FR2837656A1 - Procede et dispositif de chauffage par conduction electrique d'une piece metallique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé et un dispositif de chauffage par conduction électrique d'une pièce métallique (4) dont la section varie sur la longueur à l'aide d'électrodes (5, 5a-5e), les zones de grande section (Q) de la pièce (4) sont chauffées par conduction tandis que les zones qui présentent une section (q) plus faible sont court-circuitées de sorte qu'elles ne sont pas ou pratiquement pas chauffées lors du préchauffage, puis l'ensemble de la pièce (4) est chauffé. Dans une variante de réalisation, les zone de faible section (q) sont refroidies avant que l'ensemble de la pièce (4) soit chauffé. On évite ainsi une surchauffe des zones de faible section (q) et un chauffage insuffisant des zones de grande section (Q). La mise en court-circuit peut être réalisée électriquement ou thermiquement. Le chauffage final peut être réalisé dans le dispositif que le préchauffage ou lors du transfert de la pièce vers une autre station de travail. Il est préférable de réaliser le chauffage dans une atmosphère protégée.
Description
communication en mode circuit est établie avec l'auteur de cet appel.
DESCRIPTION
La présente invention concerne un procédé de chauffage par conduction électrique d'une pièce métallique dont la section varie sur la longueur, au moyen d'électrodes, ainsi
qu'un dispositif de mise en _uvre du procédé.
On conna^t plusieurs possibilités pour chauffer des pièces métalliques constituces de différents produits semi-finis comme des platines, des profilés extrudés ou des profilés pleins, o afin de continuer à les travailler ou de les durcir lors d'un processus de thermoformage ultérieur. Ainsi, le chauffage de ces pièces peut avoir lieu dans un four à passage continu, la pièce étant amenée à une température de traitement homogène dépendant de sa forme géométrique. Cependant, ce genre de four à passage continu prend beaucoup de place, avec des temps de passage correspondants et la calamine qui s'est formée doit être enlevée dans
une étape de procédé ultérieure telle qu'un sablage.
On peut également chauffer partiellement ou complètement des pièces par induction.
Le chauffage par induction provoque cependant des gradients de température, au moins sur
les pièces longues.
Il est également possible de chauffer des pièces par conduction, donc à l'aide du passage direct d'un courant. Ainsi, il est courant de chauffer par résistance électrique un matériau en bande comme de la tôle en forme de bobine ou des tiges métalliques en faisant passer du courant. Il s'agit, dans le cas d'un matériau en bobine, d'un processus continu, tandis que pour les tiges, on chauffe soit une seule pièce soit plusieurs pièces en même temps. Le chauffage par conduction nécessite moins de place que le chauffage dans un four et permet des cadences plus élevées, mais des problèmes surviennent lorsqu'on chauffe par résistance électrique des pièces qui n'ont pas une section constante. La pièce se chauffe bien plus rapidement et plus fortement dans les zones de faible section que dans les zones so de plus grande section. Il se forme des différences de température non souhaitées au point que dans certains cas la pièce est détériorée dans les zones les plus étroites, tandis que dans les zones de plus grande section, la pièce n'a pas encore atteint le niveau de
température défini.
Le document DE 12 62 320 B décrit un procédé pour le chauffage d'un bloc d'acier dans lequel la pièce est préchauffée uniquement dans les zones extérieures et le chauffage ultérieur à la tem pérature de thermoformage est réalisé à l 'aide d' un chauffage par conduction électrique afin de supprimer les irréqularités de la structure. Selon le document DE 30 26 346 C2, lors d'un étirage par chauffage au rouge de pièces, les pinces de serrage sont munies d'une alimentation en courant et servent ainsi d'électrodes. Aucun des documents ne décrit cependant de solution au problème mentionné ci-dessus du chauffage
par conduction de sections irréqulières.
o L'objectif de l'invention est donc de proposer un procédé de chauffage par conduction, dans lequel toutes les zones d'une pièce métallique atteignent un niveau de température défini, sans que certaines des zones soient surchauffées ou au contraire insuffisamment chauffée. s Cet objectif est atteint par le procédé selon l'invention avec lequel, lors d'une première étape, certaines zones de la pièce sont préchauffées ou refroidies de façon ciblée de telle sorte qu'à la fin de cette première étape les zones de faible section ont une température inférieure à la température des zones de grande section, puis dans une seconde étape, I'ensemble de la pièce est chauffé jusqu'à une température finale
prédéfinie.
