FR2857661A1 - Produit en vitroceramique avec joint(s) de soudure; fabrication - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet :- des produits en vitrocéramique (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90), dont la structure vitrocéramique, monocomposante ou multicomposante, présente au moins un joint de soudure (100) , ainsi qu'- un procédé de fabrication de tels produits (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90), qui inclut la mise en oeuvre d'au moins un soudage, dont le(s)dit(s) joint(s) de soudure (100) constitue(nt) la signature.La présente invention est basée sur une maîtrise du soudage de verres, précurseurs de vitrocéramiques.

Description

La présente invention a pour objet:

- des produits en vitrocéramique, dont la structure vitrocéramique présente au moins un joint de soudure, ainsi qu' - un procédé de fabrication de tels produits, qui inclut la mise en 5 oeuvre d'au moins un soudage, dont le(s)dit(s) joint(s) de soudure constitue(nt) la signature.

La présente invention est basée sur une maîtrise du soudage de verres, précurseurs de vitrocéramiques.

Les produits en vitrocéramique sont bien connus dans diverses 10 applications. On peut mentionner, à titre d'exemples: - les plaques de cuisson électrique (généralement parfaitement planes); - les plaques de cuisson au gaz, soit planes avec des découpes pour l'alimentation des brûleurs, soit comportant des formes tridimen15 sionnelles (voir notamment la demande de brevet FR-A-2 735 562); - des ustensiles de cuisson, tels que casseroles, cocottes, plats...

Les raisons conduisant au choix du matériau vitrocéramique, à titre de matériau constitutif, sont essentiellement: - des critères esthétiques. Les vitrocéramiques peuvent en effet 20 se décliner sous de nombreuses formes, sous de nombreux aspects, soit opaques, soit transparentes, et de couleurs variées; - une bonne résistance mécanique; - une excellente tenue aux chocs thermiques. Il est en effet possible d'obtenir des matériaux vitrocéramiques dont le coefficient de 25 dilatation est très faible, voire nul.

Les procédés classiques d'obtention de ces produits en vitrocéramique comprennent schématiquement les étapes suivantes: - la fonte d'un verre précurseur de vitrocéramique (ou d'une charge précurseur d'un tel verre) dans un four de verrerie; - la mise en forme dudit verre fondu par un procédé verrier connu; -éventuellement, la mise en oeuvre d'opérations de finition (telles des découpes extérieures et/ou intérieures, la finition des bords.

); -enfin, la mise en oeuvre d'un traitement thermique de 35 céramisation adéquat, afin de développer la microstructure souhaitée...DTD: La forme de ces produits en vitrocéramique est ainsi aujourd'hui limitée de par les possibilités de mise en oeuvre des procédés de mise en forme.

Les procédés principalement mis en oeuvre à ce jour (en amont de la céramisation: voir plus haut) sont: - le laminage, mis en oeuvre avec des rouleaux de laminage non usinés, qui permet d'obtenir des plaques à surfaces planes ou mis en oeuvre avec au moins un rouleau de laminage usiné, qui permet d'obtenir des plaques avec relief(s) et/ou creux sur au moins l'une de leurs 10 surfaces; - le laminage avec aspiration, qui permet de générer des reliefs sur des plaques (voir notamment la demande de brevet FR-A-2 735 562); - le pressage, qui permet d'obtenir de grandes variétés de forme (type ustensiles de cuisson, mentionnés ci-dessus) mais qui reste toutefois 15 limité dans ses domaines d'application. Il est ainsi impossible de former, par pressage, des pièces de grande taille et de faible épaisseur.

Dans ce contexte d'élaboration de produits en vitrocéramique, aucune opération de soudage n'a, à la connaissance des inventeurs, été introduite à ce jour, ni en amont, ni en aval du traitement thermique de 20 céramisation.

Le soudage de pièces en verre est un procédé bien connu, utilisé notamment dans la fabrication d'éléments tubulaires pour l'industrie chimique. Des éléments tels que des tubes (cylindres ou équivalents creux) , barres (produits rectilignes pleins), sont préchauffés à des tempé25 ratures proches de la température de recuit du verre considéré, puis un chauffage localisé est appliqué aux zones destinées à être soudées, pour les porter à des températures suffisamment élevées pour les ramollir. Les pièces à souder sont alors mises au contact, au niveau de leurs zones ramollies. Généralement, un traitement thermique de recuit est appliqué 30 aux pièces soudées, afin de supprimer les contraintes provoquées par l'opération de soudage.

