FR2589378A1 - Procede de liaison metallurgique d'une plaque metallique feuilletee composite - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE PERFECTIONNE POUR LIER METALLURGIQUEMENT UNE PLAQUE METALLIQUE COMPOSITE. UNE COUCHE METALLIQUE EXTERIEURE 14 ET UNE COUCHE METALLIQUE INTERMEDIAIRE 12, DE COMPOSITIONS DIFFERENTES, SONT PROPULSEES VERS UNE COUCHE METALLIQUE DE BASE 11 PAR LA DETONATION D'UNE COUCHE D'EXPLOSIF 16 ADJACENTE A LA SURFACE EXTERIEURE DE LA COUCHE EXTERIEURE. L'EPAISSEUR DE LA COUCHE INTERMEDIAIRE N'EST QUE DE 0,25 A 4MM ET CETTE COUCHE EST DISPOSEE INITIALEMENT A UNE DISTANCE DE LA COUCHE DE BASE NE DEPASSANT PAS 6MM, OU 8FOIS L'EPAISSEUR DE LA COUCHE INTERMEDIAIRE. DOMAINE D'APPLICATION : FORMATION DE JOINTS DE TRANSITION DANS DES STRUCTURES METALLIQUES.

Description

i L'invention concerne un procédé perfectionné

de fabrication d'une plaque métallique feuilletée compo-

site liée par explosion, à partir de laquelle des barres

peuvent être découpées pour former des joints de transi-

tion structurels convenant à un soudage par fusion entre des éléments métalliques de structure. De tels joints

sont avantageusement utilisés, par exemple, pour l'assem-

blage de superstructures légères en alliage d'aluminium sur des coques d'acier de navires, o le soudage par

fusion n'est pas possible en raison de la grande diffé-

rence entre les points de fusion de l'acier et de l'al-

liage d'aluminium. Dans ce cas, le joint de transition comprend une couche extérieure en acier qui peut être aisément soudée par fusion à la coque d'acier et une couche extérieure en alliage d'aluminium qui peut être

soudée de façon similaire à la superstructure.

La fabrication de joints de transition alumi-

nium/acier reliant de l'aluminium à de l'acier au carbone et à des aciers faiblement alliés contenant moins de, 5 % d'éléments d'alliage, en poids, a été décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 583 062 et elle consiste à propulser l'une contre l'autre au moins une couche d'aluminium ou d'alliage d'aluminium et une couche d'acier au moyen d'une couche d'explosif, disposée à proximité immédiate de la surface extérieure de l'une

des couches et détonant à une vitesse de 2500 à 3400 m/s.

Pour obtenir une liaison ondulée souhaitable entre les

couches, la vitesse de l'explosif et les distances d'écar-

tement initial entre les couches sont choisies de façon

à établir un angle d'impact optimal qui, pour de l'alu-

minium projeté contre de l'acier, est de 14 à 25 .

En pratique, ceci signifie qu'une couche d'aluminium appliquée contre une surface d'acier est disposée à une distance d'écartement initial qui est de 1 à 6 fois l'épaisseur de la couche déplacée et cette distance

est habituellement de 30 à 60 mm.

Dans la mise en pratique industrielle du procédé antérieur pour la fabrication de composites acier/alliage d'aluminium, il est habituel de disposer une couche intermédiaire d'aluminium sensiblement pur entre l'alliage d'aluminium choisi et l'acier car une liaison directe de l'alliage et de l'acier est difficile

