FR2677281A1 - Method of manufacturing an article by superplastic forming and diffusion welding, and device for the implementation of this method - Google Patents

Method of manufacturing an article by superplastic forming and diffusion welding, and device for the implementation of this method Download PDF

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Abstract

A stack (48) of titanium plates (50, 52, 51) is placed on an attachment table (28) in a vacuum chamber (10). One of the touching surfaces of each touching-surface pair has an application of a masking material, according to a desired design (pattern), in order to prevent diffusion welding. A pump (16) evacuates the vacuum chamber (10) and heating devices (22) heat the stack (48) in order to evaporate the volatile binder of the mask. When all the binder has been removed, the attachment table (28) is moved with respect to an electron beam from a gun (20) in order to weld the edges of the plates (50, 52, 51) together so as to form a sealed assembly. The volatile binder is removed rapidly and oxidation of the titanium is prevented during the elimination of the binder by baking (firing). The sealed assembly is then heated and subjected to external pressure in order to weld the plates together by diffusion. The structure, rendered integral, is then heated and subjected to an internal pressure in order to form, in a superplastic manner, one of the plates so as to produce an article of a predetermined shape.

Description

La présente invention concerne un ptucédé de fabrication d'un article par founage superplastique et soudage par diffusion. The present invention relates to a ptucédé for manufacturing an article by superplastic forming and diffusion welding.

Il est connu de fabriquer des articles métalliques par fermage superplastique et sondage par diffusion de pièces métalliques. Ces pièces métalliques peuvent être constituées d'un seul élément métallique, d'alliages métalliques et de composites à matrice métallique. Au moins une des pièces métalliques doit pouvoir se déformet en élongation de façon superplastique. It is known to manufacture metal articles by superplastic sealing and diffusion probing of metal parts. These metal parts may consist of a single metal element, metal alloys and metal matrix composites. At least one of the metal parts must be deformable in elongation superplastically.

Les surfaces des deux pièces qui doivent être jointes sont nettoyées. et au moins une surface d'une ou plasicurs des pièces est revêture, dans des zones présélectionnées par un matériau qui évite le soudage par diffusion. Les pièces sont disposées selon un empilage, et les bords des pièces sont sondés ensemble, sauf à un endroit où un premier tuyau est soudé aux pièces de façon à former un ensemble. L'ensemble est placé dans un autoclave, et chauffé de façon à éliminer par cuisson le liant du matériau utilisé pour éviter le soudage par diffusion. L'ensemble est ensuite vidé puar l'intermédiaire du tuyau, et le tuyau est scellé.L'ensemble scellé est placé dans une cuve de pression, et il est chauffé et mis sous pression pour souder ensemble les pièces, de façon à fonner une structure solidarisée. Le soudage par diffusion se produit lorsque deux @ surfaces jointives sont pressées ensemble dans des conditions < le température, de durée et Cle pression qui permettent un échange atomique mutuel au travers de l'interface. Le premier tuyau est enlevé et un second tuyau est fixé à l'ensemble soudé par < lifflision. à la place de l'ensemble de premier tuyau. La structure solidarisée est disposée entre des matrices formées de façon appropriée et elle est placée dans un auteclave.La stucture solidarisée et les matrices sont chauffées, et un fluide sous pression est envoyé à l'intérieur de la structure solidarisée, par l'intermédiaire du second tuyau, de façon à entraîner le formage superplastique d'au moins une des pièces, pour produite un auticle contespondant à la forme des matrices. The surfaces of the two pieces to be joined are cleaned. and at least one surface of one or more plasicurs of the parts is coated in preselected areas with a material which avoids diffusion bonding. The pieces are arranged in a stack, and the edges of the pieces are probed together, except where a first pipe is welded to the pieces to form an assembly. The assembly is placed in an autoclave, and heated to remove by baking the binder of the material used to avoid diffusion welding. The assembly is then emptied through the pipe, and the pipe is sealed.The sealed assembly is placed in a pressure vessel, and it is heated and pressurized to weld together the pieces, so as to form a solidarized structure. Diffusion welding occurs when two contiguous surfaces are pressed together under temperature, time and pressure conditions which allow mutual atomic exchange across the interface. The first pipe is removed and a second pipe is attached to the welded assembly. in place of the first hose assembly. The solidarized structure is disposed between suitably formed dies and is placed in an auteclave. The integral structure and the dies are heated, and a pressurized fluid is fed to the interior of the secured structure, via the second pipe, so as to cause the superplastic forming of at least one of the parts, to produce an article contespondant the shape of the dies.

Dans le procédé connu, le soudage du tuyau sur les pièces. pour enlever ensuite le liant vaporisé et pour vider l'ensemble, est consommateur rlp temps. L'utilisation do tuyau pour enlever le liant vaporisé de l'ensemble est aussi consommateur de temps. En outre, l'ensemble peut contenir de l'air Lorsqu'il est chauffé pour vapotiser le liant et ceci peut entraîner l'oxydation des surfaces des pièces qlli doivent ensuite être soudées par diffusion. In the known method, the welding of the pipe on the parts. then to remove the vaporized binder and to empty the assembly, is consuming time. The use of the hose to remove the vaporized binder from the assembly is also time consuming. In addition, the assembly may contain air when heated to vapotize the binder and this may result in oxidation of the surfaces of the parts which must then be diffusion bonded.

La présente invention a pour but de réaliser un procédé nouveau de fabritcation d'un article par formage superplastique et par sondage par diffusion, rlui ne comporte pas les inconvénients susmentionnés.  It is an object of the present invention to provide a novel method of manufacturing an article by superplastic forming and diffusion probing, which does not have the aforementioned disadvantages.

Ainsi, la présente invention réalise un procédé de fabrication d'un article par formage superplastique et soiidage par diffusion d'au menins deux pièces métalliques, comprenant les étapes de
a) appliquer un matériau de masque pour éviter le soudage par diffusion dans des
zones présélectionnées d'au moins une des surfaces d'au moins une des au
moins deux pièces métalliques,
b) assembler les au moins deux pièces de fliçon à former un empilage (les pièces
l'une sur l'autre, de façon que leurs surfaces soient en contact jointif,
c) placer l'empilage dans une chambre à vide,
d) faire le- vide dans la chambre à vide,
e) chauffer l'empilage pendant qu'il est à l'intérieur < le la chambre à vide, polir
faire évaporer un liant volatil du matériau de masflller toile en faisant le vide tlp
façon continue dans la chambre à vide, de façon à éliminer le liant volatil
d'entre les deux pièces et de la chambre à vide,
f) souder les bords des au moitis deux pièces pendant vue l'empilage est à
l'intérieur de al chambre à vide, pour réaliser un ensemble scellé,
g) appliquer de la chaleur et de la pression dans l'épaisseur des au moins deux
pièces, pour souder ensemble par diffusion les aii moins denxs pièces. dans
des zoues autres que les zones présélectionées, de façon à former une structure
solidarisée,
h) chauffer la structure solidarisée, et pressuriser de façon interne la structure
solidarisée, de sorte que les zones présélectionées d'au moins une des pièces
soient formées de façon superplastique, afin de produire un article de forme
prédéterminée.
Thus, the present invention provides a method of manufacturing an article by superplastic forming and diffusion shaping of two metal parts, comprising the steps of
a) apply a mask material to avoid diffusion bonding in
preselected areas of at least one of the surfaces of at least one of the
minus two metal parts,
b) assemble the at least two pieces of bunion to form a stack (the pieces
one on the other, so that their surfaces are in contact with each other,
c) placing the stack in a vacuum chamber,
d) empty the vacuum chamber,
e) heat the stack while it is inside <the vacuum chamber, polish
evaporate a volatile binder from the canvas masflller material by vacuuming tlp
continuous way in the vacuum chamber, so as to eliminate the volatile binder
between the two rooms and the vacuum chamber,
f) weld the edges of the two-piece halves while stacking is at
the inside of the vacuum chamber, to make a sealed assembly,
g) apply heat and pressure in the thickness of at least two
parts, to weld together by diffusion the aii least denxs parts. in
zoues other than the preselected zones, so as to form a structure
secured,
h) heat the solidarized structure, and pressurize the structure internally
secured, so that the preselected areas of at least one of the parts
are superplastically formed to produce a form article
predetermined.