La différence de température entre les zones de faible section et les zones de section plus importante à la fin de la première étape est choisie de telle sorte que la résistance électrique en résultant dans ces différentes zones est sensiblement :s homogène sur l'ensemble de la pièce. Pour une même température, la résistance électrique d'une pièce métallique au niveau des zones de faible section est plus importante que dans les zones de section plus grande. Une pièce métallique est donc chauffée nettement plus rapidement au niveau des zones de petite section qu'au niveau des zones de grande section. Cependant, lorsqu'on chauffe un métal, la so conductivité électrique diminue. Inversement, plus le métal est froid, plus la conductivité électrique du métal augmente. En préchauffant ou en refroidissant de façon ciblée certaines zones, les différentes valeurs de résistance dues aux différentes sections d'une pièce métallique peuvent être au moins partiellement compensées. Par exemple, lorsqu'on chauffe les zones de grande section, on augmente leur résistance. Si au contraire on refroidit les zones de faible section, on diminue leur résistance électrique. On choisit donc des températures de préchauffage ou de refroidissement telles qu'à la fin de cette première étape les résistances électriques des différentes zones soient sensiblement les mêmes. Dans le cas du préchauffage, on utilise non seulement la modification de la conductivité électrique
des métaux en fonction de la température mais également l'effet du préchauffage.
Par conséquent, lors du chauffage de l'ensemble de la pièce, on a une valeur de résistance sensiblement homogène dans toutes les zones, de telle sorte que toutes les zones atteignent à peu près en même temps la température finale souhaitée. Le o chauffage de l'ensemble de la pièce est donc plus régulier, de telle sorte qu'on évite une surchauffe des zones de petite section ainsi qu'un chauffage insuffisant des
zones de grande section.
Dans une première variante de réalisation du procédé, lors de la première étape, les zones de la pièce de faible section sont court-circuitées lors du préchauffage de telle sorte qu'elles ne sont pas ou peu chauffées tandis que les zones de la pièce de plus grande section sont préchauffées à un niveau de température déterminé. Le courant provoquant le préchauffage ne circule donc que dans les zones de grande section. La mise en court-circuit peut être réalisoe électriquement et / ou thermiquement. Pour le préchauffage ciblé de zones o ayant des sections plus importantes, on applique des électrodes sur la surface de la pièce selon un arrangement approprié, une tension étant appliquée entre des électrodes déterminées et / ou les zones de faible section étant court- circuitées électriquement et / ou therm iq uement. De cette manière, sel on la forme de la pièce usinée, des paires d'électrodes sont en contact avec la pièce de telle sorte que les zones ainsi englobées soient préchauffées. Afin de réduire ou d'interrompre le courant dans les zones partielles plus fines, les électrodes qui englobent ces zones sont court- circuitées électriquement ou ces zones
sont reliées thermiquement, par exemple à l'aide d'éléments en céramique.
Dans une autre variante de réalisation, qui peut être combinée avec la première, lors de so la première étape, les zones de la pièce de faible section sont refroidies de telle sorte qu'elles ont une température plus faible que les zones de la pièce de plus grande section. Au lieu de courtcircuiter les zones de faible section lors du préchauffage, il est également possible de les refroidir avant de chauffer l'ensemble de la pièce. La conductivité électrique augmente dans ces endroits prérefroidis et la résistance diminue, tandis que les zones de la pièce présentant une plus grande section ne subissent d'abord pas de changement de température et donc de résistance, jusqu'à ce que les valeurs de résistance des zones refroidies soient approximativement égales aux valeurs de résistance des zones non refroidies. Lors du chauffage final de l'ensemble de la pièce au cours de la seconde étape, on a une valeur de résistance approximativement égale dans toutes les zones, de telle sorte que toutes les zones atteignent à peu près en même temps la température souhaitée. Le chauffage par conduction électrique de l'ensemble de la pièce est réalisé également de manière plus réqulière, de telle sorte qu'on évite une surchauffe des zones de petite section ainsi qu'un chauffage insuffisant des zones à grande section. L'air froid, I'azote ou des huiles peuvent
o être utilisés comme fluides de refroidissement pour le prérefroidissement.