à réaliser de façon régulière en raison de l'effet nui-

sible de métaux tels que le magnésium, normalement pré-

sent dans l'alliage d'aluminium. Ces composites à trois

couches peuvent être produits par liaison des deux inter-

faces au moyen de deux explosions séparées, mais les deux interfaces sont plus habituellement liées en une seule opération, à l'aide d'une seule charge explosive qui, en détonant, entraîne les couches contenant de l'aluminium vers l'acier. Dans ce procédé de liaison

préféré à une seule étape, la couche intercalaire d'alu-

minium pur est initialement placée parallèlement à une

plaque de base en acier, à la distance recommandée d'écar-

tement de 30 à 60 mm, et la couche d'alliage d'aluminium est placée parallèlement à la couche intercalaire ou intermédiaire, de nouveau à un intervalle d'écartement important, mais plus petit, de 3 à 6 mm. La base en acier est posée sur le sol ou sur une enclume d'acier

et une couche d'explosif, ayant une vitesse de détona-

tion de 2500 à 3400 m/s, est placée sur la surface exté-

rieure de la couche d'alliage d'aluminium, à raison d'une charge d'environ 5 à 10 g/cm2. Sous l'effet de

la détonation de l'explosif, la couche d'alliage d'alumi-

nium est déformée progressivement contre la couche inter-

médiaire d'aluminium pur, formant un premier front de

collision qui parcourt la surface de la couche inter-

médiaire, à la vitesse de détonation de l'explosif.

Une première liaison est ainsi formée entre l'alliage d'aluminium et la couche intermédiaire. Etant donné que cette dernière n'est pratiquement pas soutenue, à une distance de 30 à 60 mm au-dessus de la plaque d'acier, elle est également déformée progressivement pour produire un autre front de collision avec l'acier, de sorte que cette couche intermédiaire se lie à la couche d'acier. Cependant, bien que les trois couches soient liées par une seule explosion, il existe, en fait, deux opérations successives de liaison séparées

par un intervalle de temps de quelques microsecondes.

Etant donné que les deux liaisons sont produites séquen-

tiellement et séparément, les paramètres de liaison pour l'obtention de la première liaison entre l'alliage d'aluminium et la couche intermédiaire d'aluminium pur imposent des contraintes dimensionnelles concernant l'épaisseur de ces deux éléments. Pour réaliser une liaison, il faut une pression de collision interfaciale qui dépasse d'une valeur importante la limite élastique

des éléments. Cette pression de collision est principale-

ment une fonction de la force vive de la couche entraînée.

En tant que telles, la masse et la vitesse de la couche

d'alliage d'aluminium sont les facteurs importants.

Un second facteur déterminant la pression de collision

est l'inertie de la couche intermédiaire statique, la-

quelle inertie dépend de la masse de la couche intermé-

diaire et de son milieu de support. Etant donné que la couche intermédiaire est sans support à une distance de quelque 30-60 mm audessus de la surface de la couche

d'acier, la masse et donc l'épaisseur de la couche inter-

médiaire doivent être importantes par rapport à la couche

d'alliage d'aluminium pour assurer une pression de colli-

sion suffisante pour la liaison. En pratique, la couche intermédiaire est d'une épaisseur égale sensiblement au double de celle de la couche extérieure en alliage d'aluminium. Cette nécessité d'une couche intermédiaire relativement épaisse en comparaison avec celle de la couche externe d'alliage d'aluminium signifie (a) que les joints de transition ont une résistance inférieure à la valeur optimale en raison de l'épaisseur forte et disportionnée de la couche intermédiaire d'aluminium plus faible, et (b) qu'il existe une quantité minimale de couche d'alliage plus résistante disponible pour le soudage par fusion, ce qui peut conduire à des difficultés lors des opérations suivantes de fabrication dans lesquelles un écoulement d'aluminium pur, en fusion, dans un joint

en fusion peut nuire à l'intégrité du joint.

Un objet de l'invention est de proposer

un procédé perfectionné à une seule étape pour la fabri-

cation de plaques métalliques composites à liaison métal-

lurgique, procédé par lequel une couche de base en métal,

une couche extérieure en métal d'une composition diffé-

rente de celle de la couche de base et une couche inter-

médiaire en métal ayant une composition différente de celles des couches de base et extérieure, peuvent être liées de façon satisfaisante pour former des joints

de transition de structure plus résistants.