L'empilage est de préférence chauffé à une température comprise entre 250 C et 350 C, pour faire évaporer le liant volatil du matériau de masque. The stack is preferably heated to a temperature between 250 ° C and 350 ° C to evaporate the volatile binder from the mask material.

Les bords des au moins deux pièces sont de préférence soudés en utilisant un rayon électronique. The edges of the at least two pieces are preferably welded using an electron beam.

Lorsque les pièces sont réalisées en alliage de titane. les pièces soîit chauffées à une température supérieure ou égale à 850 C, et la pression appli < îuée est supérieure ou égale à 20,26 bar (294 psi) pour souder ensuite par difflîsioii les pièces, tle fliçon à former une structure solidarisée. When the pieces are made of titanium alloy. the parts are heated to a temperature of 850 C or higher, and the applied pressure is greater than or equal to 20,26 bar (294 psi) to subsequently weld the parts by diffusion and the structure to form a bonded structure.

De préférence, les pièces sont formés à une température comprise entre 900 C et 950 C, et la pression appliquée est comprise entre 20.26 bar (294 psi) et 30,39 bar (441 psi).  Preferably, the pieces are formed at a temperature between 900 ° C and 950 ° C, and the applied pressure is between 20.26 bar (294 psi) and 30.39 bar (441 psi).

La structure solidarisée est chauffée à uen température sapérieure on égale à 850 C, pour la forrtler de façon superplastique. The solidarized structure is heated to a temperature equal to 850 ° C, to form it superplastically.

De préférence, la structure solidarisée est chauffée à uen température comprise entre 900 et 950 C. Preferably, the solidarized structure is heated to a temperature between 900 and 950 C.

La présente invention réalise aussi une chambre à vide destinée à être utilisée dans le traitement d'au moins deux pièces métalliques, pour leur sondage par diffasion et leur formage superplastique comprenant des moyens de pompe disposés de façon à vider la chambre à vide, des moyeus de soudage par rayon énergétique, des moyens prévus pour entraîner un mouvement relatif entre le rayon de soudage des moyens de soudage par rayon d'énergie et un empilage de pièces placé dans la chambre à vide, pour permettre aux bords des au moins deux pièces métalliques d'être soudés ensemble, De préférence. The present invention also provides a vacuum chamber for use in the treatment of at least two metal parts, for their extrusion probing and superplastic forming comprising pump means arranged to empty the vacuum chamber, hubs energy beam welding means means for causing a relative movement between the welding radius of the energy beam welding means and a stack of parts placed in the vacuum chamber, to allow the edges of the at least two metal parts to be welded together, preferably.

la chambre à vide comporte une cuve de pression conçue pour supporter des pressions internes allant du vide jusqu'au 20,26 bar 1294 psi). the vacuum chamber has a pressure vessel designed to withstand internal pressures ranging from vacuum to 20.26 bar (1294 psi).

De préférence, la cuve de pression est conçue pour supporter des pressious internes allant jusqu'à 30,39 bar (441 psi). Preferably, the pressure vessel is designed to withstand internal pressures of up to 30.39 bar (441 psi).

De préférence, les moyens pour entraîner lln mouvement relatif entre le rayon de soudage et l'empilage des pièces comprennent une table dr fixation mobil dans deux directions perpendiculaires. et l'empilage de pièces petit être disposé sur la table de fixation. Preferably, the means for driving relative movement between the welding radius and the stack of parts comprises a movable attachment table in two perpendicular directions. and the stack of pieces can be arranged on the attachment table.

De préférence, les moyens de soudage par rayon d'énetgie comprement un canon à rayon électronique. Preferably, the energy beam welding means comprises an electron beam gun.

De préférence, la chambre à vide comprend une première partie dans laquelle sont situés la table de fixation et les moyens de chauffage, et une deuxième partie dans laquelle est situé le canon à rayon électrnniqtie.  Preferably, the vacuum chamber comprises a first part in which are located the fixing table and the heating means, and a second part in which the electromagnetic beam gun is located.

De préférence, des moyens de valve. positionnés entre la pretilière et la deuxième partie, isolent de façon sélective le canon à rayon électronique dil la première partie de la chambre à vide,
Les moyens de soudage par rayon d'énergie peuvent comptendre un canon à rayon laser.
Preferably, valve means. positioned between the pretilière and the second part, selectively isolate the electron beam gun dil the first part of the vacuum chamber,
The energy beam welding means may include a laser beam gun.

De préférence, les libyens de chauffage comprennent plusieurs dispositifs rie chauffage radiant. Preferably, the heating Libyans comprise a plurality of radiant heating devices.

De préférence, plusirurs réflecteurs sont prévus pour réfléchir la chaleur radiante sur les pièces. Preferably, many reflectors are provided to reflect the radiant heat on the parts.

Les moyens de chauffage peuvent comprendre plusieurs dispositifs de chauffage inductifs. The heating means may comprise several inductive heating devices.

Les dispotifs de chauffage inductifs penvent être montés sur la table de fixation.  The inductive heating devices can be mounted on the fixing table.

La présente invention va être décrite plus en détail, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins joints, dans lesquels - la figure I est une vue en coupe d'une chambre ,i à vide destinée à être utilisée
dans le traitement de pièces inétalliques. pour leur fermage superplastique et
leur soudage par diffusion selon la présente invention.
The present invention will be described in more detail, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which - Figure I is a sectional view of a vacuum chamber for use
in the treatment of inetallic parts. for their superplastic and
their diffusion bonding according to the present invention.

- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure I,
- la figure 3 est une vile en coupe d'une variante de chambre à vide, destinée à
être utilisée dans le traitenient de pièces métalliques pour leur formage
superplastique et leur soudage par diffusion. et pour le soudage par diffusion
de pièces métalliques selon la présente invention,
- la figure 4 représente une vue éclatée d'un emp0ilage de pièces qui sont formées
de façon superplastique et soudées par diffusion, pour former un attiele selon
la présente invention
- la figure 5 est une vue en coupe d'rine autre chambre à vide. destinée à être
utilisée dans le traitement de pièces métalliques pour leur formage
superplastique et leur soudage par diffusion, selon la présente invention.
FIG. 2 is a sectional view along line AA of FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a variant of a vacuum chamber intended for
to be used in the treatment of metal parts for their forming
superplastic and their diffusion bonding. and for diffusion welding
of metal parts according to the present invention,
FIG. 4 represents an exploded view of a stack of parts which are formed
superplastically and diffusion bonded to form an attiele according to
the present invention
- Figure 5 is a sectional view of another vacuum chamber rine. intended to be
used in the treatment of metal parts for their forming
superplastic and their diffusion bonding, according to the present invention.

Sur la figure 4, trois plaques d'alliage de titane 50, 51 54 sont assemblées pour former un empilage 48. In FIG. 4, three titanium alloy plates 50, 51, 54 are assembled to form a stack 48.

