel from several continuous metal wires, the different continuous metal wires are wound on several different mandrels to form them into non-contiguous spiral helices and proceeds, alternately, on each of the propellers, on the one hand, to the cutting of an open turn formed at the free end of the helix and forming a link of predetermined shape from the cut turn and, on the other hand, to the individual welding, using a laser pulse, a shaped link, a winding cutting operation and forming a link being performed on a chain while a welding operation link is made on another chain and vice versa and link welding operations; made on the various metal chains manufactured in parallel, are made from a single laser head whose radiation is directed alternately to the areas to be welded different metal chains.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un mode particulier de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel - la fig. 1 est une vue schématique en élévation montrant la position
d'un maillon au moment d'une soudure individuelle au laser confor
mément au procédé selon l'invention, - la fig. 2 représente une forme d'impulsion laser quasi idéale uti
lisable dans le procédé selon l'invention, - la fig. 3 représente une forme d'impulsion laser qui, en pratique,
peut être considérée comme tout-à-fait satisfaisante pour la mise
en oeuvre du procédé selon l'invention, - la fig. 4 représente le schéma synoptique d'un générateur laser
YAG de soudure et de ses circuits de commande pour la mise en
oeuvre du procédé selon l'invention et, - la fig. 5 représente schématiquement la configuration de la tête
laser d'un générateur laser YAG utilisable pour la mise en oeuvre
du procédé selon l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description of a particular embodiment of the invention, with reference to the appended drawing, in which - FIG. 1 is a schematic elevational view showing the position
of a link at the time of an individual welding laser confor
in accordance with the process according to the invention; FIG. 2 represents an almost ideal form of laser pulse uti
readable in the method according to the invention, - fig. 3 represents a form of laser pulse which, in practice,
can be considered entirely satisfactory for the implementation
implementation of the method according to the invention, - fig. 4 represents the block diagram of a laser generator
YAG welding and its control circuits for the implementation
process of the invention and - fig. 5 schematically shows the configuration of the head
laser of a laser generator YAG usable for the implementation
of the process according to the invention.

On décrira tout d'abord brièvement le procédé général de fabrication d'une chaîne de bijouterie, en référence å la fig. 1. Briefly, the general method of manufacturing a jewelery chain will be briefly described with reference to FIG. 1.

La fabrication d'une chaîne métallique peut être réalisée à très forte cadence, à partir d'un fil métallique continu 1 enroulé sur une bobine 10, à l'aide d'une machine comprenant une filière 11 pour donner au fil métallique continu 1 la forme d'une hélice la comportant des spires non jointives 2 et produire une avance de l'hélice la par pas, de façon à amener chaque fois la dernière spire 3 située du coté de l'extrémité libre de lthélice la en regard d'outils de découpe 12 qui assurent ainsi le sectionnement successif des différentes spires. The manufacture of a metal chain can be made at a very high rate, from a continuous wire 1 wound on a coil 10, using a machine comprising a die 11 to give the continuous wire 1 the form of a helix la with non-contiguous turns 2 and produce an advance of the helix la step, so as to bring each time the last turn 3 located on the side of the free end of lélélice the next to tools cutting 12 which thus ensure the successive cutting of the different turns.

Chaque spire découpée, qui lors de sa découpe est engagée dans le maillon précédent déjà formé, est saisie par des pinces 13 et façonnée pour former elle-même un nouveau maillon 4 présentant une fente 5 qui peut être plus ou moins ouverte. Selon l'invention, l'opération de soudure des maillons, visant à supprimer la fente 5, est réalisée individuellement au niveau de chaque maillon nouvellement formé, immédiatement après l'opération de façonnage. L 'opération de soudure est ainsi réalisée sur un maillon 4 lorsqu'il se trouve dans une position telle que celle représentée sur la fig. 1.Dans cette position, le maillon 4, nouvellement façonné, est maintenu en position par des pinces 13 qui saisissent le maillon dans sa zone opposée à la fente 5 du maillon et sont disposées de manière è dégager une zone d'accès à cette fente 5 et la prochaine spire à découper 3 est elle#ême déjà engagée dans le maillon 4. Un espace libre est ménagé entre les outils de découpe 12 et les pinces 13 et permet d'appliquer un faisceau laser 14 selon la flèche de la fig. 1 sur la fente 5 du maillon 4, afin de provoquer par soudure la fermeture complète de celui-ci. Each cut turn, which during its cutting is engaged in the previous link already formed, is gripped by clamps 13 and shaped to form itself a new link 4 having a slot 5 which can be more or less open. According to the invention, the welding operation of the links, to remove the slot 5, is performed individually at each newly formed link immediately after the forming operation. The welding operation is thus performed on a link 4 when it is in a position such as that shown in FIG. 1.In this position, the newly shaped link 4 is held in position by clamps 13 which grip the link in its zone opposite the slot 5 of the link and are arranged so as to clear an access zone to this slot 5 and the next turn to be cut 3 is itself already engaged in the link 4. A free space is provided between the cutting tools 12 and the clamps 13 and allows to apply a laser beam 14 according to the arrow of FIG. 1 on the slot 5 of the link 4, to cause by welding the complete closure thereof.