Il est apparu qu'une telle plaque composite pouvait être avantageusement produite avec une couche

intermédiaire métallique très mince et une couche exté-

rieure relativement épaisse si la couche intermédiaire mince est initialement placée à une très faible distance d'écartement de la couche de base, la couche extérieure

étant ensuite placée à une distance d'écartement appro-

priée, plus grande, de la couche intermédiaire, telle que demandée pour obtenir l'angle d'impact exigé pour la liaison. Il peut être nécessaire de placer la couche de base sur une enclume ou un support pouvant être le sol, afin de s'assurer que la masse combinée de la couche de base et de l'enclume est suffisante pour fournir l'inertie nécessaire à la liaison. De même que dans le procédé de l'art antérieur, la couche d'explosif

est placée sur la surface extérieure de la couche exté-

rieure et, lors de la détonation de l'explosif, la couche extérieure est déformée pour entrer progressivement en collision avec la couche intermédiaire. Etant donné les proportions respectives de la couche extérieure et de la couche intermédiaire, la force vive de la couche extérieure est proportionnellement importante et la faible masse de la mince couche intermédiaire oppose une faible inertie, avec une faible résistance, à la progression de la couche extérieure. En conséquence, la pression de collision est insuffisante pour souder

les deux couches lors de leur impact initial.

Sous l'effet de l'impact de la couche exté-

rieure, la couche intermédiaire est déformée progressi-

vement pour former un angle qui coúncide avec celui de la couche extérieure déformée. En raison du faible intervalle interfacial entre la couche intermédiaire et la couche de base, un second front de collision entre

la couche intermédiaire et la couche de base est à pré-

sent généré, presque immédiatement à la suite de la première collision entre la couche extérieure et la couche intermédiaire. Ainsi, les deux fronts de collision progressent sur l'étendue des couches, pratiquement simultanément, le premier front de collision recouvrant presque le second front de collision. En raison de la masse importante et de l'inertie élevée de la couche

de base, il est à présent généré une pression de colli-

sion importante aux deux fronts de collision, produisant une soudure simultanée aux deux interfaces. Ceci a pour résultat notable d'établir la même longueur d'onde aux deux interfaces, les ondes étant synchrones, tandis que dans le procédé antérieur, les ondes n'étaient pas synchrones, la longueur d'onde de l'interface couche de base/couche intermédiaire étant plus grande que celle

de l'interface couche intermédiaire/couche extérieure.

Il apparaît que dans le procédé de l'inven-

tion, il est avantageux de minimiser l'épaisseur de la couche intermédiaire pour réduire sa masse et son inertie. Le soudage de la couche intermédiaire et de la couche extérieure est ainsi empêché activement lors de l'impact initial, et la résistance et la réduction de vitesse de la couche d'aluminium extérieure, à la suite de cet impact initial, sont minimales. Ceci diffère radicalement de la pratique antérieure qui imposait

de donner à la couche intermédiaire une plus forte épais-

seur pour qu'elle présente la masse et l'inertie néces-

saires à l'obtention d'une pression de collision suffi-

sante pour générer une soudure immédiate à l'impact

entre la couche extérieure et la couche intermédiaire.

Par conséquent, les différences essentielles entre le procédé de l'invention et le procédé antérieur est que, dans le procédé antérieur, deux soudures étaient formées indépendamment et successivement au moyen d'une couche extérieure qui était en général sensiblement plus mince que la couche intermédiaire, alors que dans le procédé perfectionné de l'invention, les deux soudures sont formées simultanément au moyen d'une couche intermédiaire

mince et d'une couche extérieure beaucoup plus épaisse.

Le procédé de l'invention donne une liaison plus résis-

tante et des joints de transition plus résistants.

Un autre avantage pratique important du procédé de l'invention est qu'il réduit l'incidence d'une liaison inférieure due à des ondulations de surface,

ou à un "défaut de planéité" des couches métalliques.