Peu importe que la pièce à chauffer soit une platine de forme, une pièce déjà formée, une pièce forgée brute ou un profilé extrudé. Si la surface d'application des électrodes sur une pièce fortement préformée n'est pas plane, il suffit d'adapter la forme des électrodes à la
forme de la pièce.
Les électrodes du réseau de contacts à électrodes sont disposées de telle sorte que le courant circule le long de l'axe longitudinal de la pièce. Pour des zones de largeur ou d'épaisseur très importante, il est préférable d'appliquer les électrodes du réseau de contacts o à électrodes sur cette partie de telle sorte que le courant circule essentiellement perpendiculairement ou obliquement à l'axe longitudinal de la pièce afin d'obtenir un meilleur
rendement de chauffage.
Etant donné que la pièce métallique se dilate lors du chauffage, il est avantageux d'étirer la pièce pendant le chauffage par conduction électrique, pour compenser la
déformation de l'ensemble de la pièce.
Il est possible de réaliser la première étape et la seconde étape dans le même poste de travail. Pour cela, il faut soit que les pièces métalliques soient mobiles par rapport aux so électrodes, soit que les électrodes soient mobiles par rapport à la pièce, afin de garantir un préchauffage et / ou un refroidissement préalable puis un chauffage final dans les différentes zones de la pièce. Il est également possible de réaliser le chauffage dans des postes de
travail séparés disposés de préféren ce à l' intérieu r d'une cellu le.
Il est également possible de réaliser d'une part le préchauffage et / ou le refroidissement préalable et / ou d'autre part le chauffage final de la pièce métallique lors du transfert de la pièce vers un autre poste de travail à l'aide d'outils de transport. Le poste de
travail suivant peut être par exemple un poste de formage et / ou de trempe.
Afin d'éviter la formation de calamine sur la pièce métallique du fait du processus de chauffage, il est conforme à l'invention de réaliser le procédé notamment dans une atmosphère protectrice ou sous vide. Un traitement ultérieur pour éliminer la calamine,
comme le sablage, devient ainsi inutile.
Un dispositif de chauffage par conduction d'une pièce métallique pour la mise en _uvre du procédé comprend des premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce de telle sorte que les zones de faible section ont une température inférieure à la température des zones de grande section, et des seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce jusqu'à une température finale prédéfinie. Pour cela, le dispositif est muni d'un réseau de contacts à électrodes constitué de plusieurs électrodes et des moyens de préchauffage ou de refroidissement de zones déterminées, les moyens de réglage ciblé d'une augmentation de température pouvant faire partie du réseau de contacts à électrodes. Le dispositif peut également comporter un fluide de refroidissement devant être
appliqué sur les zones de petite section.
Les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce peuvent comporter des moyens de mise en court-circuit électrique et / ou thermique pour court-circuiter des zones de petite section, ces moyens étant de préférence des matériaux céramiques ou une électrode en plaque et / ou des conduites électriques réalisées
dans des matériaux plus conducteurs du courant que le métal de la pièce.