La dimension du faisceau laser est ellemême fonction du diamètre du fil 1 constituant les spires 3. Pour des diamètres de fil de 0,2 à 1,2 mm, le diamètre du faisceau laser au niveau du point d'impact sur le maillon à souder est, avantageusement, compris entre environ 0,4 et 0,7 mm. The size of the laser beam is itself a function of the diameter of the wire 1 constituting the turns 3. For wire diameters of 0.2 to 1.2 mm, the diameter of the laser beam at the point of impact on the link to be welded is advantageously between about 0.4 and 0.7 mm.

Le procédé selon l'invention s'applique à la fabrication de chaînes à partir de métaux et alliages réfléchissants divers, tels que or jaune, or rose, or gris, argent, platine, cuivre, nickel, étain, zinc, cadnium, maillechort, bronze, laiton. The process according to the invention is applicable to the manufacture of chains from various reflective metals and alloys, such as yellow gold, pink gold, gray gold, silver, platinum, copper, nickel, tin, zinc, cadmium, nickel silver, bronze, brass.

Une caractéristique essentielle du procédé selon l'invention, qui garantit une bonne qualité de soudure, réside dans la forme particulière de l'impulsion laser utilisée pour réaliser la soudure. An essential characteristic of the process according to the invention, which guarantees a good quality of welding, lies in the particular shape of the laser pulse used to carry out the welding.

On a représenté, sur la fig. 2, la forme dune impulsion laser 20 quasi idéale pour souder de façon parfaite des métaux ou alliages réfléchissants, tels que ceux utilisés en bijouterie. Cette impulsion 20 se caractérise par un front de montée 21 très raide et une puissance crête de départ élevée pour provoquer un échauffement rapide du métal (pointe initiale 22 de l'impulsion 20). L'échauffe- ment rapide du métal accroît le coefficient d'absorption du métal. It is shown in FIG. 2, the shape of a laser pulse 20 almost ideal for perfectly welding reflective metals or alloys, such as those used in jewelry. This pulse 20 is characterized by a very steep rising edge 21 and a high starting peak power to cause rapid heating of the metal (initial tip 22 of the pulse 20). The rapid heating of the metal increases the absorption coefficient of the metal.

Ceci permet, pour terminer la soudure, de compléter l'apport thermique avec une puissance inférieure. Le sommet de l'impulsion 20 présente ainsi après la pointe 22 un niveau 23 inférieur. L'impulsion 20 présente, enfin, un front de descente 24 pratiquement vertical, ce qui permet de définir avec précision une longueur d'impulsion donnée.This allows, to complete the welding, to supplement the thermal input with a lower power. The top of the pulse 20 thus has after the tip 22 a lower level 23. The pulse 20 has, finally, a virtually vertical descent front 24, which allows to define precisely a given pulse length.

Le type d'impulsion 20 de la fig. 2 étant, cependant, relativement difficile à obtenir en pratique, on a représenté sur la fig. 3 une forme d'impulsion 30 plus simple à réaliser, tout en conduisant à des résultats excellents quant à la qualité de la soudure effectuée et la reproductibilité.The type of pulse 20 of FIG. 2 being, however, relatively difficult to obtain in practice, it is shown in FIG. It is a simpler form of impulse 30 while achieving excellent results with respect to weld quality and reproducibility.

L'impulsion 30 de la fig. 3 se caractérise par un flanc de montée 31, relativement raide, bien que non rigoureusement vertical. Le temps de montée tm peut être compris, par exemple, entre environ 40 et 70 )rus. Ce temps tm, qui correspond au passage de la puissance du faisceau laser d'un niveau 0 à une puissance crête maximum Pl, ne s'avère pas gênant pour des impulsions dont la durée totale T est comprise entre environ 1,5 et 5 mus. Le fait que le front de montée 31 de l'impulsion 30 ne soit ni tout-à-fait vertical, ni exempt d'un arrondi en son sommet 32, provient de la présence d'une inductance résiduelle faible, mais non negligeable du circuit de puissance du générateur laser et d'un retard è l'établissement du courant dans les tubes de pompage du générateur laser, dd à l'ionisation du gaz contenu dans ces derniers. The pulse 30 of FIG. 3 is characterized by a rising flank 31, relatively steep, although not rigorously vertical. The rise time tm may be, for example, between about 40 and 70) rus. This time tm, which corresponds to the passage of the power of the laser beam from a level 0 to a maximum peak power P1, does not prove to be inconvenient for pulses whose total duration T is between about 1.5 and 5 muses. . The fact that the rising edge 31 of the pulse 30 is neither completely vertical nor free of a rounded at its apex 32, comes from the presence of a small but non negligible residual inductance of the circuit. power of the laser generator and a delay in establishing the current in the laser generator pumping tubes, dd the ionization of the gas contained therein.