Avant l'assemblage des plaques 50, 52, 54 pour former un empilage 48. les surfaces jointives 56, 58, 60 et 62 des plaques 50, 52, 51 sont prépatrées pour le soudage par diffusion, par aettoyage chimique. Un matériau de masque est appliqué sur une des surfaces jointives 56 et 58, dans cet exemple la surface jointive 58. Un matériau de masque est aussi appliqué sur une des surfaces jointives 60 et 62. dans "et exemple la surface jointive 62. Le masque peut comprendre de l'yttria en poudre. dans un liant et un solvant. Le masque peut être par exemple le masque comm sous le nom de "Stopyt 62A". Before assembling the plates 50, 52, 54 to form a stack 48. the contiguous surfaces 56, 58, 60 and 62 of the plates 50, 52, 51 are prepatrated for the diffusion bonding, by chemical cleaning. A mask material is applied to one of the contiguous surfaces 56 and 58, in this example the contiguous surface 58. A mask material is also applied to one of the adjoining surfaces 60 and 62 in "and, for example, the adjoining surface 62. The mask The mask may comprise, for example, the mask known under the name of "Stopyt 62A", and may include powdered yttria in a binder and a solvent.

qui est vendu par une société américaine dénommée GIE Setvice Cotporation.which is sold by a US company called GIE Setvice Cotporation.

Le matériau de masque est appliqué selon ls dessins souhaités 64 et 66, représentés sous la forme de zones sombres sur 1:1 figure 4, par le procédé connll d'impression au stencil.Les dessins souhaites 64 et du matériau de masque, évitent le soudage par diffusion entre des zones présélectionnées des plaques 50, 52 et 54. Dans cet exemple, le masque est appliqué selon des lignes droites. tuais il peut être appliqué selon des points ou d'autres dessins adaptés, stîlvant l'article partieulier à fabriquer, I es trois plaques d'alliage de titane 50, 52 et 54, sont ensuite assemblées pour fot mer l'etnpil.ige 48. La plaque 50 comporte tine paire de trous à cheville 68 68 qui sont alignés axialement
avec des trous à cheville correspondant 70 dans la plaque 52 et avec des trous à cheville correspondant 72 dans la plaque 54 pour assurer le positionnement relatif correct des trois plaques 5(), 52 et 54 dans l'empilage 48. I,es plaques 5 .? et 54 Sfllt maintenues dans ce positionnement relatif par une paire dc chevilles (non représeutées), qui sont insérées dans les trous à chevilles alignés 68, 7() et 72.
The mask material is applied in the desired patterns 64 and 66, shown as 1: 1 dark areas in FIG. 4, by the stencil printing method. The desired patterns 64 and mask material avoid diffusion welding between preselected areas of the plates 50, 52 and 54. In this example, the mask is applied in straight lines. it can be applied according to dots or other suitable drawings, including the article partieulier to manufacture, the three plates of titanium alloy 50, 52 and 54, are then assembled to fot mer etnpil.ige 48 The plate 50 has a pair of pin holes 68 68 which are aligned axially.
with corresponding pinholes 70 in the plate 52 and with corresponding pinholes 72 in the plate 54 to ensure the correct relative positioning of the three plates 5 (), 52 and 54 in the stack 48. The plates 5 .? and 54 are maintained in this relative positioning by a pair of pegs (not shown), which are inserted into the aligned dowel holes 68, 7 () and 72.

L'empilage 48 est ensuite placé dans une chambre à vide. qui sera décrite plus en détail ci-dessous. La chambre à vide est vidée, et ensuite l'eiupilage 48 est chauffé à une température comprise entre 250 C et 350 C, pour éliminer par cuisson ou faire évaporer le liant du matériau de masque Durant l'élimination par cuisson du liant. la chambre à vide est continuellement vidée, pour enlever le liant d'entre les plaques et de la chambre à vide. The stack 48 is then placed in a vacuum chamber. which will be described in more detail below. The vacuum chamber is emptied, and then the stirring 48 is heated to a temperature between 250 C and 350 C, to remove by cooking or to evaporate the binder of the mask material During baking removal of the binder. the vacuum chamber is continuously emptied to remove the binder from between the plates and the vacuum chamber.

Après que le liant a été enlevé, ce qui est déterminé soit par le contrôle des niveaux de liant dans le gaz extrait tle la chambre à vide: soit en maintenant la chambre à vide à la température comprise entre 250 C et 350 C pendant une chuée prédéterminée. Les boids de plaque de titane sont soudés ensemble, dans cet exemple par un rayon électronique, pour réaliser un ensemble scellé. On laisse ensuite la pression dans la chambre à vide revenir à la pression atmosphérique.  After the binder has been removed, which is determined either by the control of the binder levels in the extracted gas tle the vacuum chamber: either by maintaining the vacuum chamber at the temperature between 250 C and 350 C during a drip predetermined. The titanium plate boids are welded together, in this example by an electron beam, to make a sealed assembly. The pressure in the vacuum chamber is then allowed to return to atmospheric pressure.

Le chauffage de l'empilage de plaques non soudées dans la chambre à vide, qui est vidée continuellement, permet au liant volatil d'être enlevé de l'empilage par la périphérie complète de l'empilage. le long de tous les bords des plaques. Ceci permet an liant volatil d'être enlevé beaucoup plus rapidement que dans le procédé connu précédemment. Ceci évite aussi de fixer un tuyau sur l'empilage, et done il y aun gain de temps. Lin outre, en chauffant l'empilage non soudé de plaques dans la chambre à vide vidée continuellement. Heating the stack of non-welded plates in the vacuum chamber, which is continuously emptied, allows the volatile binder to be removed from the stack by the entire periphery of the stack. along all the edges of the plates. This allows the volatile binder to be removed much more rapidly than in the previously known process. This also avoids fixing a pipe on the stack, and thus there is a saving of time. Lin additionally, by heating the unfused stack of plates in the vacuum chamber continuously emptied.

il n'y a pas d'air présent dans la chambre à vide pour oxyder les surfaces des plaques.there is no air present in the vacuum chamber to oxidize the surfaces of the plates.

L'ensemble scellé est enlevé de la chambre à vide. et il est transféré dans titi autoclave. L'ensemble scellé est de préféreiice enlevé de la chambre à ville par ion bras robotisé, et il est transféré automatiquement vers et placé plans l'autoclave sans intervention manuelle. La manipulation manuelle de l'ensemble scellé entre la chambre à vide et l'autoclave n'est pas souhaitable. Parce que le masque est cassant et peut facilement être endommagé.  The sealed assembly is removed from the vacuum chamber. and it is transferred in titi autoclave. The sealed assembly is preferably removed from the town chamber by robotic arm ion, and is automatically transferred to and placed in the autoclave without manual intervention. Manual handling of the sealed assembly between the vacuum chamber and the autoclave is undesirable. Because the mask is brittle and can easily be damaged.

La température dans l'autoclave est augmentée de telle façon que l'ensemble scellé soit chauffé à une Température supérieure ou égale à 850 C et la pression d'argon dans l'autoclave est augmentée jusqu'à une pression supérieure à 2() atmesphères soit 2(),26 bar (294 psi), et maintenue à cette température et cette pression pendant une durée prédéterminée. De préférence, !'ensemble est chauffée à tille température comprise entre 900 C et 950 C et la pression est comprise entre 20, 26 har (294 psi), et 30, 39 bar (441 psi).Par exemple, si l'eusemble scellé est chauffé à 925 C, et si la pression est augmentée Jusqu'à 20, 67 bar (3()0 psi). la température et la pression sont niaititenues constantes pendant environ deux heures. I,a pression est ensuite réduite à la pression ambiante, le soudage par diffusion ayant été achevé et l'ensemble scellé, qiti alors une structure solidarisée, est enlevé. The temperature in the autoclave is increased so that the sealed assembly is heated to a temperature greater than or equal to 850 C and the argon pressure in the autoclave is increased to a pressure greater than 2 () atmspheres or 2 (), 26 bar (294 psi), and maintained at that temperature and pressure for a predetermined time. Preferably, the assembly is heated to a temperature between 900 ° C. and 950 ° C. and the pressure is between 20, 26 hrs (294 psi) and 30.39 bar (441 psi). sealed is heated to 925 C, and if the pressure is increased to 20, 67 bar (3 () 0 psi). the temperature and pressure are constant for about two hours. The pressure is then reduced to ambient pressure, the diffusion bonding having been completed and the sealed assembly, then a solidarized structure, is removed.