Ce type de procédé (soudage) n'est pas applicable à des pièces en vitrocéramique. En effet, l'application du chauffage localisé conduit inexorablement à des changements notables de microstructure, tels la 35 croissance de la taille des cristaux, la formation de cristaux de nature différente de celle souhaitée... Il en résulte des changements d'aspect et/ou de propriétés (telles le coefficient de dilatation) qui détériorent fortement la qualité du produit.

Ce type de procédé (soudage) n'était pas non plus a priori applicable à des éléments en verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s). 5 En tout état de cause, un réel préjugé existait quant à sa possible maîtrise.

L'homme du métier pouvait raisonnablement craindre une céramisation incontrôlée des zones chauffées (c'est-à-dire la formation de zones de couleurs différentes ou d'aspect laiteux, dont le coefficient de 10 dilatation diffère de celui du reste des éléments en cause), une fracturation de l'assemblage au cours du refroidissement après soudage, l'apparition de contraintes locales incompatibles avec des propriétés mécaniques intéressantes du fait de la non-constance de la valeur du coefficient de dilatation au sein de l'assemblage...

Or, les inventeurs de la présente invention ont montré qu'il est possible de maîtriser un tel procédé d'élaboration de produits en vitrocéramique qui incorpore, en amont du traitement thermique de céramisation, au moins une opération de soudage.

Dans un tel contexte, ils ont développé un procédé de fabrica20 tion original de produits en vitrocéramique (qui inclut au moins un soudage mis en oeuvre sur du verre précurseur de vitrocéramique).

Ce procédé original permet notamment d'obtenir des formes nouvelles de produits en vitrocéramique. En tout état de cause, les produits obtenus par ledit procédé, de forme nouvelle ou non, sont 25 nouveaux en ce qu'ils portent la signature de leur procédé original de fabrication: la présence d'au moins un joint de soudure dans leur structure vitrocéramique.

Selon son premier objet, la présente invention concerne donc un produit en vitrocéramique, dont la structure monocomposante ou multi30 composante présente au moins un joint de soudure.

Un tel produit a une structure en vitrocéramique mono- ou multicomposante.

Il a été obtenu à partir d'un(e) unique élément(pièce) ou à partir d'au moins deux éléments(pièces) indépendant(e)s. Il a ainsi été 35 obtenu par soudage de parties différentes, généralement de parties d'extrémité, d'un unique élément; ou par soudage (assemblage) de plusieurs éléments entre eux.

De façon caractéristique, la structure vitrocéramique du produit de l'invention porte la marque (la signature, la cicatrice) d'un tel soudage: elle présente au moins un joint de soudure. Au niveau de ce joint de 5 soudure, la vitrocéramique présente une irrégularité de forme et/ou un aspect de surface différent. Ce joint de soudure, plus ou moins visible, n'affecte généralement que très faiblement, l'aspect du produit. Ce joint de soudure peut par ailleurs concrétiser la séparation entre des vitrocéramiques différentes, par exemple colorées ou non, colorées de 10 différentes couleurs, de compositions différentes...

A titre de produits de l'invention monocomposants, on peut notamment citer des produits en vitrocéramique de forme annulaire ou tubulaire.

De façon plus générale, les produits de l'invention résultent de 15 I'assemblage d'éléments indépendants, distincts ou non. Ainsi, selon la variante la plus courante, les produits en vitrocéramique de l'invention ont une structure au moins bicomposante (pluricomposante) qui présente au moins un joint de soudure entre les différents composants de ladite structure. Lesdits composants, solidarisés entre eux en un joint de 20 soudure, voire en plusieurs joints de soudure, sont en des vitrocéramiques identiques ou différentes, notamment par leurs compositions et/ou leurs couleurs.