Dans une autre variante de réalisation, les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer so l'ensemble de la pièce comprennent les bras de prise d'un robot, lesdits bras étant munis d'électrodes. Grâce à une telle configuration, il est possible de chauffer la pièce pendant son transport d'un poste de traitement vers un autre, par exemple un outil de presse, de telle sorte que les temps de processus sont considérablement réduits. Dans un développement supplémentaire de l'invention, il est prévu que les premiers moyens pour chauffer ou refroidir s de façon ciblee certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer I'ensemble de la pièce comprennent des mâchoires portant des électrodes disposées de sorte à être appliquée sur les extrémités de la pièce et / ou sur des zones particulières de la pièce, certaines de ces électrodes pouvant être positionnées sur des bras pivotants. Ces
électrodes en mâchoire constituent le réseau de contacts à électrodes de chauffage général.
Elles peuvent être munies de bras d'électrodes pivotants qui sont rabattus sur la pièce pour
constituer le réseau d'électrodes à contacts de préchauffage.
Le réseau de contacts à électrodes peut être configuré, dans une variante de réalisation, de telle sorte que les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce comprennent des électrodes mobiles le long de la pièce et / ou des électrodes à rouleau. Il est également possible que les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce
comprennent un jeu d'électrodes pouvant être contrôlées de manière ciblée.
Le procédé conforme à l'invention ainsi que le dispositif de chauffage peuvent être combinés notamment avec le procédé de thermoformage de platines déjà préformées pour la fabrication de composants pour l'industrie automobile, tels que des renforts latéraux de porte, des boucliers, des pièces de carrosserie, des pièces de châssis etc., I'outil ainsi que le o dispositif de chauffage pouvant être intagrés, du fait de leur compacité, dans une cellule de protection et éviter ainsi par exemple la formation de calamine sur les pièces en acier ou la formation d'une couche d'oxyde sur les pièces en aluminium. L'outil peut être également un outil combiné de formage et de traitement de trempe et de revenu. Les pièces chauffées selon le procédé proposé peuvent, en outre, être conduites vers tout processus de traitement
ultérieur, comme un processus de forgeage ou un autre traitement thermique.
D'autres détails et avantages de l'invention sont mentionnés dans la description ci
dessous de modes de réalisation décrits à l'aide des figures suivantes qui montrent: Figure 1 une platine de forme (1) avec deux zones d'extrémités étroites, une zone so préchanffée (3) et quatre électrodes (2, 2a-c); Figure 2 une platine de forme (4) avec deux zones étroites (q) et trois zones larges (Q) préchauffées (6, 7, 8) et 6 électrodes (5, 5a-e) ; Figure 3 une platine de forme (9), comme sur la figure 2, avec trois zones de grande section préchauffées (12, 13, 14), deux électrodes étroites (10, 10a) et deux électrodes larges (11, 11a); Figure 4 une platine de forme (17) avec une partie centrale étroite court-circuitée par une conduite électrique (21), deux extrémités larges préchauffées (19, 20) et quatre électrodes (18, 18a, 18b, 18c); Figure 5 la platine (17) de la figure 4 avec deux zones préchauffées (25, 26) avec chacune une électrode étroite (23, 23a) à son extrémité et une électrode large (24) au centre; Figure 6 la platine (17) des figures 4 et 5, avec deux zones préchauffées (25, 26) et seulement une électrode (23, 23a) à chaque extrémité; Figure 7 une platine de forme (29) avec une extrémité étroite et une extrémité en o forme de queue de poisson, une première zone préchauffée (32) et quatre électrodes (30, 30a, 31, 31a); Figure 8 la platine (29) de la figure 7 avec deux zones préchauffées (32, 34) et quatre électrodes (30, 30a, 31, 31a); Figure 9 la platine (29) des figures 7 et 8 avec trois zones chauffées (32, 34, 38) et quatre électrodes (30, 30a, 31, 31a); Figure 10 une représentation schématique d'un dispositif de chauffage par conduction électrique d'une platine (44) avec deux postes de travail séparés pour le préchauffage (40) et le chauffage final (40a); Figure 11 