Un tuyau est fixé sur la structure solidarisée, et de l'argon est introduit dans les zones qui contiennent le masque, à l'intérieur de la structure solidarisée, pour détraire l'adhérence provoquée par la pression du sondage par diffusion. l'argon est introduit soigneusement dans les zones qui contiennent le masque. et l'argon s'infiltre au travers du masque et atteint finalement l'extémité opposée de la structure solidarisée. l'argon peut initialement être injecté entre deux pièces, et lorsqu'on atteint l'extrémité opposée, l'argon peut être injecté à l'extrémité d'entrée entre deux autres pièces.Daus tous les cas, l'argon doit parcourir toute la longueur de l'intérieur de la structure solidarisée, de façon à détruire l'adhérence entre le masque et les plaques, provoquée pendant l'étape de sondage par diffusion. A pipe is fixed on the solidarized structure, and argon is introduced into the zones that contain the mask, inside the solidarized structure, to remove the adhesion caused by the pressure of the sounding diffusion. Argon is carefully introduced into the areas that contain the mask. and the argon infiltrates through the mask and finally reaches the opposite end of the solidarized structure. argon may initially be injected between two pieces, and when the opposite end is reached, argon may be injected at the inlet end between two other pieces. the length of the interior of the solidarized structure, so as to destroy the adhesion between the mask and the plates, caused during the diffusion probing step.

Cette étape est réalisée à température ambiante, parce qiie le métal est élastique à température ambiante, et la déformation minime en élongation qui a lieu, ne dépasse pas la limite élastique. Par conséquent, la structure solidarisée retrouve sa forme lorsque la pression est supprimée à la fin de l'étape.Si on essaye de réaliser cette étage pendant que la structure est à la température commune du soudage par diffusion et du formage superplastique, il y aun risque sérieux de défonjnation plastique progressive dans le sens de la longueur de la structure intégrale, plutôt qu'une défonnation sinaltanée sur toute la structure. Dans de telles circonstances, la rupture de la stuiettire solidarisée survient fréquemment. This step is performed at room temperature, because the metal is elastic at room temperature, and the minimal elongation deformation that takes place does not exceed the yield strength. Therefore, the solidarized structure returns to its shape when the pressure is removed at the end of the stage.If we try to achieve this stage while the structure is at the common temperature of the diffusion bonding and superplastic forming, there is a serious risk of progressive plastic loss in the direction of the length of the integral structure, rather than a sinaltaneous deformation on the whole structure. In such circumstances, the rupture of the solidified stuiettire occurs frequently.

La structure solidarisée est placée entre deux mattices à segment de forme appropriée positionnées à l'intérieur de l'autoclave dans lequel on fait le ville de façon à éviter la contamination de la structure solidarisée de titane. The solidarized structure is placed between two suitably shaped segment mats positioned within the autoclave in which the town is made so as to avoid contamination of the integral titanium structure.

La structure solidarisée est à nouveau chauffée ente les maltiees à une température supérieure ou égale à 850 C, de préférence comprise entre 900 C et 950 C. Dans cet exemple, les matrices et la structure solidarisée sont chauffée à 925 C. De l'argon est introduit à l'intérieur de la structure solidarisée entre les plaques adjacentes, de façon à forcer les plaques à s'écarter les unes des autres dans les zones comportant le masque, et pour forcer les parties écartées des plaques extérieures à épouser la forme des matrices respectives, ce qui produit une structure interne qui dépend des dessins du masque appliqué. The solidarized structure is heated again maltees at a temperature greater than or equal to 850 C, preferably between 900 C and 950 C. In this example, the matrices and the solidarized structure are heated to 925 C. Argon is introduced into the structure secured between the adjacent plates, so as to force the plates to move away from each other in the areas comprising the mask, and to force the parts spaced from the outer plates to conform to the shape of the respective matrices, which produces an internal structure that depends on the drawings of the applied mask.

L'amplitude du mouvement d'au moins une des plaques pendant la d éformation. est telle qu'elle nécessite une déformation superplastique en élongation. Le terme "superplastique" est un terme standard dans la techrique de formage des métaux et ne sera pas décrit ici,
Afin d'obtenir un formage superplastique du métal sans rupture du métal qui devient plus fin, de l'argeon est introduit par séties d'impulsions selon un rythune précalaculé qui correspond à un rythme de contrainte souhaité comme enseigné dans des ouvrages publiés depuis longtemps.Le procédé assure que le métal est soumis ati rytllnie de contrainte qui permet d'obtenir la vitesse maximale en déformation en élongation. à tout moment dans la procédure. Le rythme d'application en/ou le volume des impulsions de gaz peuvent ainsi varier pendant la dilation des plaques.
The amplitude of movement of at least one of the plates during deformation. is such that it requires superplastic deformation in elongation. The term "superplastic" is a standard term in metal forming technology and will not be described here,
In order to obtain a superplastic forming of the metal without breaking the metal which becomes thinner, the argeon is introduced by pulse sets according to a precalculated rhythm which corresponds to a desired rate of stress as taught in books published for a long time. The method ensures that the metal is subjected to stress stress which provides the maximum elongation strain rate. at any time in the procedure. The rate of application in / or the volume of the gas pulses can thus vary during the expansion of the plates.

A la fin du formage superplastique, l'atmosphère inerte d'argen et la pression de gaz à l'intérieur de la structure solidarisée sont mainterllless pendatît que la structure est refroidie jusqu a température ambiante. La structure solidatisée est ensuite enlevée de l'autoclave et le tuyau est enlevé. Cette structure solidarisée petit être titi article fini, oli bien il peut être nécessaire de réaliser un usinage final de la structure solidarisée polir produire l'article fini. At the end of the superplastic forming, the inert atmosphere of argen and the gas pressure inside the solidarized structure are maintained until the structure is cooled to room temperature. The solidified structure is then removed from the autoclave and the pipe is removed. This solidarized structure can be finished, but it may be necessary to perform a final machining of the solidarized structure to produce the finished article.

selon une variante du procédé, l'empilage 48 est préparé de la même façon que décrit précédemment. l'empilage 48 est ensuite placé d.llls un dispositif coiiibiné @@ formant chambre à vide et autoclave, qui sera décrit plus en détail ci-dessous I e dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave est mis sous vide, et le liant est chauffé à une température comprise entre 250 C et 350 C pour faire évaporer le liant du masque. according to a variant of the method, the stack 48 is prepared in the same manner as described above. the stack 48 is then placed in a vacuum chamber and autoclave apparatus, which will be described in more detail below. The combined vacuum chamber and autoclave apparatus is evacuated, and Binder is heated to a temperature between 250 C and 350 C to evaporate the mask binder.

Pendant l'élimination par cuisson du liant, le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave est vidé contiiiiiellement, pour enlever le liant d'entre les plaques et dii dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave. Après que le liant a été enlevé, les bords des plaques de titane sont soudés ensemble, dans cet exemple par un niyon électronique, pour réaliser un ensemble scellé.During baking removal of the binder, the combined vacuum chamber and autoclave apparatus is emptied continuously to remove the binder from between the plates and the combined vacuum chamber and autoclave apparatus. After the binder has been removed, the edges of the titanium plates are welded together, in this example by an electronic niyon, to provide a sealed assembly.