Dans le procédé antérieur, un tel "défaut de planéité" est particulièrement grave à l'interface entre la couche intermédiaire et la couche extérieure o, en raison de l'intervalle relativement faible, les variations de cet intervalle peuvent constituer une proportion importante de la valeur nominale dudit intervalle. En conséquence, dans la situation dynamique, le front de

collision n'est plus uniforme, mais il est retardé au-

dessous de la zone o l'écartement est plus grand, en

raison de l'intervalle de temps plus long mis pour par-

courir la plus grande distance avant l'impact. Si cet intervalle de temps devient trop long, il apparaît une

situation dans laquelle le frontde collision peut attein-

dre, de chaque c6té, une zone de plus faible écartement,

à une. certaine distance en avant de la zone o l'écarte-

ment est le plus grand, laquelle zone peut apparaître

encerclée et retenir au-dessous d'elle une bulle d'air.

D'autres facteurs, par exemple un dispositif d'écarte-

ment plus rigide en matière de support utilisée initiale-

ment pour établir l'intervalle d'écartement, peuvent également aggraver le problème si uni tel dispositif se trouve à l'intérieur de la zone o l'écartement est plus important. Lorsque cette retenue d'une bulle d'air se produit, la compression adiabatique croît, élevant la température de l'air emprisonné à un point tel que le métal l'entourant fond et que l'air peut s'échapper à travers le métal fondu de la couche extérieure. Ceci se produit souvent lorsque la couche extérieure est une mince couche d'alliage d'aluminium et est généralement appelé "soufflure". Dans le procédé perfectionné de l'invention,

étant donné que l'écartement entre la couche intermé-

diaire et la couche extérieure est plus grand et que la couche extérieure est sensiblement plus épaisse et plus rigide, les variations des défauts de planéité sont par conséquent beaucoup moins fréquentes, peuvent

être plus aisément limitées et risquent moins de provo-

quer une retenue d'air. Même dans- le cas d'une retenue d'air, la température de l'air risque peu de s'élever à un point tel que la couche extérieure fonde sur toute

son épaisseur pour permettre l'apparition d'une "souf-

flure". Le défaut normal de planéité de la couche inter-

médiaire plus mince n'est pas important dans le procédé perfectionné, car le contour de la surface de la couche intermédiaire est obligé d'épouser celui de la couche extérieure plus épaisse. Il suffit donc de maintenir la planéité entre des limites prédéterminées, ce qui assure le maintien des intervalles d'écartement entre

des limites prédéterminées. Le front de collision à l'in-

terface couche de base/couche intermédiaire est par conséquent aussi uniforme que celui se produisant à l'autre interface. Conformément à l'invention, dans

un procédé de liaison métallurgique d'une plaque métal-

lique stratifiée composite comprenant une couche de base en métal, une couche extérieure en métal et une couche intermédiaire en métal, lesdites couches ayant des compositions différentes et les couches extérieure et intermédiaire ayant un allongement d'au moins

%, procédé dans lequel lesdites couches sont initiale-

ment disposées à peu près parallèlement les unes aux autres et sont séparées les unes des autres, la couche de base étant supportée facultativement par une enclume et étant d'une masse telle que la masse combinée de

cette couche de baseet de l'enclume (lorsqu'elle est pré-

sente) est d'au moins 4 fois la masse combinée de la couche extérieure et de la couche intermédiaire, et une couche d'explosif détonant ayant une vitesse de détonation de l'ordre de 1500 à 3500 m/s est disposée à proximité immédiate de la surface extérieure de la couche extérieure et détone afin de former des fronts de collision progressifs entre lesdites couches, lesquels fronts se déplacent à la vitesse de la détonation, la couche intermédiaire présente une épaisseur de 0,25

à 4 mm et est initialement disposée à une distance d'écar-

tement de la couche de base ne dépassant pas 6 mm et

ne dépassant pas 8 fois l'épaisseur de la couche inter-

médiaire, et la couche extérieure présente une masse

égale au moins au double de la masse de la couche inter-

médiaire et est initialement séparée de la couche inter-

médiaire par une distance d'écartement qui est de 0,5 à 10 fois l'épaisseur de la couche extérieure et qui est d'au moins 3 fois la distance d'écartement entre la couche de base et la couche intermédiaire. Les

métaux des couches métalliques peuvent comprendre commo-

dément de l'aluminium et des alliages d'aluminium, de

l'acier, du titane et/ou de l'argent.