le poste de préchauffage (40) de la figure 10 et, schématiquement, une platine (44) avec deux griffes de transport (45, 46) qui sont en même temps des électrodes; Figure 12 une représentation schématique d'une platine (51) avec deux griffes de transport (47, 49) qui sont en même temps des électrodes et sont munies de deux électrodes supplémentaires repliables (48, 48a, 50, 50a); : Figure 13 une représentation schématique d'un dispositif de chauffage par conduction électrique (52), les électrodes (56, 56a-c) ayant la forme de rouleaux; Figure 14 une représentation schématique d'un dispositif de chauffage par conduction électrique (57) à l'aide duquel un processus de formage peut également être réalisé; so Figure 15 une représentation schématique d'un dispositif pour le chauffage par conduction électrique (62) dans lequel se trouvent plusieurs électrodes (66, 66a-k) pouvant être chacune séparément mises sous tension ou hors tension; Figure 16 une représentation schématique d'un dispositif pour le chauflage par conduction électrique (67) avec des électrodes mobiles (71, 71a-c) montées sur des rouleaux (72, 72a-c); Figure 17 une représentation schématique d'un dispositif de chauffage (78) et d'un dispositif de formage ou de trempe et revenu se trouvant dans une cellule fermée (73); Figure 18 une représentation schématique d'un dispositif de formage ou de trempe et revenu (86) et deux robots (85, 87) dont un (87) porte un transformateur (88);
o Figure 19 une vue détaillée du robot (87) avec le transformateur (88) de la figure 18.
La figure 1 montre une platine de forme (1) avec une partie centrale ayant une section plus importante et deux zones d'extrémité ayant une section plus petite. Des électrodes (2, 2a-c) se trouvent à chaque extrémité et au début de la zone plus large. La zone centrale (3) de plus grande section a été, dans cet exemple, préchauffée à l'aide des deux électrodes
centrales (2a, 2b).
La figure 2 montre une platine de forme (4) avec trois zones de grande section (Q) et deux zones de petite section (q) ainsi que six électrodes (5, 5a-e) se trouvant pour certaines o (5, 5e) aux extrémités de la platine (4) et pour les autres (5a-d) dans les zones de transition entre petites et grandes sections. Les zones (6, 7, 8) de plus grande section (Q) ont été
également préchauffées.
La figure 3 montre une platine de forme (9) avec trois zones préchauffées (12, 13, 14).
Dans le cas présent; les zones de section plus petite sont courtcircuitées à l'aide d'électrodes (11, 11 a) particulièrement longues. Le courant circule alors entre les deux électrodes extérieures (10, 10a) à travers la platine vers les deux grandes électrodes (11, 11 a), puis à travers les grandes électrodes et à nouveau dans la platine. Le courant circulant
à travers les grandes électrodes (11,11 a) est représenté par une boucle de courant (15, 16).
La figure 4 montre une platine de forme (17) avec deux zones extérieures (19, 20) de grande section qui ont été préchauffées et une zone centrale de section plus petite, ainsi que quatre électrodes, deux électrodes extérieures (18, 18c) à chaque extrémité de la platine et deux électrodes intérieures (18a-b) dans la zone de transition des grandes sections vers la petite section. Les deux électrodes intérieures (18a-b) sont reliées avec un câble (21)
pendant le préchauffage. La zone centrale de la platine de faible section est ainsi court-
circuitée lors du préchauffage et maintenue froide. La tension est appliquée aux deux
électrodes extérieures. La boucle de courant est représentée (22, 22a).
La figure 5 montre la platine de forme (17) de la figure 4. A chaque extrémité se trouvent les électrodes extérieures (23, 23a). Au centre, la zone de petite section est recouverte par une électrode (24) ou un matériau ayant une bonne conductivité comme du cuivre. La tension est appliquce aux électrodes extérieures (23, 23a). La boucle extérieure de courant est représentée (28, 28a). Lors de la première étape de préchauffage, le courant o circule d'une électrode extérieure (23) à travers la platine puis à travers la grande électrode centrale (27), à nouveau à travers la platine et à travers la seconde électrode extérieure
(23a). Les deux zones (25, 26) de grande section sont ainsi préchauffées.