Le sommet de l'impulsion 30, qui correspond à une durée ts, est constitué par une droite inclinée 33 présentant une pente descendante depuis le niveau maximum Pl de la puissance crête au voisinage du front de montée 31 jusqu'à un niveau inférieur P2 qui peut être de l'ordre de 20 Z inférieur au niveau Pl. L'impulsion 30 presente enfin un front de descente 34 pratiquement vertical, qui correspond à un temps td très réduit, inférieur en pratique au temps de montée tm. The top of the pulse 30, which corresponds to a duration ts, is constituted by an inclined line 33 having a downward slope from the maximum level P1 of the peak power in the vicinity of the rising edge 31 to a lower level P2 which can be of the order of 20 Z lower than the level P1. The pulse 30 finally has a virtually vertical descent edge 34, which corresponds to a very short td time, in practice less than the rise time tm.

Le type d'impulsion 30, représenté sur la fig. 3, remplit, comme l'impulsion 20 de la fig. 2, les conditions nécessaires à une soudure quasiment parfaite, à savoir
montée rapide en puissance,
. poursuite de l'apport thermique avec une décroissance
faible de la puissance,
arrêt rapide. de l'apport thermique,
. réglage dans une plage très importante de la longueur
de l'impulsion,
. réglage dans un rapport de 1 à 8 environ, de la puis
sance crête de départ Pl, en fonction de la tension de
service.The type of pulse 30, shown in FIG. 3, fills, like the pulse 20 of FIG. 2, the conditions necessary for an almost perfect weld, namely
rapid rise in power,
. continuation of the thermal contribution with a decrease
weak of the power,
quick stop. thermal input,
. setting in a very important range of length
of the impulse,
. setting in a ratio of 1 to about 8, of the then
starting peak value Pl, depending on the voltage of
service.

On décrira maintenant, en référence aux fig. 4 et 5, un dispositif permettant d'obtenir facilement une impulsion, telle que celle représentée sur la fig. 3. We will now describe, with reference to FIGS. 4 and 5, a device for easily obtaining a pulse, such as that shown in FIG. 3.

La fig. 5 montre, schématiquement, une tête laser 40 d'un générateur laser connu sous le nom de laser YAG, qui émet un faisceau de lumière cohérente de longueur d'onde 1,064 zoneet se trouve particulièrement bien adapté à l'application envisagée dans le cadre de la présente invention. Fig. 5 shows, schematically, a laser head 40 of a laser generator known as the YAG laser, which emits a coherent light beam of wavelength 1,064 zone and is particularly well suited to the application envisaged in the context of the present invention.

La tête laser 40 comporte une cavité résonnante 45 avec, aux extrémités, deux miroirs 43, 44 d'axe commun, entre lesquels est disposé un milieu amplificateur constitué par un barreau 42 de Grenat d'yttrium Aluminium (YAG) dopé au néodyme. Un tube à décharge 41 est associé à la cavité résonnante 45 pour émettre des photons destinés à exciter les atomes du milieu amplificateur 42 (opération de pompage optique). L'excitation par les photons émis par le tube de pompage 41 provoque l'émission d'un faisceau 46 de lumière cohérente qui traverse le miroir semi-transparent de sortie 44 et est focalisé par une lentille convergente 48 en un point 47 correspondant à la zone à souder,
Compte tenu des puissances mises en jeu et de l'échauffement produit, un ensemble 50 de refroidissement doit être adjoint de façon classique à la tête laser 40.Cet ensemble 50 de refroidissement peut com prendre un reservoiréchangeur 51 comprenant un fluide 52 refroidit par un échangeur 53 dans lequel circule par exemple de l'eau. Une pompe 55 permet de faire circuler le fluide de refroidissement 52 depuis le réservoir 51 vers la tête laser 40 par la ligne 59 puis, de nouveau, vers le réservoir-échangeur 51 par la ligne 58. Les sousensembles 5cl.4 56, 57 représentent, respectivement, un circuit de régulation de température, un dispositif de contre de débit et un moyen de mesure de temperature. The laser head 40 comprises a resonant cavity 45 with, at the ends, two mirrors 43, 44 of common axis, between which is disposed an amplifying medium constituted by a bar 42 of Yttrium Garnet Aluminum (YAG) doped with neodymium. A discharge tube 41 is associated with the resonant cavity 45 for emitting photons for exciting the atoms of the amplifying medium 42 (optical pumping operation). The excitation by the photons emitted by the pumping tube 41 causes the emission of a beam 46 of coherent light which passes through the semi-transparent output mirror 44 and is focused by a convergent lens 48 at a point 47 corresponding to the soldering area,
Taking into account the powers involved and the heating produced, a cooling unit 50 must be added in a conventional manner to the laser head 40. This cooling assembly 50 can include a heat exchanger 51 comprising a fluid 52 cooled by a heat exchanger 53 in which circulates for example water. A pump 55 makes it possible to circulate the cooling fluid 52 from the reservoir 51 to the laser head 40 via the line 59 and then, again, to the exchange tank 51 via the line 58. The subassemblies 51, 56, 57 represent , respectively, a temperature control circuit, a flow counter device and a temperature measuring means.