L'invention est particulièrement utile à la préparation de plaques composites destinées aux joints de transition mentionnés précédemment, comprenant une couche de base en acier au carbone ou en acier faiblement allié, contenant moins de 5 % d'éléments d'alliage, en poids, une couche extérieure en alliage d'aluminium et une couche intermédiaire d'aluminium. Dans la liaison d'une telle plaque composite conformément à l'invention, la couche de base est avantageusement une couche d'acier, la couche intermédiaire est une couche d'aluminium ou d'alliage d'aluminium ayant une limite élastique ne dépassant pas 119 MPa, la couche extérieure est une couche d'alliage d'aluminium ayant une limite élastique dépassant 119 MPa et l'explosif présente une vitesse de détonation de l'ordre de 2500 à 3400 m/s, la couche intermédiaire ayant une épaisseur de 0,5 à 3,5 mm et étant initialement disposée à une distance d'écartement de la couche de base de l'ordre de 1,5 à 3,5 mm, et la couche extérieure étant initialement séparée de la couche intermédiaire par une distance d'écartement qui

est de 1 à 6 fois l'épaisseur de la couche extérieure.

La couche extérieure présente avantageusement une épais-

seur de 7 à 20 mm et elle est placée à une distance

d'écartement de 20 à 50 mm de la couche intermédiaire.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels:

la figure 1 est une coupe transversale sché-

matique d'un assemblage de couches métalliques et d'une couche d'explosif avant l'exécution d'une opération de liaison par explosion selon l'invention;

la figure 2 est une coupe transversale sché-

matique à échelle agrandie d'une partie de l'assemblage !0 de la fgguure Lpendant l'explosion;

la figure 3 est une coupe transversale sché-

matique d'un assemblage de couches métalliques et d'une couche d'explosif avant une opération de liaison par explosion telle que pratiquée précédemment; et

la figure 4 est une coupe transversale sché-

matique à échelle agrandie -d'une partie de l'assemblage

de la figure 3 pendant l'explosion.

Les mêmes références numériques sont utili-

sées pour désigner les mêmes éléments sur les différentes

figures.

Comme montré sur les figures 1 et 2, dans le procédé de l'invention, une plaque de base 11 en acier est posée sur une plaque d'enclume ou de support

rigide (non représentée) et une mince couche intermé-

diaire 12 en aluminium pur est supportée par de petits éléments d'entretoisement (non représentés) au-dessus de la plaque d'acier 11 et parallèlement à celle-ci, un intervalle d'écartement faible et uniforme 13 étant établi entre la couche intermédiaire 12 et la plaque

11. Une plaque 14 en alliage d'aluminium, qui est beau-

coup plus épaisse que la couche intermédiaire 12, est supportée au-dessus de et parallèlement à la couche intermédiaire 12 par des éléments d'entretoisement (non représentés) afin qu'un intervalle d'écartement uniforme 15 soit établi entre la couche intermédiaire 12 et la plaque 14, l'intervalle 15 étant beaucoup plus grand que l'intervalle 13. Une couche d'explosif 16, ayant une vitesse de détonation de l'ordre de 2500 à 3400 m/s, est placée sur la surface supérieure de la plaque 14 en alliage d'aluminium. Lorsque l'on fait détoner l'explosif 16, la plaque 14 est déformée pour entrer en collision progressivement avec la couche intermédiaire 12, sous un angle A de collision (figure 2). Etant donné que la couche intermédiaire 12 oppose peu de résistance au mouvement de la plaque déformée 14, la pression de collision lors de l'impact initial n'est que faible et aucune liaison ne se produit dans la zone de collision

B (figure 2).