La température dans le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave est augmentée de telle façon que l'ensemble scellé est chauffé à une température supérieure à 850 C et la pression d'argon dans l'autoclave est augmentée jusqu'à une pression de 20,26 bar (294 psi), et la température et la pression sont tiiaintcnues pendant une durée prédéterminée. De préférence, l'ensemble scellé est cliauffi à une température comprise entre 900 C et 9500C et la pression est comprise entre 2(),26bar (294 psi) et 30.39 bar (441 psi).La pression est ensuite réduite à la pression ambiante. le soudage par diffusion ayant été achevé, et l'ensemble scellé, qui est alors une structure solidarisée, est enlevé. The temperature in the combined vacuum chamber and autoclave device is increased so that the sealed assembly is heated to a temperature above 850 C and the argon pressure in the autoclave is increased to a pressure 20.26 bar (294 psi), and the temperature and pressure are maintained for a predetermined time. Preferably, the sealed assembly is sealed at a temperature between 900 ° C and 95 ° C and the pressure is between 2 (), 26bar (294 psi) and 30.39 bar (441 psi). The pressure is then reduced to ambient pressure. . the diffusion welding having been completed, and the sealed assembly, which is then a solidarized structure, is removed.

L'utilisation d'un dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave supprime la nécessité de déplacer l'ensemble scellé de la chambre à vide vers un aittoclave pour un formage superplastique ultérieur. Ceci présente l'avantage qu'il n'v a pas < le mouvement de l'ensemble scellé, et donc aucune possiblité d'endommager le masque pendant qu'il est cassant entre les étapes d'élimination du liant par enisson et de soudage par diffusion.  The use of a combined vacuum chamber and autoclave device eliminates the need to move the sealed assembly from the vacuum chamber to an autoclave for subsequent superplastic forming. This has the advantage that it does not have the movement of the sealed assembly, and therefore no possibility of damaging the mask while it is brittle between the stages of binder removal by welding and welding. by diffusion.

Après le soudage par diffusion, la structure solidarisée est traitée tle la même façon que décrit précédemment. After the diffusion bonding, the bonded structure is treated in the same manner as previously described.

Une chambre à vide 10, destinée à être utilisée dans le traitement des pièces métalliques, pour leur formage superplastique et leur sondage par diffusion dans le premier procédé décrit ci-dessus. est représentée sur les figures 1 et 2. I a chambre à vide 10 comporte une partie principale 12 et une deuxième partie 14. Une pompe 16 est connectée à l'intérieur de la chambre 7 vidce 10. par l'intermédiaire d'un tuyau 18, afin de vider la chambre à vide 10.  A vacuum chamber 10 for use in the treatment of metal parts for superplastic forming and diffusion probing in the first method described above. FIG. 1 and 2. Ia vacuum chamber 10 has a main portion 12 and a second portion 14. A pump 16 is connected to the interior of the chamber 7 vidce 10. through a pipe 18, to empty the vacuum chamber 10.

Un canon à rayon électronique 20. est situé dans la deuxième @ partie 14 de la chambre à vide 10, et il est disposé de façon à diriger son rayon électonique dans la partie principale 12 de la chambre à vide10. An electron beam gun 20 is located in the second portion 14 of the vacuum chamber 10, and is arranged to direct its electron beam into the main portion 12 of the vacuum chamber 10.

Une table de fixation 28 est disposée dans la partie principale 12 de la chambre à vide 10, et la table de fixation 28 est mobile dans deux directions perpendiculaires à l'intérieur de la partie principale 12 de la chambre à vide 10, par l'intermédiaire d'un mécanisme 30.L'empilage 48 des feuilles 5(), 52 et 54, est dispr)sé sur la table de fixation 28, et il est mobile par l'intermédiaire du mécanisme 30 de façon que les bords des plaques 50, 52 et 54 rencontrent la trajectoire du rayon électronique, afin de souder les bords ensemble pour former l'ensemble scellé. An attachment table 28 is disposed in the main part 12 of the vacuum chamber 10, and the fixing table 28 is movable in two directions perpendicular to the inside of the main part 12 of the vacuum chamber 10, by the The stack 48 of the sheets 5 (), 52 and 54 is dispr (es) on the attachment table 28, and is movable through the mechanism 30 so that the edges of the plates 50, 52 and 54 meet the path of the electron beam, to weld the edges together to form the sealed assembly.

Des dispositifs de cliaufflige 22 sont prévus à l'intérieur de la partie principale 12 de la chambre à vide 10, pour chauffer l'empilage 48 des plaques 50, 52 et 54, avant que les bords des plaques 50, 52 et 54 ne sont soudés ensemble. pour faire évaporer le liant dii masque appliqué sur les surfaces des plaques. Des dispositifs de chauffage 22, dans cet exemple, sont disposés au-dessus de la table de fixation 28 et du mécanisme 30, et les dispositifs de chauffage 22 comprennent plusieurs éléments chauffants radiants 24. Cliaufflige devices 22 are provided inside the main part 12 of the vacuum chamber 10, to heat the stack 48 of the plates 50, 52 and 54, before the edges of the plates 50, 52 and 54 are welded together. to evaporate the binder dii mask applied to the surfaces of the plates. Heating devices 22, in this example, are arranged above the fixing table 28 and the mechanism 30, and the heating devices 22 comprise several radiant heating elements 24.

Plusieurs réflecteurs 26 sont aussi prévus au-dessus des éléments chauffants tadiants 24.Several reflectors 26 are also provided above the tadiant heating elements 24.

pour rediriger sur l'empilage 28 la chaleur nîdiante émise vet s le haut. to redirect on stacking 28 the nîdiante heat emitted vet s the top.

La table de fixation 28 est mobile dans une première direction par rapport à liii premier organe de base 38. et la table de fixation 28 ainsi que le première organe de base 38 sont mobiles dans une deuxième direction par rapport à une deuxième organe de base 46.La table de fixation 28 comporte une première paire d'organe 32A. qui ont des ouvertures coaxiales filetées, au travers desquelles s'étend une première tige 34A datée d'un filetage externe. Les extrémités de la première tige 34A sont montées rotatives dans une première paire d'ouvertures coaxiales dans des organes d'extrémité 36A sur le premier organe de base 38. La table dc fixation coiiipflrte aussi une deuxième paire d'organes 32A, qui ont des ouvertures coaxiales filetées au travers desquelles s'étend une deuxième tige 34B dotée d'un filetage externe. Les extémités de la deuxième tige 34B
sont montées rotatives dans une deuxième paire d'ouvertures coaxiales dans clcs organes
d'extrémité 36B sur le premier organe de base 38. Le premier organe de base 38 comprend une troisième paire d'organes 40A, qui ont des ouvertures filetées coaxiales au
travers desquelles passe une troisième tige 42A dotée d'un filetage externe.Les extrémités de la troisième tige 42A sont montées rotatives dans une première paire d'ouvertures coaxiales dans des organes d'extrémités 41A sur le dcuxiènîc organe dc
base 46. IR premier organe de base 38 comporte une autre paire d'organes 40B qui ont des ouvertures coaxiales filetées, au travers desquelles passe une quatrième tige 4213 dotée d'un filetage extérieur. I.es extrémités de la quatrième tige 42B sont montees rotatives dans une deuxième paire d'ouvertures coaxiales dans des organes d'extrémité 44B sur le deuxième organe de base 46.
The attachment table 28 is movable in a first direction relative to the first base member 38. and the attachment table 28 and the first base member 38 are movable in a second direction relative to a second base member 46. The fixing table 28 comprises a first pair of members 32A. which have threaded coaxial openings, through which extends a first rod 34A dated from an external thread. The ends of the first rod 34A are rotatably mounted in a first pair of coaxial openings in end members 36A on the first base member 38. The attachment table also includes a second pair of members 32A, which have threaded coaxial openings through which extends a second rod 34B with an external thread. The ends of the second rod 34B
are rotatably mounted in a second pair of coaxial openings in these members
36B on the first base member 38. The first base member 38 comprises a third pair of members 40A, which have coaxial threaded openings at
through which a third rod 42A with an external thread is passed. The ends of the third rod 42A are rotatably mounted in a first pair of coaxial openings in end members 41A on the second member member.
base 46. IR first base member 38 has another pair of members 40B which have threaded coaxial openings, through which passes a fourth rod 4213 provided with an external thread. The ends of the fourth rod 42B are rotatably mounted in a second pair of coaxial openings in end members 44B on the second base member 46.