La fig. 4 représente le schéma synoptique des circuits électriques et électroniques de commande et d'alimentation d'une tète laser 40 comportant deux tubes de pompage 41a, 41b. Le principe des circuits de commande et d'alimentation reste, cependant le même, quel que soit le nombre de tubes de pompage 41a, 41b montés en parallèle. Fig. 4 represents the block diagram of the electric and electronic control and power supply circuits of a laser head 40 comprising two pumping tubes 41a, 41b. The principle of the control and power circuits remains, however the same, regardless of the number of pumping tubes 41a, 41b connected in parallel.

Les tubes à décharge 41a, 41b sont alimentés sous haute tension et amorcés dès la mise en route du générateur laser, par l'intermédiaire d'un bloc d'amorçage 110 relié au réseau d'alimen- tation en courant alternatif 101. Un ensemble 111 de commutateurs statiques villa, Illb, montés en série avec les tubes à décharge 4la, 41b, commande la conduction des tubes 41a, 41b et détermine le début et la fin de l'impulsion laser 30 à produire. Lors de la ferme#ture des commutateurs statiques, l'énergie nécessaire à l'alimentation des tubes à décharge 41a, 41b est prélevée sur une batterie de condensa eeurs 105, mais de telle manière que seule une partie de la charge des condensateurs 105 soit utilisée à chaque impulsion. Le fait que l'énergie stockée dans la batterie de condensateurs 105 soit très nettement supérieure à celle prélevée pour chaque tir du laser garantit que les impulsions produites sont bien les plus rectangulaires possibles. The discharge tubes 41a, 41b are fed with high voltage and are switched on as soon as the laser generator is switched on, by means of a starting block 110 connected to the AC supply network 101. 111 of static switches villa, Illb, connected in series with the discharge tubes 41a, 41b, controls the conduction of the tubes 41a, 41b and determines the beginning and the end of the laser pulse 30 to be produced. When the static switches are closed, the energy necessary to supply the discharge tubes 41a, 41b is taken from a battery of condensers 105, but in such a way that only a part of the charge of the capacitors 105 is used at each pulse. The fact that the energy stored in the capacitor bank 105 is much greater than that taken for each shot of the laser ensures that the pulses produced are as rectangular as possible.

L'alimentation de puissance du laser comprend un transformateur principal 102, suivi d'un redresseur 103 et d'une alimentation à découpage haute fréquence 104 commandée par la ligne 121 à partir d'un circuit 106 de mesure qui effectue par la ligne 122 une mesure de la tension aux bornes de la batterie de condensateurs 105. Le circuit 106 reçoit par la ligne 127 une valeur de consigne depuis un circuit 107 qui fournit une valeur de tension réglable et, en fonction des valeurs mesurées par la ligne 122, envoie au circuit d'alimentation 104, par la ligne 121, des ordres de charge des condensateurs 105, ou à un circuit de commande 108 par la ligne 123 des signaux de sécurité interdisant le fonctionnement du laser lorsqu'un défaut est constaté. The power supply of the laser comprises a main transformer 102, followed by a rectifier 103 and a high-frequency switching power supply 104 controlled by the line 121 from a measurement circuit 106 which makes the line 122 a measuring the voltage across the capacitor bank 105. The circuit 106 receives via line 127 a set value from a circuit 107 which provides an adjustable voltage value and, depending on the values measured by the line 122, sends the supply circuit 104, via line 121, load orders of capacitors 105, or to a control circuit 108 by line 123 of the safety signals prohibiting the operation of the laser when a fault is found.