Sur la figure 6,1'électrode centrale a été enlevée de la platine de forme (17) de la figure 5. Les deux zones (25, 26) de grande section sont déjà préchauffées. Avec la boucle de courant extérieure représentée (28, 28a), le chauffage de la platine (17) peut ensuite étre terminé. Les figures 7, 8 et 9 montrent une platine de forme (29) avec une extrémité étroite et o une extrémité en forme de queue de poisson à différents stades du chauffage. On a disposé sur la platine (29) des électrodes au niveau de l'extrémité étroite (30), dans la zone de transition (30a) entre la zone de petite section et la zone de grande section et à chaque angle de la queue de poisson (31, 31 a). Sur ces figures, on a représenté le chauffage de configurations de section plus complexe. Le procédé par étapes est ici particulièrement bien mis en évidence. Sur la figure 7, on préchauffe tout d'abord l'extrémité en queue de poisson à
l'aide de la première boucle de courant (33, 33a).
Sur la figure 8, la boucle de courant représentée (35, 36, 37) des électrodes placées sur la queue de poisson (31, 31a) vers l'électrode centrale (30a) située sur la zone de transition so est fermée. Une autre zone (34) de la platine (29) est ainsi préchauffée. La première étape de
préchauffage est ainsi terminée.
Sur la figure 9, la boucle de courant (39) est réalisée entre les électrodes situées sur la queue de poisson (31, 31a) et l'électrode extérieure (30) située au niveau de l'extrémité étroite. On peut ainsi chauffer la platine (29) également au niveau de la dernière zone non préchauffée (38), en même temps que les autres zones, l'extrémité en forme de queue de poisson atteignant ainsi le niveau de température sensiblement identique à celui de la partie
centrale et de l'autre extrémité étroite de la platine (29).
La figure 10 montre un dispositif pour le chauffage par conduction dans deux postes de
travail séparés (40, 40a) avec chacun quatre électrodes (43, 43a-c, 43d-g) et une platine (44).
Dans le poste de préchauffage (40), les électrodes (43, 43a-c) sont disposées sur et sous la zone centrale de la platine (44) et préchauffent cette zone. Dans le poste de chauffage final (40a), les électrodes (43d-g) se trouvent aux extrémités de la platine (44), afin de chauffer
o toute la platine (44).
Sur la figure 11, la platine (44) de la figure 10 est d'abord préchauffée au centre dans le même dispositif de préchauffage (40) de la figure 10. La platine (44) est ensuite saisie à chaque extrémité par deux mâchoires (45, 46) qui sont conformés sous forme d'électrodes, et le chauffage est ainsi terminé. Sur cette figure, le chauffage final a lieu lors du transfert du
préchauffage vers le traitement ultérieur à l'aide de l'outil de transport.
La figure 12 montre deux mâchoires (47, 49) conçues comme des électrodes, pouvant saisir une platine (51) par ses extrémités et la chauffer. En outre, chaque mâchoire (47, 49) comporte, de chaque côté, un bras de maintien supplémentaire (48, 48a, 50, 50a) avec une
électrode supplémentaire et qui peut être replié vers la platine (51) ou être écartée de celie-ci.
Ainsi, les mâchoires (47, 49) peuvent préchauffer ou terminer le chauffage d'une platine (51)
également au niveau de la partie centrale.
La figure 13 montre un dispositif de chauffage par conduction (52) avec un outil supérieur (53) et un outil inférieur (54) avec quatre électrodes (56, 56a-c) ayant la forme de rouleaux. Une platine (55) est guidée à travers les rouleaux. La platine (55) peut être certes facilement déplacee dans ce dispositif (52) mais les rouleaux n'ont qu'une surface d'appui réduite. La figure 14 montre un dispositif de chauffage par conduction et de formage (57) avec un outil supérieur (58) ayant un profil particulier et un outil inférieur (59) ayant un profil complémentaire ainsi que quatre électrodes (61, 61a-c). ll est possible dans ce dispositif (57)
non seulement de chauffer une platine (60) mais également de la former.