Des moteurs adaptés fiion représentes) ou d'autres moyens adaptés ont prévus pour
faire tourner les tiges 34A, 34B. 42A et 4213, pour déplacer la table de fixation 28 de façon qu'elle déplace les bords de l'empilage 48 des plaques dans le rayon électronique, pour souder ensemble les bords de l'empilage. I,a chambre à vide 10 des figures 1 et 2 est conçue pour être utilisée dans une plage de pression allant du vide à la pression atmosphérique.
Suitable motors are shown) or other suitable means provided for
rotate the rods 34A, 34B. 42A and 4213, to move the attachment table 28 so that it moves the edges of the stack 48 of the plates in the electronic beam, to weld together the edges of the stack. I, a vacuum chamber 10 of Figures 1 and 2 is designed to be used in a pressure range from vacuum to atmospheric pressure.

Un dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave 1 10. destiné à être utilise dans le traitement de plaques métalliques pour leur formage superplastique et leur soudage par diffusion selon le second procédé décrit ci-dessus, est représenté sur la figure 3.Le dispositif combiné de chambre à vide et d'atitoelavc 11 0 comporte une cuve de pression conçue pour être utilisée dans une plage cte pression allant du vide jusqu'au moins 20,26 bar (294 psi), et de préférene résiste à des pressions internes allant jusqu'à 30,39 bar (441 psi).  A combination apparatus of vacuum chamber and autoclave 1 10. for use in the treatment of metal plates for their superplastic forming and diffusion bonding according to the second method described above, is shown in FIG. combined vacuum chamber and vacuum apparatus 11 comprises a pressure vessel designed to be used in a pressure range from vacuum to at least 20.26 bar (294 psi), and preferably withstands internal pressures. up to 30.39 bar (441 psi).

Le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave 110 compotte une partie principale 12 et une deuxième partie 14. Une pompe 16 est connectée à l'intérieur du dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave 110, par l'intermdiaire d'un tuyau
18, de façon à vider le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave, et de façon à fournir du gaz argon pour mettre sous pression le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave.
The combined vacuum chamber and autoclave assembly 110 includes a main portion 12 and a second portion 14. A pump 16 is connected to the interior of the combined vacuum chamber and autoclave 110, via 'a pipe
18, to empty the combined vacuum chamber and autoclave apparatus, and to supply argon gas to pressurize the combined vacuum chamber and autoclave apparatus.

Le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave 1 1 10 est similaire à celui des figures l et 2, et comporte un canon 20 à rayon électronique. disposé dans la deuxième partie 14, et conçu pour diriger son rayon électronique dans la partie principale 12. Une table de fixation 28, disposée dans la partie principale 12, est mobile dans deux directions perpendiculaires à l'intérieur de la partie principale 12, par l'interiooédiaiie d'un mécanisme 30. Le mécanisme 30 est identique à celui des figures let 2.L'empilage 48 de plaques, est disposé sur la table de fixation 28, et il est tlmlile au moyen de la table 28 et
du mécanisme 30, pour déplacer les bords des plaques 50, 52 et 54 dans la trajectoire du
rayon électronqiue, afin de souder ensemble les bords pour form\mer l'ensemble seclié.
The combined vacuum chamber and autoclave apparatus 11 is similar to that of FIGS. 1 and 2, and includes an electron beam gun 20. disposed in the second portion 14, and adapted to direct its electronic beam in the main portion 12. An attachment table 28, disposed in the main portion 12, is movable in two directions perpendicular to the interior of the main portion 12, by The mechanism 30 is identical to that of FIGS. 2. The stack 48 of plates is arranged on the fixing table 28, and it is made easy by means of the table 28.
of the mechanism 30, to move the edges of the plates 50, 52 and 54 in the path of the
electron beam, in order to weld together the edges to form the dry assembly.

Des dispositifs de chauffage 22, identiques à ceux des figures 1 et 2. sont aussi prévus pour faire évaporer le liant du masque appliqué sur la sïîrrace des plaques
Le dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave 1 10 comporte aussi une valve 80 pour isoler la deuxième partie 14, et doue polir isoler le canon 20 à rayon électronique de la partie principale 12 du dispositif combiné de chambre à vide et d'autoclave I 110, pendant qîie la partie principale 12 est chauffée et mie @ sous pression pour souder ensemble par diffusion les plaques de l'empilage. Ceci évite qile le canon à rayon électronique ne soit endommagé par les hautes températures et/ou les hautes
pressions pr ésentes pendant l'étape de soudage par diffusion. La valve 80 peut aussi être utilisée pour isoler la deuxième partie 14, et le canon à rayon électromique 211, de la pallie
principale 12 pendant l'élinmination par cuisson tlu liant de l'empilage 48.
Heating devices 22, identical to those of FIGS. 1 and 2, are also provided for evaporating the binder of the mask applied to the surface of the plates.
The combined vacuum chamber and autoclave apparatus 10 also includes a valve 80 for isolating the second portion 14, and capable of isolating the electron beam gun 20 from the main portion 12 of the combined vacuum chamber apparatus. autoclave 110, while the main portion 12 is heated and pressurized to weld together the stack plates together. This prevents the electron beam gun from being damaged by high temperatures and / or high temperatures.
pressures present during the diffusion bonding step. The valve 80 can also be used to isolate the second portion 14, and the electromic ray gun 211, the pallia
main 12 during the elinmination by baking binder of the stack 48.

La chambre à vide 10 des figures @ et 2 peut aussi êti-e dotée dîme @ 'alve pour isoler la deuxième partie 14, et le canon à rayon électronique 20. de la partie princfipale 12 pendant l'élimination par cuisson du liant de l'empilage 48. The vacuum chamber 10 of FIGS. 1 and 2 can also be provided with an alve to isolate the second portion 14, and the electron beam gun 20 from the main portion 12 during the baking removal of the binder of the same. stacking 48.

La figure 5 représente Iine autre chambre à viole 210, destinée à cire utilisée pour le traiten\ment de plaques métalliques pour leur formage supetplastique et leur soudage par diffusion, selon le premier procédé décrit ci-dessus. La chambre 7 vide 210 comporte une pompe 16 connectée à l'intérieur de la chambre à vide 210 par nn tuyau 18, afin de vider la chambre à vide 210. FIG. 5 shows another polishing chamber 210 for waxing used for treating metal plates for their supermoplastic forming and diffusion bonding, according to the first method described above. The empty chamber 210 comprises a pump 16 connected inside the vacuum chamber 210 by a pipe 18, in order to empty the vacuum chamber 210.

La chambre à vide 210 est similaire à celle des figures I et 7, niais elle ne comporte pas de deuxième partie ni de canon à rayon électronique. Au lieu de cela, la chambre à vide 210 comporte une fenête 90 à travers laquelle un rayun laster provenant d'un canon à rayon laser 92, peut être dirigé à l'intérieur lit la channbre à vi < Ie 210
La table de fixation 28 est mobile par rapport à la trajectoire du rayon laser, pour souder ensemble les bords des plaques, polir forcer Fensemble scellé.
The vacuum chamber 210 is similar to that of Figures I and 7, but it does not have a second part or electron gun. Instead, the vacuum chamber 210 has a window 90 through which a ray laster from a laser beam gun 92 can be directed to the interior of the doorway.
The fixing table 28 is movable with respect to the path of the laser beam, to weld together the edges of the plates, to polish the sealed assembly.

En variante, un système optique peut être utilisé pont défléchir le rayon laser, afin de souder ensemble les bords des plaques ou bien On peut utiliser uioe combinaison d'une déflection de rayon et d'un mouvement de la plaque de fixation. Alternatively, an optical system may be used to deflect the laser beam, to weld together the edges of the plates or to use a combination of a radius deflection and a movement of the attachment plate.