Le circuit de commande 108 reçoit, par les lignes 124, des ordres de tir selon une cadence qui peut être élevée et, par la ligne 128, une tension de consigne depuis un circuit 109 fournissant une valeur de tension réglable qui détermine la longueur de l'impulsion laser à émettre. Le circuit de commande 108 envoie, par la ligne 126, des signaux pour la fermeture et l'ouverture des c mmutateurs statiques de sortie 111a, 111b et, par la ligne 129, des signaux au bloc d'amorçage 110 et peut présenter également d'autres fonctions annexes, telles que, par exemple, la commande d'un mode "sommer", visant à maintenir les tubes 41a, 41b ionisés en permanence après l'amorçage, ou la commande du renforcement du courant d'ionisation des tubes 41a, 41b pendant un temps limité, par exemple 1 ms, avant l'émission d'une impulsion laser, afin de diminuer les chocs thermiques et mécaniques auxquels sont soumis les tubes 41a, 41b et d'en augmenter ainsi la durée de vie. The control circuit 108 receives, via the lines 124, firing orders at a rate which can be high and, by the line 128, a setpoint voltage from a circuit 109 providing an adjustable voltage value which determines the length of the firing. laser pulse to be emitted. The control circuit 108 sends, via the line 126, signals for the closing and opening of the static output switches 111a, 111b and, by the line 129, signals to the boot block 110 and can also present other auxiliary functions, such as, for example, the control of a "summing" mode, aimed at keeping the tubes 41a, 41b permanently ionized after the priming, or the control of the reinforcement of the ionization current of the tubes 41a , 41b for a limited time, for example 1 ms, before the emission of a laser pulse, in order to reduce the thermal and mechanical shocks to which the tubes 41a, 41b are subjected and thus to increase the service life thereof.

Des diodes 112a, 112b sont montées entre la ligne 125 d'alimentation reliée à la batterie de condensateurs 105 et les tubes 41a, 41b, du coté des anodes de ces tubes pour isoler les tensions de l'ordre de 400 volts pour le banc de condensateurs 105 et de tordre de 800 à 1 000 volts pour le bloc d'amorçage 110 équipé d'un circuit dit de simmer visant à maintenir les tubes 41a, 41b ionisés en permanence après l'amorçage. Diodes 112a, 112b are mounted between the supply line 125 connected to the capacitor bank 105 and the tubes 41a, 41b, on the side of the anodes of these tubes to isolate the voltages of the order of 400 volts for the bank of capacitors 105 and twist from 800 to 1000 volts for the priming block 110 equipped with a so-called simmer circuit for maintaining the tubes 41a, 41b ionized permanently after priming.

On notera que des paramètres de fonctionnement du laser, comprenant une tension de fonctionnement maximum de 400 V, un courant maximum par tube 41a, 41b, de 350 A et une capacité unitaire associée à chaque tube 41a, 41b de l'ordre de 12 000 à 12 500 r permettent de déterminer automatiquement un niveau P2 d'impulsion# au voisinage du front de descente 34 qui est de l'ordre de 20 Z en dessous du niveau P1 au voisinage du front de montée 31 (fig. 3). It will be noted that operating parameters of the laser, comprising a maximum operating voltage of 400 V, a maximum current per tube 41a, 41b, of 350 A and a unit capacity associated with each tube 41a, 41b of the order of 12,000 at 12,500 r, it is possible to automatically determine a pulse level P2 in the vicinity of the falling edge 34 which is of the order of 20 Z below the level P1 in the vicinity of the rising edge 31 (FIG.

Les commutateurs statiques de sortie 111a, 111b peuvent être réalisés à partir de thyristors traditionnels. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser un thyristor principal pour fermer le circuit et un thyristor auxiliaire prévu pour provoquer la décharge d'une capacité aux bornes du thyristor princi#pal. Ce procédé est, plus particulièrement, adapté à des cas de fréquence de travail faibles, inférieures à environ 20 Hz, qui correspondent bien au rythme auquel les soudures peuvent être effectuées lors de la fabrication d'une chaîne en bijouterie. Des thyristors à commande par gâchette du type G-T-O peuvent également être utilisés si les puissances à mettre en jeu ne sont pas trop élevées. The static output switches 111a, 111b can be made from conventional thyristors. In this case, it is necessary to use a main thyristor to close the circuit and an auxiliary thyristor designed to cause the discharge of a capacitance across the main thyristor. This method is, more particularly, adapted to low working frequency cases, less than about 20 Hz, which correspond to the rate at which the welds can be made during the manufacture of a chain in jewelery. Trigger-controlled thyristors of the G-T-O type can also be used if the powers to be involved are not too high.