La figure 15 montre un dispositif pour le chauffage par conduction (62) avec un outil supérieur (63) et un outil inférieur (64) et plusieurs électrodes (66, 66a-k) disposées les unes derrière les autres et de manière opposée. Dans cet exemple, il est possible de préchauffer et de finir de chauffer une platine (65) en mettant sous tension et hors tension ou en retirant ou
s en ajoutant certaines électrodes (66, 66a-k) à différents endroits.
On a représenté sur la figure 16 un dispositif de chauffage par conduction (67), avec un outil supérieur (68) et un outil inférieur (69) ainsi que quatre électrodes (71, 71a-c) montées chacune sur des rouleaux (72, 72a-c). Les électrodes peuvent être ainsi disposées aux
o endroits souhaités d'une platine (70) pour le préchauffage et le chauffage final.
La figure 17 montre de manière schématique une cellule fermée (73) dans laquelle se trouve un dispositif de chauffage (78) avec deux ensembles d'électrodes (79, 80) et un dispositif de formage ou de trempe et de revenu avec un outil supérieur (77) et un outil inférieur (76) pouvant être fermé à l'aide d'un poussoir (74). À l'extérieur de la cellule (73) se trouve un dispositif de compensation de pression et de volume (75) afin de compenser les mouvements du poussoir (74) et le volume ainsi comprimé dans la cellule fermée (73). La cellule (73) est alimentée en pièces (81) puis vidée par l'intermédiaire de deux portes (82, 83). Dans cet exemple, la cellule (73) est remplie d'un gaz protecteur (84). Dans une variante de réalisation, elle peut également être sous vide. On évite ainsi la formation de calamine sur les pièces traitées (81). Lorsque la cellule est sous vide, le dispositif de compensation de
pression et de volume (75) n'est pas nécessaire.
La figure 18 montre un dispositif de chauffage ou de formage (86) alimenté à l'aide de deux robots (85, 87). Un des robots (87) porte un transformateur (88) relié à une source de
courant (89). La zone de la figure entourée est montrée en détail à la figure 19.
Comme le montre la figure 19, le robot (87) porte un transformateur (88) relié à une source de courant (89). Le transformateur (88) est relié, par l'intermédiaire de deux câbles so (90, 90a), à deux électrodes (91, 92) situées sur les bras du robot (87). Le robot (87) peut, à l 'aide de ces électrodes, ag ripper une pièce (93) et la préch auffer ou term iner de la cha uffer
pendant l'alimentation du dispositif de chauffage et / ou de formage (86) de la figure 18.
Dans l'ensemble, toutes les pièces constituées d'un matériau conducteurd'électricité s peuvent être chauffées avec le procédé et le dispositif proposés, notamment les pièces en acier mais aussi en métaux non-ferreux comme l'aluminium et le magnésium. L'invention
n'est pas limitée à des pièces destinces à l'industrie automobile.
Claims (16)
1. Procédé de chauffage par conduction électrique d'une pièce métallique (1, 4, 9, s 17, 29, 44, 51, 55, 60, 65, 70, 81, 93) dont la section (q, Q) varie sur la longueur au moyen d'électrodes (2, 5, 10, 11, 18, 23, 24, 30, 31, 43, 56, 61, 66, 71, 79, 80, 91, 92), caractérisé en ce que lors d'une première étape, certaines zones de la pièce (1, 4, 9, 17, 29, 44, 51, 55, , 65, 70, 81, 93) sont préchauffées ou refroidies de façon ciblée de telle sorte qu'à la fin de cette première étape, les zones de faible section (q) ont une température inférieure à la o température des zones de grande section (Q), puis dans une seconde étape, l'ensemble de la pièce (1, 4, 9, 17, 29, 44, 51, 55, 60, 65, 70, 81, 93) est chauffé jusqu'à une température
finale prédefinie.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de s température entre les zones de faible section (q) et les zones de grande section (Q) à la fin de la première étape est choisie de telle sorte que la résistance électrique en résultant dans ces différentes zones est sensiblement homogène sur l'ensemble de la pièce (1, 4, 9, 17, 29,
44, 51, 55, 60, 65, 70, 81, 93).
