FR2824767A1 - Method for joining metal plates by welding/adhesion, comprises establishment of a protruding boss on the inner surface of one plate and using it to initiate weld and produce heat to melt adhesive - Google Patents

Method for joining metal plates by welding/adhesion, comprises establishment of a protruding boss on the inner surface of one plate and using it to initiate weld and produce heat to melt adhesive Download PDF

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Abstract

At a point (4a) near the edge of a joint which is to be made between two plates (1,2) one of the plates is indented to form a boss on the inner surface. Welding electrodes (E1,E2) are able to establish an initial weld easily and are then moved to a second welding position. During the move the welding current travelling through the initial weld heats and melts the adhesive (3) which allows normal electrode pressure to make the second weld

Description

((

PROCEDE DE JONCTION DE TOLES PAR SOUDO-COLLAGE  METHOD FOR JOINING SHEETS BY WELDING

La présente invention concerne un procédé de jonction de tôles métalliques combinant un soudage par  The present invention relates to a method of joining metal sheets combining welding by

résistance et un collage.resistance and bonding.

I1 est connu de souder par points des tôles à travers un rutan de colle tant que la viscosité de celle-ci reste suffisamment faible. Selon ce procédé communément dénommé "soudo-collage", la pression de serrage des électrodes de soudage est utilisoe pour faire fluer la colle hors de la zone du point de soudure à réaliser, afin d'obtenir un contact suffisant entre les tôles pour autoriser le passage de courant  I1 is known to spot weld sheets through a rutan of glue as long as the viscosity thereof remains sufficiently low. According to this process commonly known as "welding", the clamping pressure of the welding electrodes is used to cause the glue to flow out of the area of the welding point to be produced, in order to obtain sufficient contact between the sheets to allow the current flow

nécessaire pour initier le processus de soudage.  necessary to initiate the welding process.

Les avantages de cette technique sont multiples: au niveau de la mise en _uvre du procédé luimême, la présence de la colle permet de réduire sensiblement le nombre de points de soudure; et s'agissant de la liaison obtenue, elle bénéficie de qualités mécaniques particulières, notamment de rigidité permettant dans certains cas un gain de poids notable par diminution de  The advantages of this technique are manifold: at the level of the implementation of the process itself, the presence of the adhesive makes it possible to significantly reduce the number of welding spots; and as regards the connection obtained, it benefits from particular mechanical qualities, in particular from rigidity allowing in certain cases a notable gain in weight by reduction of

l'épaisseur des tôles, et dTamortissement du bruit.  sheet thickness, and noise damping.

Actuellement toutefois, une limitation pénalisante 2s existe dans le choix de la colle utilisable: si elle est trop épaisse et/ou trop visqueuse, elle ne permet pas un rapprochement suffis ant de s tô les pour permettre le pàssage du courant, même si de fortes pressions de serrage sont appliquées, la soudure étant alors pratiquement irréalisable. Or l'utilisation de colles de viscosité élevée serait intéressante pour diverses raisons, dont le fait qu'elles sont d'application plus commode sur les surfaces à joindre, et que d'autre part elles sont plus résistantes aux différents traitements chimiques qu'elles peuvent être appelées à subir par la suite, tels par exemple dans l'industrie automobile le passage dans un bain de cataphorèse o une colle de  Currently, however, a penalizing limitation 2s exists in the choice of the usable glue: if it is too thick and / or too viscous, it does not allow a sufficient approximation of sheets to allow the current to pass, even if strong clamping pressures are applied, the weld then being practically impracticable. However, the use of high viscosity adhesives would be advantageous for various reasons, including the fact that they are more convenient to apply to the surfaces to be joined, and that, on the other hand, they are more resistant to different chemical treatments than they may subsequently be called upon to undergo, for example in the automobile industry, the passage through a cataphoresis bath o an adhesive of

faible viscosité peut se désagréger en polluant celui-  low viscosity can disintegrate by polluting it

