FR2728603A1 - Structural panel resistant to high fire temperatures - Google Patents

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Abstract

The light fire resistant panel has a metal core and a metal skin forming a sandwich structure. The core (2) is composed of a steel sheet which is locally cut and opened out to form cells (6). The height of the cells corresponds to the core thickness. A first steel skin (3) is electrically welded to the core using MAG, MIG or TIG. A second skin (3) is welded to the core by transparent LASER welding. Both skins are in galvanised steel. Welding of the skin is by a brazing technique achieved by fusing the zinc coating of the core and the skins.

Description

Panneau structural résistant au feu. Structural fire resistant panel.

La présente invention concerne un panneau structural léger résistant au feu, comportant au moins une âme métallique, et au moins une peau également métallique, associées, formant au moins une structure de type sandwich. The present invention relates to a light, fire-resistant structural panel, comprising at least one metallic core, and at least one also metallic skin, associated, forming at least one sandwich-type structure.

II est connu des panneaux structuraux allégés composés d'une plaque de tôle sur laquelle sont soudés, des raidisseurs. L'inconvénient de ces panneaux est lié à leur manque de rigidité du fait que leur structure est soit ouverte soit semi-fermée.  It is known lightened structural panels composed of a sheet metal plate on which are welded, stiffeners. The disadvantage of these panels is related to their lack of rigidity because their structure is either open or semi-closed.

II est connu également des panneaux dont la structure est dite cloisonnée, c'est-à-dire comportant une âme alvéolaire et deux peaux extérieures réunies par l'âme alvéolaire. Dans leur principe, ces panneaux sont remarquablement adaptés aux sollicitations mécaniques en flexion, puisque les contraintes sont reprisent par les peaux extérieures, tandis que l'âme n'a pour but que d'augmenter l'inertie, en assurant un écartement entre les deux peaux. Les panneaux les plus répandus sont de type dit "nid d'abeille" ou encore de type dit "corrugué". It is also known panels whose structure is said to be partitioned, that is to say comprising a cellular core and two outer skins joined by the cellular core. In principle, these panels are remarkably adapted to mechanical stresses in bending, since the stresses are taken up by the outer skins, while the core is only intended to increase the inertia, by ensuring a spacing between the two skins. The most common panels are of the so-called "honeycomb" type or of the "corrugated" type.

Ces panneaux présentent l'inconvénient d'être difficiles à assembler car les problèmes d'accessibilité imposent un assemblage réalisé par collage. La technique de collage est coûteuse et les liaisons réalisées par cette technique résistent mal à une élévation de température supérieure à 1500C. Or, en cas d'incendie à bord, par exemple, d'un navire, les planchers ménagés sur le navire, à partir de panneaux, ne doivent pas s'affaisser trop rapidement. Les panneaux connus ont un autre inconvénient; il est impossible de souder sur eux des éléments additionnels, sous peine de dégrader les parties de panneaux portant ces éléments. These panels have the disadvantage of being difficult to assemble because the accessibility problems impose an assembly carried out by gluing. The bonding technique is expensive and the connections produced by this technique do not withstand a temperature rise above 1500C. However, in the event of a fire on board, for example, a ship, the floors formed on the ship, from panels, must not sag too quickly. The known panels have another drawback; it is impossible to weld additional elements to them, otherwise the parts of the panels carrying these elements will be degraded.

Le but de l'invention est de proposer un panneau rigide qui résiste à une élévation de température, panneau composé de préférence d'un seul matériau de base. The object of the invention is to provide a rigid panel which withstands a rise in temperature, a panel preferably composed of a single base material.

L'invention a pour objet un panneau structural léger résistant au feu, comportant au moins une âme métallique, et au moins une peau également métallique, associées, formant au moins une structure de type sandwich. Le panneau se caractérise en ce que l'âme est composée d'au moins une feuille d'acier localement et uniformément découpée et déployée pour former des mailles, la hauteur des mailles correspondant à l'épaisseur de l'âme. The subject of the invention is a light structural fire-resistant panel, comprising at least one metallic core, and at least one also metallic skin, associated, forming at least one sandwich-type structure. The panel is characterized in that the core is composed of at least one steel sheet locally and uniformly cut and deployed to form meshes, the height of the meshes corresponding to the thickness of the core.