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors
de la première étape, les zones de la pièce (4, 9, 17) de faible section (q) sont court circuitées lors du préchauffage de telle sorte qu'elles ne sont pas ou peu chauffées tandis que les zones de la pièce (4, 9, 17) de plus grande section (Q) sont préchauffées à un niveau
de température déterminé.
4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la mise en
court-circuit (11, 24, 15, 16, 21) est réalisée électriquement et / ou thermiquement.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que, lors de la première so étape, les zones de la pièce de faible section (q) sont refroidies de telle sorte que qu'elles ont
une température plus faible que les zones de la pièce de plus grande section (Q).
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour
des zones de section particulièrement importante, les électrodes sont placées de telle sorte que le courant circule essentiellement perpendiculairement ou obliquement à l'axe
longitudinal de la pièce.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la
première étape et la seconde étape sont réalisées dans le même poste de travail (62).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la
première étape et / ou la seconde épate sont réalisées lors du transfert de la pièce vers un
autre poste de travail à l'aide d'outils de transport (45, 46, 47, 49, 87) .
9. Dispositif (40, 41, 45, 46, 47, 49, 52, 57, 62, 67, 78, 87) de chauffage par conduction électrique d'une pièce métallique (1, 4, 9, 17, 29, 44, 51, 55, 60, 65, 70, 81, 93) dont la section varie sur sa longueur à l'aide d'électrodes (2, 5, 10, 11, 18, 23, 24, 30, 31, 43, 56, 61, 66, 71, 79, 80, 91, 92) pour la mise en _uvre du procédé selon l'une des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni de premiers moyens (2a-b, 5,
11, 18, 21, 23, 24, 31, 30a, 43-43c, 48, 50, 56, 61, 66, 71, 79, 80, 91, 92) pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce de telle sorte que les zones de faible section ont une température inférieure à la température des zones de grande section, et de seconds moyens (2, 2c, 5, 5e, 10, 10a, 18, 18c, 23, 23a, 30, 31, 43d-g, 45, 46, 47, 49, 56, 61, o66, 71, 79, 80, 91, 92) pour chauffer l'ensemble de la pièce jusqu'à une température finale ... predefne.
10. Dispositif (40, 40a, 62) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce comprennent un fluide de refroidissement devant étre appliqué sur les zones de petite section (q)
11. Dispositif (40, 40a, 62) selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce
que les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la sopièce sont munies de moyens de mise en courtcircuit (11, 15, 16, 21, 24) électrique et / ou
thermique pour court-circuiter des zones de petite section (q).
12. Dispositif (40, 40a, 62) selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de mise en court-circuit électrique comprennent une électrode en plaque (11, 11a, 24) et / ou des conduites électriques (21) réalisées dans des matériaux plus conducteurs du
courant que le métal de la pièce (1, 4, 9,17).
13. Dispositif (87) selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les
premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce comprennent les bras de prise d'un
robot (87), lesdits bras étant munis d'électrodes (91, 92).
14. Dispositif (47, 49) selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que
les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce comprennent des mâchoires (45, 46, 47, 48, 49, 50) portant des électrodes disposées de sorte à étre appliquée sur les extrémités de la pièce et / ou sur des zones particulières de la pièce, certaines de ces
électrodes pouvant étre positionnées sur des bras pivotants (48, 50).
15. Dispositif (52, 67) selon l'une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que
les premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce comprennent des électrodes
mobiles (71) le long de la pièce (55, 70) et / ou des électrodes à rouleau (56).
16. Dispositif (62) selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que les
premiers moyens pour chauffer ou refroidir de façon ciblée certaines zones de la pièce et / ou les seconds moyens pour chauffer l'ensemble de la pièce comprennent un jeu d'électrodes
(66) pouvant étre contrôléss de manière ciblée.
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