Après l'impact par la plaque d'alliage 14, la couche intermédiaire 12 est déformée progressivement pour entrer progressivement en collision avec la plaque d'acier 11 sous un angle C qui est essentiellement de la même valeur que l'angle A, le front progressif de

collision étant presque coincident avec le front progres-

sif de collision entre la plaque d'alliage 14 et la couche intermédiaire 12. La plaque d'acier 10 oppose une grande résistance au mouvement de la plaque 14 et de la couche intermédiaire 12 et la haute pression de collision, à présent générée dans les zones B et D de collision, produit des liaisons ondulées résistantes

E et F de même longueur d'onde, simultanément à l'inter-

face couche intermédiaire 12/plaque 14 et à l'interface couche intermédiaire 12/plaque 11.o Etant donné la grande différence entre les limites élastiques de l'aluminium et de l'acier, la liaison ondulée F possède une amplitude inférieure à celle de la liaison ondulée E. Dans le procédé précédent de formation d'un composite lié, montré sur les figures 3 et 4, une plaque d'acier 11, une couche intermédiaire 12 en aluminium pur, une plaque 14 en alliage d'aluminium et une couche 16 d'explosif sont assemblées d'une manière similaire à celle utilisée pour l'assemblage montré sur la figure 1, sauf que l'intervalle 13 d'écartement entre la plaque d'acier 11 et la couche intermédiaire 12 est beaucoup plus grand que l'intervalle 15 entre la couche inter- médiaire 12 et l'alliage 14 d'aluminium et que la couche intermédiaire 12 est sensiblement plus épaisse que la

plaque 14 d'alliage d'aluminium. Lorsque l'on fait déto-

ner l'explosif 16, la plaque 14 d'alliage est déformée pour entrer progressivement en collision avec la couche intermédiaire 12 sous un angle A de collision mais, dans ce cas, la couche intermédiaire possède une masse et une inertie suffisantes pour générer une pression de collision suffisante pour qu'un soudage se produise et qu'une liaison ondulée E soit formée immédiatement dans la zone de collision B. Le composite lié constitué par la plaque 14 et la couche intermédiaire 12 est en outre propulsé vers la plaque d'acier 11 et est déformé pour entrer en collision avec la plaque 11 sous un angle C de collision qui est à présent inférieur à la valeur de l'angle A. Ce second front de collision suit à une distance notable, en arrière, le front de collision entre la plaque 14 et la couche intermédiaire 12 et forme une liaison ondulée F dans la zone de collision D entre la couche intermédiaire 12 et la plaque d'acier 11. Etant donné que l'angle C de collision est plus

petit, la liaison F possède une longueur d'onde supé-

rieure à celle de la liaison E. La mise en pratique de l'invention sera

à présent illustrée par les exemples suivants dans les-

quels toutes les parties et tous les pourcentages sont

donnés en poids.

Exemple 1

Dans cet exemple, on a réalisé une plaque

feuilletée composite pour joints de transition en utili-

sant les matériaux suivants qui ont été initialement

assemblés comme montré sur la figure 1.

1 Plaque d'acier au carbone (10) ayant pour dimension 855 mm x 550 mm x 12,15 mm, conformément à la norme BS 1501-224-

440A, et polie à un fini de surface meil-

leur que 30 à 48 micromètres.

2 Couche intermédiaire (12) en aluminium commercialement pur, ayant pour dimensions 1000 mm x 600 mm x 1,65 mm, conformément

à la norme BS 1470, qualité 1200.

3 Plaque (14) d'alliage d'aluminium ayant pour dimensionslOOO mm x 600 mm x 8,25 mm conformément à la norme BS 1470, qualité

5083.

4 Couche d'explosif (16) constituée de 8,8 g/cm2 d'une composition comprenant parties de nitrate d'ammonium,

parties de trinitrotoluène et 40 par-

ties de chlorure de sodium, ayant une vitesse de détonation de 2750 m/s, chargée

sur la plaque d'alliage 14.