ci, les opérations de cuisson, etc. L' invention procède d'une recherche de solution à ce problème, qui soit efficace et de mise en _uvre simple. Selon linvention, un procédé de jonction de tôles métalliques selon lequel des points de soudure par résistance sont réalisés entre deux tôles, à travers une couche de colle intermédiaire, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - réaliser un bossage sur l'une des tôles, dans la zone de jonction de celle-ci, destiné à venir en regard de l'autre tôle; - réaliser un premier point de soudure par résistance au droit dudit bossage, après serrage des tôles entre les électrodes de soudage avec une force suffisante pour établir un contact permettant le passage du courant; - réaliser ensuite à partir dudit premier point de soudure des points de soudure successifs par dérivation, le pas d'écartement entre ceux-ci étant choisi tel que le passage de courant par le point de soudure voisin au début de chaque cycle de soudage échauffe suffisamment la colle pour qu'elle puisse fluer et que le contact entre les tales puisse donc  ci, cooking operations, etc. The invention proceeds from a search for a solution to this problem, which is effective and simple to implement. According to the invention, a method of joining metal sheets in which resistance welding points are made between two sheets, through an intermediate adhesive layer, is characterized in that it comprises the following steps: - making a boss on the 'one of the sheets, in the junction area of the latter, intended to come opposite the other sheet; - Make a first welding point by resistance to the right of said boss, after tightening of the sheets between the welding electrodes with sufficient force to establish a contact allowing the passage of current; - then carry out from said first welding point successive welding points by bypass, the spacing between them being chosen such that the current flow through the neighboring welding point at the start of each welding cycle heats up sufficiently the glue so that it can flow and the contact between the tales can therefore

Atre Atabli entre les Alectrodes de soudage.  Be established between the welding electrodes.

Selon une autre caractAristique de l' invention, le pas d'6cartement entre les points de soudure est avantageusement infArieur 12Q mm, et de prAfArence  According to another characteristic of the invention, the spacing pitch between the weld points is advantageously less than 12 mm, and preferably

compris entre 3Q et 120 _.between 3Q and 120 _.

Ces caractAritiques et avantages de l' invention, ainsi que d'autres, apparaltront plus clairement dans  These and other features and advantages of the invention will become more apparent in

la description suivante, faite en relation avec les  the following description, made in relation to

dessins joints, dans lesquels: les Figs. la et lb sont des vues respectivement en plan et de cat d'une liaison entre deux pices de tale, ralise par souJo-collage conformment l' invention; la Fig. 2 est une vue schAmatique en coupe illustrant la ralisation du premier de la squence des points de soudure dans l'opAration de soudage mise en oeuvre conformment l' invention pour obtenir la liaison de la Fig. 1; et la Eig. 3 est une mAme vue schAmatique que la Eig. 2 illustrant par la ralisation du second point de  attached drawings, in which: Figs. 1a and 1b are plan and cat views respectively of a connection between two parts of the sheet, produced by subjoining in accordance with the invention; Fig. 2 is a schematic sectional view illustrating the production of the first of the sequence of the weld points in the welding operation implemented in accordance with the invention to obtain the connection of FIG. 1; and Eig. 3 is the same schAmatic view as Eig. 2 illustrating by the realization of the second point of

soudure la suite de l'opAration de soudage.  welding following the welding operation.

Aux Eigs. la et lb, la liaison ralise par souJo-  In Eigs. la and lb, the link made by souJo-

collage entre les deux pices de tale 1 et 2 comprend un joint de colle sous la forme d'un ruhan 3 entre leurs parties de recouvrement, et un ensemble de points de soudure par rAsistance 4 raliss travers le ruLan de colle 3. Les points de soudue 4 sont ici disposs en quinconce, Acarts d'un pas de l'ordre de 40 m par  bonding between the two parts of size 1 and 2 comprises a joint of glue in the form of a ruhan 3 between their covering parts, and a set of points of welding by resistance 4 made through the ruLan of glue 3. The points of 4 are staggered here, Acarts of a step of the order of 40 m by

exemple.example.