Les autres caractéristiques de l'invention sont:
Une première peau en acier est assemblée à l'âme par soudage.The other characteristics of the invention are:
A first steel skin is assembled to the core by welding.

Le soudage est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage MAG, MIG, TIG. Welding is carried out by a technique chosen from electric spot welding, MAG, MIG, TIG welding.

Une seconde peau est associée à l'âme par soudage LASER par transparence. A second skin is associated with the core by LASER welding by transparency.

L'âme etlou la première et/ou la seconde peau sont en acier galvanisé. The core and / or the first and / or second skin are made of galvanized steel.

Le soudage est effectué par une technique de brasage. Welding is carried out by a brazing technique.

Le brasage est assuré par fusion du zinc du revêtement de l'ame etlou de la première etlou de la seconde peau. Brazing is ensured by melting the zinc coating on the core and / or the first and / or the second skin.

La description qui suit et les dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention. The following description and the accompanying drawings, all given by way of non-limiting example, will make the invention clear.

Les figures 1A, 1B, 1C, montrent trois exemples de réalisation d'un panneau selon l'invention. FIGS. 1A, 1B, 1C show three exemplary embodiments of a panel according to the invention.

La figure 2 présente un schéma d'un dispositif permettant la réalisation de l'âme. Figure 2 shows a diagram of a device allowing the production of the core.

La présente invention concerne plus particulièrement le domaine technique des panneaux structuraux destinés à la fabrication de plates- formes, telles que plate-forme d'ascenseur, de monte-charge, de véhicule lourd, comme un semi-remorque, et, aussi, de planchers porteurs tels que pont de navire ou bâtiment industriel. Dans la plupart de ces utilisations, il est essentiel que les panneaux structuraux résistent au feu en cas d'incendie. The present invention relates more particularly to the technical field of structural panels intended for the manufacture of platforms, such as an elevator platform, a freight elevator, a heavy vehicle, such as a semi-trailer, and also load-bearing floors such as ship deck or industrial building. In most of these uses, it is essential that structural panels resist fire in the event of a fire.

D'autre part, I'allégement, du fait des caractéristiques mécaniques élevées du matériau employé assure une réduction de la puissance de levage etlou une réduction de la charge des structures porteuses.On the other hand, the lightening, due to the high mechanical characteristics of the material used, ensures a reduction in the lifting power and / or a reduction in the load of the supporting structures.

Comme représenté sur les figures 1A, 1B, 1C, le panneau structural 1 selon l'invention, résistant au feu, comporte au moins une âme 2 métallique et au moins une peau 3 également métallique, associées, formant au moins une structure 4 de type sandwich. Le panneau possède une âme 2 composée d'au moins une feuille d'acier 5 localement et uniformément découpée et déployée formant des mailles 6, la hauteur des mailles 6 correspondant à l'épaisseur de l'âme 2. As shown in FIGS. 1A, 1B, 1C, the structural panel 1 according to the invention, fire-resistant, comprises at least one metallic core 2 and at least one skin 3 also metallic, combined, forming at least one structure 4 of the type sandwich. The panel has a core 2 composed of at least one sheet of steel 5 locally and uniformly cut and deployed forming meshes 6, the height of the meshes 6 corresponding to the thickness of the core 2.

Selon l'invention, une première peau 3 en acier est assemblée à l'âme également en acier, par soudage. According to the invention, a first steel skin 3 is assembled to the core also made of steel, by welding.

L'âme 2 est réalisée à partir d'une feuille 5 d'acier ayant subi une opération de déploiement. Cette opération consiste en ce qu'on effectue des incisions parallèles qui forment des mailles par pliage et étirement.  The core 2 is produced from a sheet of steel 5 which has undergone a deployment operation. This operation consists in making parallel incisions which form meshes by folding and stretching.