L'intervalle 13 entre l'acier et la couche intermédiaire était de 3 mm et l'intervalle 15 entre

la couche intermédiaire et la plaque d'alliage d'alumi-

nium était de 25 mm, l'espacement étant obtenu par des éléments d'entretoisement de 25 x 10 mm de section, en mousse de polystyrène, placés à 250 mm d'intervalles,

en carré.

Après que l'on a fait détoner l'explosif, une coupe réalisée à travers le composite résultant, dans la direction de l'onde de détonation, a montré

que les trois couches métalliques étaient liées métal-

lurgiquement aux deux interfaces, par des liaisons ondu-

lées dans lesquelles les ondes étaient synchrones aux deux interfaces, la longueur d'onde était d'environ

3 mm. Comme prévu d'après les limites élastiques respec-

tives des matériaux, l'amplitude des ondes à l'inter-

face alliage/couche intermédiaire était sensiblement plus grande que celle à l'interface acier/couche inter- médiaire. Un essai normalisé effectué au moyen d'un

ciseau enfoncé dans un trait de scie à chaque inter-

face n'a provoqué aucune séparation des couches métal-

liques, montrant que les liaisons étaient plus résistan-

tes que le plus faible des deux matériaux constituant

chacune d'elles.

On a découpé une section dans un composite

lié de façon similaire, produit par le procédé de liai-

son par explosion utilisé jusqu'à présent, les matériaux

utilisés étant les mêmes que ceux décrits pour cet exem-

ple, sauf que la couche intermédiaire 12 d'aluminium pur avait une épaisseur de 8,25 mm, que la plaque 14 d'alliage d'aluminium avait une épaisseur de 5,0 mm, que l'intervalle 13 était de 15 mm et que l'intervalle

15 était de 5 mm. Les liaisons ondulées aux deux inter-

faces n'étaient pas synchrones, la liaison à l'interface alliage/couche intermédiaire ayant une longueur d'onde

de 3 mm et celle à l'interface acier/couche intermé-

diaire ayant une longueur d'onde de 5 mm.

Des joints de transition découpés dans les composites liés préparés dans l'exemple de l'invention étaient plus résistants que les joints correspondants réalisés par le procédé industriel précédent, en raison de l'épaisseur réduite de la couche intermédiaire plus

faible, constituée d'aluminium pur, bien que les résis-

tances des liaisons fussent essentiellement les mêmes

dans des joints fabriqués par les deux procédés.

Exemple 2

On a produit le composite métallique lié tel que décrit dans l'exemple 1, sauf que les dimensions et l'écartement des matériaux étaient comme suit:

1) la plaque d'acier (11) avait pour dimen-

sions850 mm x 550 mm x 19 mm; 2) la couche intermédiaire (12) en aluminium avait pour dimensions 1000 mm x 600 mm x 2 mm; 3) la plaque d'alliage d'aluminium (14) avait pour dimensions 1000 mm x 600 mm x 15 mm; 4) l'intervalle (13) était de 3 mm; ) l'intervalle (15) était de 36 mm; et 6) l'explosif ne contenait que 35 parties de chlorure de sodium et avait une vitesse de détonation

de 2860 m/s, et sa charge était de 12,5 g/cm2.

De même que dans l'exemple 1, le composite lié produit à la suite d'une détonation de l'explosif présentait des liaisons ondulées synchrones de même longueur d'onde aux deux interfaces métalliques. Le composite a donné des joints de transition très résis-

tants. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de liaison métallurgique d'une plaque métallique feuilletée composite comprenant une couche de base (11) en métal, une couche extérieure (14) en métal et une couche intermédiaire (12) en métal, les di te s couches étant de compositions différentes et les couches extérieure et intermédiaire ayant un

allongement d'au moins 15 %, procédé dans lequel les-

dites couches sont disposées initialement à peu près parallèlement les unes aux autres et séparées les unes des autres, la couche de base étant facultativement supportée par une enclume et étant d'une masse telle