Comme explicité précédemment, la réalisation des points de soudure 4 à travers la colle n'est possible que si celle-ci peut être chassée entre les tôles l et 2 sous l'effet de la force de serrage des électrodes de  As explained above, the production of the welding points 4 through the adhesive is only possible if the latter can be driven between the sheets 1 and 2 under the effect of the clamping force of the electrodes of

soudage El et E2, Figs. 2 et 3.El and E2 welding, Figs. 2 and 3.

Et si la colle est trop épaisse et/ou si sa viscosité est trop élevé, deux solutions permettent d'établir un contact suffisant entre les tôles pour permettre le passage de courant nécessaire pour initier un cycle de soudage: soit concentrer la force de serrage exercée sur les tôles dans une zone très localisée, en formant sur l'une des tôles un bossage destiné à venir en regard de l'autre tôle; soit augmenter la température dans le zone du point de soudure à réaliser, de manière que la colle devienne suffisamment fluide pour permettre d'obtenir le contact sous l'effet d'un serrage normal des tôles entre les électrodes de soudage. Selon l' invention, la première solution est utilisée pour réaliser le premier des points de soudure, qui ouvre la possibilité d'utiliser ensuite la seconde en pratiquant un soudage par dérivation ou reLouclage pour réaliser les points suivants. La première phase de l'opération de soudage, pour la réalisation du premier des points de soudure 4, est illustrée à la Fig. 2. Dans la tôle supérieure l, un bossage lO a été préalablement formé par emboutissage, qui vient en regard de la tôle inférieure 2, dans la zone du ruban de colle 3. Il est de préférence prévu  And if the adhesive is too thick and / or if its viscosity is too high, two solutions make it possible to establish sufficient contact between the sheets to allow the passage of current necessary to initiate a welding cycle: either concentrate the clamping force exerted on the sheets in a very localized area, by forming on one of the sheets a boss intended to come opposite the other sheet; or increase the temperature in the area of the welding point to be made, so that the adhesive becomes sufficiently fluid to allow contact to be obtained under the effect of normal clamping of the sheets between the welding electrodes. According to the invention, the first solution is used to make the first of the welding points, which opens the possibility of then using the second by practicing welding bypass or re-looping to achieve the following points. The first phase of the welding operation, for the production of the first of the welding points 4, is illustrated in FIG. 2. In the upper sheet l, a boss lO has been previously formed by stamping, which comes opposite the lower sheet 2, in the region of the adhesive tape 3. It is preferably provided

près d'une extrémité de la jonction à réaliser, c'est-  near one end of the junction to be made, that is

à-dire à l'emplacement du point 4a à la Fig. 1.  i.e. at the location of point 4a in FIG. 1.

Lorsque le serrage des électrodes de soudage El et E2 est appliqué au droit du bossage lO, la pression est telle entre celui-ci et la tôle inférieure 2 que la colle va fluer vers l'extérieur même si sa viscosité est élevée, de sorte que le contact va s'établir et permettre le passage de courant nécessaire à l'initialisation d'un cycle de soudage qui, ensuite, se  When the clamping of the welding electrodes El and E2 is applied to the right of the boss lO, the pressure is such between the latter and the lower sheet 2 that the adhesive will creep outward even if its viscosity is high, so that the contact will be established and allow the passage of current necessary for the initialization of a welding cycle which, then,

déroulera normalement.will run normally.