D'autres dispositifs de chauffage adaptés peuvent être utilisés, par exemple des enroulements de chauffage par induction peuvent être disposés dans la surface supérieure de la table de fixation 28. pour limiter le chauffage à l'empilage 48 de plaques placées sur la table de fixation.  Other suitable heating devices can be used, for example inductive heating coils can be arranged in the upper surface of the fixing table 28. to limit heating to the stack 48 of plates placed on the fixing table .

On peut utiliser d'autres techniques de soudage, pouvant être utilisées dans le vide, pour souder les bords des pièces. Other welding techniques, which can be used in vacuum, can be used to weld the edges of the pieces.

Bien que la description précédente fasse référence à < les plaques de titane ou à de pièces de titane, la présente invention est également applicable à des pièces constituées d'autres métaux élémentaires, d'alliages métalliques et de composites à matrice métallique, qui peuvent être soudés par diffusion, pourvu qu'une dcs pièces soit capable de déformation superplastique en élongation. L'aluminhun et l'acier inoxydabel sont capables de défonnation superplastique en élongation à des températures et des pressions adaptées. Although the foregoing description refers to titanium plates or titanium pieces, the present invention is equally applicable to parts made of other elemental metals, metal alloys and metal matrix composites, which may be diffusion welded, provided that one of the parts is capable of superplastic deformation in elongation. Aluminhun and stainless steel are capable of superplastic deformation at elongation at suitable temperatures and pressures.

Le procédé est adapté pour la fabrication d'échangeurs de chaleur. de composants de turbo-machines, par exemple, d'aubes de soufflante, d'a;iles de guidage de sortie de conduit de soufflante, etc.. The process is suitable for the manufacture of heat exchangers. turbo-machine components, for example, fan blades, blower duct outlet guide islands, etc.

Bien que la description précédente fasse référence # un empilage de tris plaques métalliques, il est possible d'utiliser des empilages comprenant deux plaques métalliques ou des empilages comprenant quatre plaques métalliques ou plus, suivant l'article particulier à fabriquer.  Although the foregoing description refers to a stack of sorted metal plates, it is possible to use stacks comprising two metal plates or stacks comprising four or more metal plates, depending on the particular article to be manufactured.

Claims (20)