Selon une variante de réalisation, les commutateurs statiques 111a, 111b peuvent comprendre un ensemble de transistors bipolaires montés en parallèle. Ce mode de réalisation est cependant plus délicat à réaliser en ce qui concerne le système de protection et d'aide à la commutation placé entre émetteur et collecteur. According to an alternative embodiment, the static switches 111a, 111b may comprise a set of bipolar transistors connected in parallel. This embodiment is however more difficult to achieve with regard to the protection system and switching assistance placed between transmitter and collector.

Selon encore un autre mode de réalisation, les commutateurs statiques 111a, 111b comprennent un ensemble de transistors
MOS montés en parallèle. Dans ce cas, il est nécessaire que le montage comprenne des protections parfaites contre les surtensions et le signal de commande de grille doit être élaboré, de manière à tenir compte du fait que la capacité d'entrée est d'autant plus importante que le nombre de transistors MOS mis en parallèle est grand.According to yet another embodiment, the static switches 111a, 111b comprise a set of transistors
MOS mounted in parallel. In this case, it is necessary that the assembly includes perfect protections against overvoltages and the gate control signal must be elaborated, so as to take into account the fact that the input capacity is all the more important as the number MOS transistors in parallel is large.

Le procédé selon l'invention peut, facilement, être appliqué à la fabrication en parallèle de plusieurs chaînes différentes sur plusieurs machines différentes de fabrication de chaîne, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser plusieurs têtes laser, ce qui augmente considérablement la rentabilité. il est ainsi possible de fabriquer en parallèle, par exemple, deux chaînes différentes à l'aide de deux machines. The method according to the invention can easily be applied to the parallel production of several different chains on several different chain-making machines, without the need to use several laser heads, which considerably increases the profitability. it is thus possible to manufacture in parallel, for example, two different chains using two machines.

Dans ce cas, les machines de fabrication de chaîne fonctionnent simultanément avec un décalage d'un demi-pas, correspondant à un décalage d'un demi-tour sur l'arbre d'entraînement principal et le rayonnement issu de la tête laser 40 est dirigé alternativement vers la première chaîne en cours de fabrication et vers la seconde chaîne en cours de fabrication, pour réaliser la soudure d'un maillon alternativement sur la première chaîne et sur la seconde chaîne. Un prisme mobile en translation est interposé sur le trajet du rayonnement laser à la sortie de la tête laser, pour diriger l'impulsion laser produite vers l'une ou autre des chaînes en cours de fabrication. In this case, the warp production machines operate simultaneously with a shift of half a step, corresponding to a shift of half a turn on the main drive shaft and the radiation from the laser head 40 is directed alternately to the first chain during manufacture and to the second chain during manufacture, to weld one link alternately on the first chain and on the second chain. A translationally mobile prism is interposed on the path of the laser radiation at the output of the laser head, to direct the laser pulse produced towards one or other of the chains being manufactured.

La réalisation simultanée de plusieurs chaînes est par ticulièrement interessante, car elle permet d'accroître facilement les cadences de production, le soudage d'un maillon sur une chaîne pouvant s'effectuer pendant que sur une autre chaîne une spire est découpée et conformée en maillon. Il est naturellement nécessaire de prévoir des moyens de synchronisation du fonctionnement de chaque machine de fabrication et du générateur laser, afin de garantir qu'd chaque opération de soudage sur un maillon, celui-ci soit bien positionné, de manière que la fente a souder 5 se trouve dans la zone de tir du générateur laser 40. The simultaneous production of several chains is particularly interesting, because it makes it possible to easily increase production rates, the welding of one link on a chain can be performed while on another chain a turn is cut and shaped into a link . Of course, it is necessary to provide means for synchronizing the operation of each manufacturing machine and the laser generator, so as to ensure that each welding operation on a link is well positioned so that the soldering slot 5 is in the firing zone of the laser generator 40.

Dans le cas où il est nécessaire de réaliser alternativement à l'aide d'une même tête laser des soudures nécessitant des longueurs d'impulsion laser différentes, par exemple pour la soudure alternative d'une maille en or jaune et d'une maille en argent, le bloc de commande 108 peut comporter deux générateurs d'impulsions différents commandés par deux entrées différentes au lieu de la seule entrée 128. In the case where it is necessary to perform alternately with the same laser head welds requiring different laser pulse lengths, for example for the alternating welding of a yellow gold mesh and a mesh in silver, the control block 108 may comprise two different pulse generators controlled by two different inputs instead of the single input 128.