que la masse combinée de la couche de base et de l'en-

clume, lorsqu'elle est présente, est égale à au moins 4 fois la masse combinée de la couche extérieure et

de la couche intermédiaire, une couche d'explosif déto-

nant (16), ayant une vitesse de détonation de l'ordre de 1500 à 3500 m/s, étant disposée à proximité immédiate de la surface extérieure de la couche extérieure et étant amenée à détoner afin de former des fronts de collision progressifs entre lesdites couches, lesquels fronts se déplacent à la vitesse de la détonation, le

procédé étant caractérisé en ce que la couche intermé-

diaire présente une épaisseur de 0,25 à 4 mm et est initialement disposée à une distance d'écartement (13)

de la couche de base ne dépassant pas 6 mm et ne dépas-

sant pas 8 fois l'épaisseur de la couche intermédiaire (12), et en ce que la couche extérieure (14) présente une masse égale au moins au double de la masse de la couche intermédiaire (12) et est initialement séparée

de ladite couche intermédiaire par une distance d'écarte-

ment (15) qui est de 0,5 à 10 fois l'épaisseur de la

couche extérieure et qui est d'au moins 3 fois la dis-

tance d'écartement (13) entre la couche de base (11)

et la couche intermédiaire (12).

2. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la couche intermédiaire (12) a une

épaisseur de 1,5 à 3,0 mm.

3. Procédé selon l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que la distance d'écartement

(13) entre la couche de base (11) et la couche intermé-

diaire (12) est de l'ordre de 1,5 à 3,5 mm.

4. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche exté-

rieure (14) est égale à au moins 4 fois l'épaisseur

de la couche intermédiaire (12).

5. Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 5, caractérisé en ce que les couches métal-

liques (11, 12, 14) comprennent de l'aluminium, de l'alliage d'aluminium, de l'acier, du titane et/ou de l'argent.

6. Procédé selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la couche de base (11) est une couche d'acier au carbone ou d'acier faiblement allié contenant moins de 5 % d'élément d'alliage, en poids, la couche

intermédiaire (12) est une couche d'aluminium ou d'al-

liage d'aluminium ayant une limite élastique ne dépassant pas 119 MPa, la couche extérieure (14) est une couche

d' alliage d'aluminium ayant une limite élas-

tique dépassant 119 MPa et l'explosif présente une vites-

se de détonation de l'ordre de 2500 à 3400 m/s, la couche intermédiaire (12) ayant une épaisseur de 0,5 à 3,5 mm et étant initialement disposée à une distance d'écartement (13) de la couche de base de l'ordre de

1,5 à 3,5 mm, et la couche extérieure (14) étant initia-

lement séparée de la couche intermédiaire (12) par une

distance d'écartement (15) qui est de 1 à 6 fois l'épais-

seur de la couche extérieure (14).

7. Procédé selon la revendication 6, carac-

térisé en ce que l'épaisseur de la couche extérieure

(14) en alliage d'aluminium est de 7 à 20 mm.

8. Procédé selon l'une des revendications

6 et 7, caractérisé en ce que la distance d'écartement

(15) entre la couche intermédiaire et la couche exté-

rieure d'alliage d'aluminium est de l'ordre de 20 à mm.

9. Plaque métallique feuilletée composite liée métallurgiquement, caractérisée en ce qu'elle est préparée conformément au procédé selon l'une quelconque

des revendications 1 à 8.

10. Plaque métallique composite liée par explosif, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de base (11) en métal, une couche extérieure (14) en métal et une couche intermédiaire (12) en métal, les trois couches ayant des compositions différentes, la couche extérieure ayant une masse égale au moins au double de celle de la couche intermédiaire et les couches étant liées métallurgiquement à leurs interfaces par des liaisons ondulées (E, F) qui sont synchrones et de

même longueur d'onde aux deux interfaces.