Revendicationsclaims 1.- Procédé de fabrication d'un article par formage superplastique et soudage par diffusion d'au moins deux pièces métalliques comprenant les étapes (le:  1. A method of manufacturing an article by superplastic forming and diffusion bonding of at least two metal parts comprising the steps of: a) appliquer un matériau demasque pour éviter le soudage par diffusion dans des a) apply a shield material to avoid diffusion bonding in zones présélectionnées d'au moins une des surfaces d'au moins unc (les ati  preselected areas of at least one of the surfaces of at least one moins deux pièces métalliques, minus two metal parts, b) assembler les au moins deux pièces de façon à former un empilage des pièces b) assembling the at least two parts to form a stack of parts l'une sur l'autre, de façon que leurs surfaces soient en contact jointif. one on the other, so that their surfaces are in contact with each other. c) placer l'empilage dans une chambre à vide, c) placing the stack in a vacuum chamber, d) faire le vide dans la chambre à vide,  (d) evacuate the vacuum chamber, e) chauffer l'empilage pendant qu'il est à l'intérieur de la chambre à vide, pour e) heat the stack while it is inside the vacuum chamber, for faire évaporer un liant volatil dn matériau de masque, tout en faisant le vide de evaporate a volatile binder of mask material, while evacuating façon continue dans la chambre à vide, de façon à éliminer le liant volatil continuous way in the vacuum chamber, so as to eliminate the volatile binder d'entre les deux pièces et de la chambre à vide, between the two rooms and the vacuum chamber, f) souder les bords des au moins deux pièces pendant que l'empilage est à f) weld the edges of the at least two pieces while the stack is at l'intérieur de la chambre à vide, polir réaliser un ensemble scellé, inside the vacuum chamber, polish achieve a sealed set, g) appliquer de la chaleur et de la pression dans Pépaisseur ries au moins deux g) apply heat and pressure in the thicknesses of at least two pièces, pour souder ensemble par diffusion les au moins deus pièces, dans parts, to weld together by diffusion the at least two parts, in des zones autres que les zones présélectionées, de façon à former une structure  areas other than the preselected areas, so as to form a structure solidarisée, secured, h) chauffer la structure solidarisée, et pressuriser de façon interne la structure h) heat the solidarized structure, and pressurize the structure internally solidarisée, de sorte que les zones présélectionées d'au tibias une des solidarized, so that the preselected areas of shinbone one of pièces soient formées de façon superplastique. afin de produire un article de parts are formed superplastically. in order to produce an article of forme prédéterminée. predetermined form. 2.- Procédé de fabrication d'un article selon la revendieation @ l, comportant, après 2. A method of manufacturing an article according to revendieation @ l, comprising, after l'étape de souder les bords des ait moins deux pièces pour réaliser un ensemble scellé, et the step of welding the edges of the minus two pieces to achieve a sealed assembly, and avant l'étape d'appliquer de la chaleur et de la pression dans l'épaisseur des au moins before the step of applying heat and pressure in the thickness of at least deux pièces pour souder ensemble par diffusion les au mollis deux pièces, les étapes two pieces to weld together by diffusion the mollis two pieces, the steps d'enlever ensemble scellé de la chambre à vide, et de placer l'ensemble scellé dans titi to remove sealed whole from the vacuum chamber, and place the whole sealed in titi autoclave. autoclave. 3.- Procédé selon la revendication I ou la revendication 2, dans lequel l'empilage 3. A process according to claim 1 or claim 2, wherein the stacking est chauffé à une température comprise entre 250 et 350 C, pour faire évaporer le liant is heated to a temperature between 250 and 350 C, to evaporate the binder volatil du matériau de masque. volatile mask material. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les bords  4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the edges des au moins deux pièces sont soudés en utilisant un rayon électronique.  at least two pieces are welded using an electronic beam. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel, lorsque les pièces sont réalisées en alliage de titane, elles sont chauffées à une température supérieure ou égale à 850 C, et la pression appliquée est supérieure ou égale à 20,26 bar (294 psi) pour souder ensemble par diffusion les pièces en une structure solidaritsée, 5. A process according to any one of claims 1 to 4, wherein, when the parts are made of titanium alloy, they are heated to a temperature greater than or equal to 850 C, and the applied pressure is greater than or equal to 20.26 bar (294 psi) for soldering the parts together in a solid structure, 6.- Procédé selon la revendication 5. dans lequel les pièces sont chauffées à une température comprise entre 900 à 950"C, et la pression appliquée est comprise entre 20,26 bar (294 psi) et 30,39 bar (441 psi). The method of claim 5 wherein the parts are heated to a temperature of 900 to 950 ° C, and the applied pressure is 20.26 bar (294 psi) to 30.39 bar (441 psi). . 7.- Procédé selon la revendication 5 ou la revendication 6. dans lequel la structure solidarisée est chauffée à uen température supérieure ou égale à 850 C, pour former de façon superplastique la structure solidarisée. 7. A process according to claim 5 or claim 6 wherein the solidarized structure is heated to a temperature greater than or equal to 850 C, to superplastically form the bonded structure. 8.- Procédé selon la revendication 7, dans lequel la structure solidarisée est chauffée à une température comprise entre 900 C et 950 C. 8. A process according to claim 7, wherein the solidarized structure is heated to a temperature between 900 C and 950 C. 9. - Procédé selon la revendication 1, comportant la surveillance des niveaux de liant évacué de la chambre à vide pendant que la chambre à vicIe est mise sous vide continuellement, pour déterminer à quel moment sensiblement tout le liant a été enlevé d'entre les deux pièces. 9. The method of claim 1, including monitoring the binder levels evacuated from the vacuum chamber while the vacuum chamber is continuously evacuated, to determine when substantially all of the binder has been removed from between them. two pieces. 10.- Chambre à vide destinée à être utilisée dans le traitement d'au moins deux pièces métalliques, pour leur soudage par diffusion et leur formage superplastique, comprenant des moyens de pompe disposés de façon à vider la chambre à vide, des moyens de soudage par rayon énergétique, des moyens prévus prévus pour entraîner un mouvement relatif entre le rayon de soudage des moyens de sondage par rayon d'énergie et un empilage de pièces placé dans la chambre à vide, pour penflettre alla bords des au moins deux pièces métallièques d'être souder ensemble. caractérisée en ce que des moyens de chauffage (22) sont prévus pour chauffer iin empilage (48) d'au moins deux pièces métalliques (50, 52, 54) placé dans la chambre à vide (I f)). pour faire évaporer un liant volatil d'un matériau de masque appliqué à des zones présélectionnées d'au moins une des surfaces jointives des pièces métalliques (50, 52. 54-).  10. Vacuum chamber for use in the treatment of at least two metal parts, for their diffusion welding and superplastic forming, comprising pump means arranged to empty the vacuum chamber, welding means by energy beam, means provided to cause a relative movement between the welding radius of the energy beam sounding means and a stack of parts placed in the vacuum chamber, for penflettre alla edges of the at least two metal parts d to be welded together. characterized in that heating means (22) are provided for heating the stack (48) of at least two metal pieces (50, 52, 54) placed in the vacuum chamber (I f)). for evaporating a volatile binder of a mask material applied to preselected areas of at least one of the joined surfaces of the metal pieces (50, 52, 54-). I 1.- Chambre à vide selon la revendication 10, dans laquelle la chambre à vide (110) sert à la fois de chambre à vide et d'autoclave. la chambre à vide (1 10) comporte une cuve de pression conçue pour résister à des pressions interiies allant du vide jusqu'au moins 20,26 bar (294 psi). 1. A vacuum chamber according to claim 10, wherein the vacuum chamber (110) serves both as a vacuum chamber and as an autoclave. the vacuum chamber (1 10) has a pressure vessel designed to withstand pressures ranging from vacuum to at least 20.26 bar (294 psi). 12.- Chambre à vide selon la revendication 11, dans laquelle la cuve de pression (12) est prévue pour supporter des pressions internes jusqu'à 30.39 bar (111 psi) Vacuum chamber according to claim 11, wherein the pressure vessel (12) is designed to withstand internal pressures up to 30.39 bar (111 psi). Chambre à vicie selon la reveiidication 10, dans laquelle les moyens (28. 30) pour entraîner un mouvement relatif entre le rayon de soudage et l'empifage (48) de pièces (50, 52, 54) comportant une table de fixation (28) déplaçable des deux directions perpendiculaires, et l'empilage (48) de pièces (50, 52,54) peut Cette positionné sur la table de fixation (28).  A chamber according to claim 10, wherein the means (28, 30) for causing a relative movement between the welding beam and the pile (48) of parts (50, 52, 54) having a fastening table (28). ) movable from both perpendicular directions, and the stack (48) of pieces (50, 52,54) can This positioned on the attachment table (28). 14.- Chambre à vide selon la revendication 10, dans laquelle les moyens de soudage (20) par rayon d'énergie comprennent un canon à rayon électronique.  14. Vacuum chamber according to claim 10, wherein the welding means (20) by energy beam comprise an electron beam gun. 15.- Chambre à vide selon la revendication ld, dans laquelle la chambre à vide (1 10) comprend une prelllicre. partie (12), dans laquelle sont fixés la table de fixation (28) et les moyens de chauffage (22), et une deuxième partie (14) dans laquelle est situé le canon (20) à rayon électronique. 15. Vacuum chamber according to claim 1d, wherein the vacuum chamber (1 10) comprises a prelllicre. portion (12), in which are fixed the fixing table (28) and the heating means (22), and a second portion (14) in which is located the barrel (20) electronic beam. 16.- Chambre à vide selon la revendication 15, dans laguelle des moyens de valve (80), positionnés entre les première et deuxième parties (19. 14) de la chambre à vide, isolent de façon sélective le canon (20) à rayon électrique de la première partie (12) de la chambre à vide (I 10).  16. Vacuum chamber according to claim 15, wherein the valve means (80), positioned between the first and second parts (19, 14) of the vacuum chamber, selectively isolates the radius barrel (20). of the first part (12) of the vacuum chamber (I 10). 17.- Chambre à vide selon la revendication 10. dans laquelle les moyens de soudage (92) par rayon d'énergie comprelluellt un canon à rayon laser. 17. Vacuum chamber according to claim 10. wherein the welding means (92) by energy beam comprelluellt a laser beam gun. 18.- Chambre à vide selon la revendication 10, dalles laquelle les moyens de chauffage (22) comprennent plusieurs appareils de chauffage (24) radiants. 18. Vacuum chamber according to claim 10, slabs which the heating means (22) comprise a plurality of radiant heaters (24). 19.- Chambre à vide selon la revendication 18. dans laquelle plusieurs réflecteurs (26) sont prévus pour réfléchir la chaleur radiante sur les pièces (50, 52. 54).  19. Vacuum chamber according to claim 18. wherein a plurality of reflectors (26) are provided for reflecting the radiant heat on the parts (50, 52, 54). 20.- Chambre à vide selon la revendication 1(), dans laquelle les moyens de chauffage (22) comprennent plusieurs appareils de chauffage inductifs, 20. Vacuum chamber according to claim 1 (), wherein the heating means (22) comprise several inductive heating devices, 21.- Chambre à vide selon la revendication 10, dans laquelle les appareils tfe chauffage inductifs sont mottés sur la table de fixatiotl (281.  21. A vacuum chamber according to claim 10, wherein the inductive heating apparatus is clumped onto the fixture table (281). 22.- Chambre à vide selon la revendication 10, dans laquelle des moyens de contrôle sont prévus pour contrôler le niveau de liant évacué de la chambre à vide.  22. A vacuum chamber according to claim 10, wherein control means are provided for controlling the level of binder discharged from the vacuum chamber.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3842236A (en) * 1970-03-28 1974-10-15 Steigerwald Strahltech Process to control the movement of a workpiece with respect to a beam of a stock processing machine operating by means of controllable power irradiation
US4220276A (en) * 1978-08-25 1980-09-02 Rockwell International Corporation Method for fabricating superplastically formed/diffusion bonded structures
GB2095137A (en) * 1981-03-23 1982-09-29 Rockwell International Corp A method of making filamentary reinforced metallic structures
GB2109711A (en) * 1981-11-24 1983-06-08 Grumman Aerospace Corp Method for superplastic forming and diffusion bonding complex continuous structures
US4474044A (en) * 1982-09-02 1984-10-02 Mcdonnell Douglas Corporation Apparatus and process for superplastically forming metals
EP0161892A2 (en) * 1984-05-05 1985-11-21 British Aerospace Public Limited Company Forming of stiffened panels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3842236A (en) * 1970-03-28 1974-10-15 Steigerwald Strahltech Process to control the movement of a workpiece with respect to a beam of a stock processing machine operating by means of controllable power irradiation
US4220276A (en) * 1978-08-25 1980-09-02 Rockwell International Corporation Method for fabricating superplastically formed/diffusion bonded structures
GB2095137A (en) * 1981-03-23 1982-09-29 Rockwell International Corp A method of making filamentary reinforced metallic structures
GB2109711A (en) * 1981-11-24 1983-06-08 Grumman Aerospace Corp Method for superplastic forming and diffusion bonding complex continuous structures
US4474044A (en) * 1982-09-02 1984-10-02 Mcdonnell Douglas Corporation Apparatus and process for superplastically forming metals
EP0161892A2 (en) * 1984-05-05 1985-11-21 British Aerospace Public Limited Company Forming of stiffened panels

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