Le tableau ci-après donne, à titre d'exemple, pour différents métaux et alliages réfléchissants, en fonction du diamètre du fil, des valeurs de puissance crête et de longueur d'impulsion permettant d'obtenir, à la fois, un bel aspect et une grande repro ductîbilité des soudures. Les valeurs de longueur d'impulsion sont à respecter de façon assez précise, mais peuvent, cependant, être légèrement modifiées en fonction des nuances des alliages utilisés. The following table gives, by way of example, for different metals and reflective alloys, depending on the wire diameter, peak power and pulse length values to obtain, at the same time, a good appearance and great reproducibility of welds. The pulse length values are to be respected fairly precisely, but may, however, be slightly modified depending on the grades of the alloys used.

En revanche, les valeurs de puissance crête peuvent être adaptées dans une plus grande mesure, en fonction de la pénétration de soudure désirée. On the other hand, the peak power values can be adapted to a greater extent, depending on the desired weld penetration.

PUISSANCE CRETE ET LONGUEUR D1 IMPULSION
EN FONCTION DE L'ALLIAGE ET DU DIAMETRE DE FIL

POWER CRETE AND LENGTH D1 IMPULSION
BASED ON ALLOY AND WIRE DIAMETER

<tb> <SEP> r <SEP> -1 <SEP> 7
<SEP> #TERIAU
<tb> DIA
<tb> METTRE <SEP> \ <SEP> ) <SEP> OR <SEP> JAUNE <SEP> OR <SEP> ROSE <SEP> OR <SEP> GRIS <SEP> ARGENT <SEP> - <SEP> POTINE <SEP> ROSE
<tb> FIL.EN
<tb> <SEP> lw
<tb> <SEP> 0,23 <SEP> 800/1,8 <SEP> 900/1,8 <SEP> 800/1,9 <SEP> 3000/2,1 <SEP> 1100/2,0 <SEP> 1200/1,9
<tb> <SEP> 0,35 <SEP> 1000/2,3 <SEP> 1100/2,3 <SEP> 1000/1,3 <SEP> 3400/3,0 <SEP> 1300/2,#e000/2,5
<tb> <SEP> 0,50 <SEP> 2000/3,0 <SEP> 2100/3,0 <SEP> 2000/3,1 <SEP> 3600/4,0 <SEP> 2100/2,9 <SEP> i <SEP> 2700/3,1
<tb> <SEP> 0,60 <SEP> 2400/3,0 <SEP> 2600/3,0 <SEP> 2400/3,3 <SEP> 400014,5 <SEP> X <SEP> ues/3,#
<tb> <SEP> I
<tb> I
<tb> <SEP> 0,90 <SEP> SYddi3, <SEP> 5 <SEP> 3000/3,3 <SEP> ~3000/3,6 <SEP> X <SEP> X <SEP> 3800/4, <SEP> O
<tb> <SEP> 1,00 <SEP> 3300/4,0 <SEP> 3500/4,0 <SEP> 3300/4,2 <SEP> X <SEP> X <SEP> X
<tb> <SEP> 1,20 <SEP> 4000/4,5 <SEP> 4700/4,5 <SEP> 4000/4, <SEP> & X <SEP> X <SEP> X
<tb>
LEGENDE : - 800/1,8 signifie : 800 W crête/1,8 ms de longueur
d'impulsion,
- X : cas non utilisés en pratique, compte tenu de la puis
sance crête nécessaire ou du coût du matériau <tb><SEP> r <SEP> -1 <SEP> 7
<SEP>#TERIAU
<tb> DIA
<tb> SET <SEP> \ <SEP>) <SEP> OR <SEP> YELLOW <SEP> OR <SEP> ROSE <SEP> OR <SEP> GRAY <SEP> SILVER <SEP> - <SEP> POTINE <SEP > ROSE
<tb> FIL.EN
<tb><SEP> lw
<tb><SEP> 0.23 <SEP> 800 / 1.8 <SEP> 900 / 1.8 <SEP> 800 / 1.9 <SEP> 3000 / 2.1 <SEP> 1100 / 2.0 <SEP> 1200 / 1.9
<tb><SEP> 0.35 <SEP> 1000 / 2.3 <SEP> 1100 / 2.3 <SEP> 1000 / 1.3 <SEP> 3400 / 3.0 <SEQ> 1300/2, # e000 / 2.5
<tb><SEP> 0.50 <SEP> 2000 / 3.0 <SEP> 2100 / 3.0 <SEP> 2000 / 3.1 <SEP> 3600 / 4.0 <SEP> 2100 / 2.9 <SEP> i <SEP> 2700 / 3.1
<tb><SEP> 0.60 <SEP> 2400 / 3.0 <SEP> 2600 / 3.0 <SEP> 2400 / 3.3 <SEP> 400014.5 <SEP> X <SEP> ues / 3, #
<tb><SEP> I
<tb> I
<tb><SEP> 0.90 <SEP> SYddi3, <SEP> 5 <SEP> 3000 / 3.3 <SEP> ~ 3000 / 3.6 <SEP> X <SEP> X <SEP> 3800/4, <SEP> O
<tb><SEP> 1.00 <SEP> 3300 / 4.0 <SEP> 3500 / 4.0 <SEP> 3300 / 4.2 <SEP> X <SEP> X <SEP> X
<tb><SEP> 1.20 <SEP> 4000 / 4.5 <SEP> 4700 / 4.5 <SEP> 4000/4, <SEP>& X <SEP> X <SEP> X
<Tb>
LEGEND: - 800 / 1,8 means: 800 W peak / 1,8 ms of length
pulse,
- X: cases not used in practice, given the then
required peak or material cost