La figure 2 est un schéma d'un dispositif permettant la réalisation de l'âme du panneau selon l'invention. Le dispositif est une cisaille 10 qui comporte, une table cisaille 11 sur laquelle se déplace la feuille 5 métallique à découper et un outil 12 de découpe et de formage de la tôle qui se déplace perpendiculairement à la table cisaille 11. Les opérations de découpe et de formage simultanées permettent la réalisation d'une feuille de métal dit déployé 13 qui est utilisée pour la réalisation de l'âme 2 du panneau structural léger selon l'invention. La densité surfacique de l'âme 2 ainsi formée est bien inférieure à la densité de la feuille 5 métallique de base, par exemple, d'acier. Figure 2 is a diagram of a device for producing the core of the panel according to the invention. The device is a shear 10 which comprises, a shear table 11 on which the metal sheet 5 to be cut moves and a tool 12 for cutting and forming the sheet which moves perpendicular to the shear table 11. The cutting operations and simultaneous forming allow the production of a sheet of metal said deployed 13 which is used for the production of the core 2 of the light structural panel according to the invention. The surface density of the core 2 thus formed is much lower than the density of the basic metal sheet 5, for example, of steel.

Pour souder l'âme 2 sur une peau 3, les matériaux dont sont composés ces deux éléments doivent présenter des températures de fusion voisines. II est préférable d'utiliser un même matériau pour réaliser l'ensemble du panneau. L'acier s'impose à partir du moment où la tenue en température devient essentielle. L'emploi de l'acier permet la réalisation d'un panneau structural qui résiste mécaniquement au feu jusqu'à des températures de 350"C, la ruine n'intervenant qu'au dessus de 500"C.  To weld the core 2 on a skin 3, the materials from which these two elements are composed must have similar melting temperatures. It is preferable to use the same material to make the entire panel. Steel is essential from the moment when temperature resistance becomes essential. The use of steel allows the realization of a structural panel which mechanically resists fire up to temperatures of 350 "C, the ruin occurring only above 500" C.

Le soudage de l'âme 2 et d'une première peau 3 est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage
MAG, MIG, TIG. Ces techniques sont généralement utilisées dans le cas où il y a accessibilité de part et d'autre de l'assemblage de l'âme et de la peau.The welding of the core 2 and of a first skin 3 is carried out by a technique chosen from electric spot welding, welding
MAG, MIG, TIG. These techniques are generally used in the case where there is accessibility on both sides of the assembly of the core and the skin.

Pour la réalisation de la structure de type sandwich, au moins une seconde peau 3 est associée à l'âme 2 par soudage LASER par transparence. Cette technique est nécessaire pour un soudage dans le cas où il n'y a accessibilité que d'un côté de la seconde peau.For the production of the sandwich type structure, at least one second skin 3 is associated with the core 2 by LASER welding by transparency. This technique is necessary for welding in the case where there is accessibility only on one side of the second skin.

Sous cette forme de l'invention, outre l'amélioration de la résistance du panneau structuré à une élévation de température, il est possible de souder des pièces additionnelles, directement sur le panneau, en n'importe quel point de sa surface sans détérioration. De plus, un tel panneau est soudable sur un support en acier. Du fait du comportement magnétique de l'acier, le panneau est aisément recyclable. In this form of the invention, in addition to improving the resistance of the structured panel to a rise in temperature, it is possible to weld additional parts, directly on the panel, at any point on its surface without deterioration. In addition, such a panel is weldable on a steel support. Due to the magnetic behavior of the steel, the panel is easily recyclable.

De façon à assurer une protection contre la corrosion, I'âme 2 etlou la première etlou la seconde peau 3 sont en acier galvanisé. Le zinc du revêtement qui fond à la température de 420"C environ peut être utilisé comme métal de brasage. Un autre type de brasage peut être utilisé. In order to provide protection against corrosion, the core 2 and / or the first and / or the second skin 3 are made of galvanized steel. The zinc in the coating which melts at a temperature of about 420 ° C. can be used as a brazing metal. Another type of brazing can be used.