Le second point de soudure est réalisé à partir du premier comme illustré à la Fig. 3, et de la même façon chaque point suivant à partir du précédent en opérant pas à pas. Pour ce faire, lesélectrodes de soudage El et E2 sont placces au droit du second point, puis un courant de départ est généré, dont le passage va s'établir par dérivation ou "rebouclage", c'est-à-dire via le premier point de soudure 4a réalisé, selon le trajet représenté en trait fort par le dessin. Il va s'ensuivre un échauffement par effet Joule de toute la zone autour dudit traj et, et notamment de la zone du second point de soudure à réaliser, qui va sensiblement diminuer la viscosité de la colle, de telle manière qu'elle pourra fluer sous l'effet du serrage normal des électrodes de soudage El et E2 et que par suite le contact des tôles l et 2 s'établira entre elles, permettant alors un passage de courant par la voie  The second weld point is made from the first as illustrated in FIG. 3, and in the same way each following point starting from the preceding one by operating step by step. To do this, the welding electrodes E1 and E2 are placed at the right of the second point, then a starting current is generated, the passage of which will be established by bypass or "loopback", that is to say via the first weld point 4a produced, along the path shown in strong lines by the drawing. This will result in heating by Joule effect of the entire area around said path and, in particular of the area of the second weld point to be produced, which will significantly decrease the viscosity of the adhesive, so that it can creep under the effect of the normal clamping of the welding electrodes El and E2 and that as a result the contact of the sheets l and 2 will be established between them, then allowing current to flow through the channel

directe représentée en traits forts interrompus.  direct represented in strong broken lines.

Dans la mise en _uvre du procédé selon l'invehÉion, un unique bossage sur l'une des tôles peut donc suffire pour réaliser toute une séquence de points de soudure par résistance, seuls l'ordre de réalisation de ces points devant être respecté et leur pas d'écartement convenablement choisi. Concernant ce paramètre, il a été constaté par des essais que le procédé était applicable de façon satisfaisante pour des pas d'écartement des points de soudure pouvant aller jusqu'à 120 mm environ, et de préférence  In implementing the method according to the invention, a single boss on one of the sheets may therefore be sufficient to produce a whole sequence of resistance welding points, only the order of realization of these points having to be respected and their no properly chosen spacing. With regard to this parameter, it has been found by tests that the method can be applied satisfactorily for steps of spacing of the weld points which can range up to approximately 120 mm, and preferably

supérieurs à 30 mm environ.greater than approximately 30 mm.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1) Procédé de jonction de tales métalliques (1, 2) selon lequel des points de soudure par résistance (4) sont réalisés entre deux tôles, à travers une couche de colle intermédiaire (3) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - réaliser un bossage (10) sur l'une des tôles (1), dans la zone de jonction de celle-ci, destiné à venir en regard de l'autre tôle (2); - réaliser un premier point de soudure par résistance (4a) au droit dudit bossage (10), après serrage des tôles (1, 2) entre les électrodes de soudage (E1, E2) avec une force suffisante pour établir un contact permettant le passage du courant; - réaliser ensuite à partir dudit premier point de soudure (4a) des points de soudure successifs par dérivation (4), le pas d'écartement entre ceux-ci étant choisi tel que le passage de courant par le point de soudure voisin au début de chaque cycle de soudage échanffe suffisamment la colle pour qu'elle puisse fluer et que le contact des tôles (1, 2) puisse donc  1) Method of joining metal sheets (1, 2) according to which resistance welding points (4) are made between two sheets, through an intermediate adhesive layer (3) characterized in that it comprises the following steps : - make a boss (10) on one of the sheets (1), in the junction area thereof, intended to come opposite the other sheet (2); - make a first resistance welding point (4a) in line with said boss (10), after tightening the sheets (1, 2) between the welding electrodes (E1, E2) with sufficient force to establish contact allowing passage current; - then carry out from said first welding point (4a) successive welding points by bypass (4), the spacing between them being chosen such that the current flow through the neighboring welding point at the start of each welding cycle swaps the adhesive enough so that it can creep and the contact of the sheets (1, 2) can therefore être établi entre les électrodes de soudage (E1, E2).  be established between the welding electrodes (E1, E2). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pas d'écartement entre les points de  2) Method according to claim 1, characterized in that the spacing between the points of soudure (4) est inférieur à 120 mm, environ.  weld (4) is less than 120 mm, approximately. 3!) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pas d'écartement entre les points de soudure (4) est compris entre 30 mm, environ, et  3!) Method according to claim 2, characterized in that the spacing pitch between the welding points (4) is between approximately 30 mm, and
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