Claims

1 - Process for manufacturing a metal jewelery chain from a continuous metal wire (1), in which the continuous metal wire (1) is wound on a mandrel to form it into a helix (la) with turns (2) ) non-joined, one cuts successively the various open turns (3) formed, one shapes the various turns (3) cut to make links (4) of predetermined shape, and one proceeds to the welding of the various links (4) engaged in each other to achieve the complete closure of each of the links (4),

characterized in that the individual welding of each cut turn is carried out immediately after its conformation in link (4) of predetermined shape by directing on the slot (5) formed in each link (4) a laser pulse (20, 30) of predetermined duration (T) and peak power (P1) as a function of the diameter of the wire (1) used and the nature of the metal constituting said wire, and in that the laser pulse (20, 30) has a leading edge; steep climb (21, 31) for rapidly reaching a predetermined maximum peak power (22, 32), a slightly downward peak (23, 33) from said predetermined maximum peak power (22, 32) adjacent to the rising edge (21, 31), for a predetermined time (ts), then a descent front (24, 34) substantially vertical.

2 - Process according to claim 1, characterized in that the laser pulse (30) has a rising edge (31) corresponding to a rise time between about 40 and 70 t s.

3 - Process according to claim 1 or 2, characterized in that the duration (T) of the laser pulse (20, 30) is between about 1.5 and 5 ms.

4 - Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the peak power (P1) of the laser pulse (20, 30) is between about 800 W and 4000 W.

5 - Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, during said predetermined duration (ts) corresponding to the slightly downward apex (23, 33) of the laser pulse (20, 30), the fall of power (P1 - P2) is of the order of 20% of Ea peak power (P1).

6 - Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the laser pulse (20, 30) is obtained from a laser generator YAG type and has a wavelength of the order 1.06 r.

7 - Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the laser beam used has, at the point of impact on the slot (5) of each link (4) to be welded, a diameter between about 0 , 4 # and 0.7 mm.

8 - Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the diameter of the continuous wire (1) is between about 0.2 and 1.2 mm.

9 - Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the wire (1) is made from one of the following materials: yellow gold, pink gold, gray gold, silver, platinum, copper nickel, tin, zinc, eadniui, nickel silver, bronze, brass.

10 - Process according to any one of claims 1 to 9, characterized in that one manufactures in parallel several metal chains of jewelery from several continuous metal son lique, is wound on several different mandrins the various continuous metal son for to conform them in helices with non-contiguous turns and proceed alternately on each of the propellers, on the one hand, to the cutting of an open turn formed at the free end of the helix and the shaping of a link of predetermined shape from the cut turn and, secondly, the individual welding, using a laser pulse, a shaped link, a turn cutting operation and forming a link being performed on a chain while a link welding operation is carried out on another chain and vice versa and in that the welding operations of links, carried out on the different metal chains manufactured in parallel, are made from a single laser head whose radiation is directed alternately to the areas to be welded different metal chains.

11 - Device for implementing the method according to any one of claims 1 to 1Q, characterized in that it comprises a laser generator YAG type comprising a laser head (40) with at least one pumping tube (41au 41b), a bank of capacitors (105) for storing a much higher energy than that picked up each time a laser pulse is transmitted, a high-frequency switching power supply (104) for charging the capacitor bank (105), a circuit (106, 107) for measuring the voltage across the capacitor bank (105) and adjusting the charging voltage of the capacitor bank (105) via the switching power supply (104), a or a plurality of static switches (111) in series with the pump tube (41a, 41b) of the laser head (40) and a control logic (108, 109) for controlling the opening and closing of static switches (111) and adjust the duration of the pulse and the of repetition of the impulses.

12 - Device according to claim 10, characterized in that the laser generator, type YAG comprises two pulse generators set to produce each pulse of different durations.