Dans cet exemple de réalisation, I'ensemble comprenant l'âme 2 insérée entre les deux peaux 3 est placé sur le plateau d'une presse à souder. Les paramètres de pression et de passage de courant sont réglés de façon à liquéfier le zinc, ou toute autre brasure, au contact de l'âme 2, sur les peaux 3 et à obtenir, par capillarité, des congés de raccordement à grands rayon de courbure, favorables à la dilution des contraintes. Dans le procédé de soudage par résistance, I'échauffement par effet joule se concentre dans les zones à haute résistance électrique, et notamment aux interfaces de contact entre l'âme 2 et les peaux 3. D'autres méthodes de soudage peuvent être utilisés, comme par exemple, le remplacement de la presse à souder par le passage de l'ensemble comprenant l'âme 2 insérée entre les deux peaux 3 dans un four dont la température est légèrement au dessus de la température de fusion du zinc ou toute autre brasure. Le four peut être chauffé soit par effet joule, soit par courant de Foucault.  In this exemplary embodiment, the assembly comprising the core 2 inserted between the two skins 3 is placed on the plate of a welding press. The pressure and current flow parameters are adjusted so as to liquefy the zinc, or any other solder, in contact with the core 2, on the skins 3 and to obtain, by capillarity, connection leaves with large radius of curvature, favorable to the dilution of the stresses. In the resistance welding process, the Joule heating is concentrated in areas with high electrical resistance, and in particular at the contact interfaces between the core 2 and the skins 3. Other welding methods can be used, as for example, the replacement of the welding press by the passage of the assembly comprising the core 2 inserted between the two skins 3 in an oven whose temperature is slightly above the melting temperature of zinc or any other solder . The oven can be heated either by Joule effect or by eddy current.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1 Panneau structural léger résistant au feu, comportant au moins une âme métallique, et au moins une peau également métallique, associées, formant au moins une structure de type sandwich, caractérisé en ce que l'âme ( 2 ) est composée d'au moins une feuille ( 5 ) d'acier localement et uniformément découpée et déployée formant des mailles (6), la hauteur des mailles correspondant à l'épaisseur de l'âme ( 2 ) . 1 light, fire-resistant structural panel, comprising at least one metallic core, and at least one also metallic skin, associated, forming at least one sandwich-type structure, characterized in that the core (2) is composed of at least a sheet (5) of steel locally and uniformly cut and deployed forming meshes (6), the height of the meshes corresponding to the thickness of the core (2). 2 Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une première peau ( 3 ) en acier est assemblée à l'âme (2 ) par soudage. 2 panel according to claim 1 characterized in that a first skin (3) of steel is assembled to the core (2) by welding. 3 Panneau selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le soudage est effectué par une technique choisie parmi le soudage électrique par point, le soudage MAG, MIG, TIG.  3 Panel according to claims 1 and 2 characterized in that the welding is carried out by a technique chosen from electric spot welding, MAG, MIG, TIG welding. 4 Panneau selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que au moins une seconde peau ( 3 ) est associée à l'âme ( 2 ) par soudage 4 panel according to claims 1 and 2 characterized in that at least a second skin (3) is associated with the core (2) by welding LASER par transparence.LASER by transparency. 5 Panneau selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'âme etlou la première etlou la seconde peau ( 3 ) sont en acier galvanisé. 5 Panel according to claims 1 to 4 characterized in that the core etlou the first etlou the second skin (3) are made of galvanized steel. 6. Panneau selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le soudage est effectué par une technique de brasage. 6. Panel according to claims 1 and 2 characterized in that the welding is carried out by a brazing technique. 7 Panneau selon les revendications 5 et 6 caractérisé en ce que le brasage est assuré par fusion du zinc du revêtement de l'âme etlou de la première etlou de la seconde peau.  7 Panel according to claims 5 and 6 characterized in that the brazing is ensured by melting the zinc of the coating of the core etlou of the first etlou of the second skin.
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