La(les) vitrocéramique(s) constitutive(s) des produits de l'invention présente(nt) avantageusement une phase cristalline 25 prédominante de 3quartz et/ou de P-spodumène. Le pluriel a été ici prévu dans la mesure où l'on a vu que les produits de l'invention peuvent résulter d'un assemblage de composants en des vitrocéramiques différentes. Les phases cristallines de p-quartz et de P-spodumène sont préférées en référence à leur bas coefficient de dilatation thermique. On 30 préfère tout particulièrement des produits, de structure mono- ou multicomposante, dont la vitrocéramique présente une phase P-quartz ou une phase P- spodumène.

On n'exclut nullement du cadre de l'invention des produits en vitrocéramique, dont les vitrocéramiques présentent des phases 35 cristallines d'un autre type, ceci, notamment en référence à une propriété spécifique recherchée (autre que le bas coefficient de dilatation thermique, par exemple, la stabilité à haute température).

La structure multicomposante des produits en vitrocéramique de l'invention renferme généralement des composants de type plaque; barre, 5 tube (pièces allongées pleines ou non) et/ou objet pressé. De tels composants interviennent, dans une telle structure, soudés à des composants du même type et/ou à des composants d'un type différent.

Ainsi, la structure au moins bicomposante d'un produit en vitrocéramique de l'invention est-elle susceptible de renfermer: - au moins deux plaques: par exemple quatre, cinq plaques soudées bord à bord, à 90 , pour délimiter un volume; - au moins une plaque et au moins un objet de la famille barre/ tube évoquée ci-dessus (familles de pièces allongées, pleines ou creuses): par exemple un court objet de ladite famille disposé perpendiculairement à 15 la surface d'une plaque ou un long objet de ladite famille "couché" à la surface d'une telle plaque; - au moins deux objets de la famille barre/tube, ou - au moins un objet pressé et au moins un objet de la famille barre/tube.

La liste ci-dessus n'est en aucune façon exhaustive.

L'homme du métier aura déjà saisi tout l'intérêt de la présente invention et notamment les nombreux débouchés qui s'offrent aux produits "soudés" décrits ci-dessus.

Ils peuvent notamment être utilisés comme, consister en -des éléments de moufle de four: assemblages de 4 ou plaques; - des grilles de support: telles des grilles destinées à supporter des casseroles sur une plaque de cuisson au gaz ou des grilles de support de traitement thermique ou thermochimique, constituées par exemple 30 d'au moins une barre "longue"; - des chapeaux de brûleurs de plaque de cuisson: par exemple, constitués de l'assemblage d'un morceau de plaque et de barres courtes, destinées à permettre l'ancrage de l'ensemble; ou - des plaques avec relief(s) : plaques agrémentées d'au moins 35 une surépaisseur (telle qu'une ligne en continu), d'au moins une protubérance discrète.

Comme précisé ci-dessus, le procédé de l'invention décrit ciaprès, permet l'obtention de produits en vitrocéramique, nouveaux de par le fait que leur structure en vitrocéramique présente au moins un joint de soudure, nouveaux ou non de par leur forme. Ledit procédé de l'invention 5 permet en effet à la fois l'obtention de produits de formes déjà obtenues par les procédés connus (de mise en forme) de l'art antérieur et l'obtention de produit de formes complexes, impensables à obtenir par les procédés connus (de mise en forme) de l'art antérieur. Lesdits produits, nouveaux de par leur forme, sont généralement des produits en vitro10 céramique qui occupent beaucoup d'espace comparé au volume de matière les constituant et/ou qui développent une grande surface par rapport audit volume de matière les constituant. Ils peuvent être caractérisés par deux paramètres, les ratios encombrement R1 = v volume volume du plus petit prisme droit contenant entièrement le produit volume de matière constituant ledit produit surface ensemble de la surface extérieure du produit R2 = = volume volume de matière constituant ledit produit La plupart des produits en vitrocéramique de l'invention, nouveaux de par leur forme, sont caractérisés par les valeurs énoncées ciaprès de l'un et/ou de l'autre des ratios définis ci-dessus R1 > 8 et/ou R2 > 6 cm-'.

De tels produits, présentant de tels paramètres de forme, n'ont jamais été obtenus, à la connaissance des inventeurs, par les techniques de l'art antérieur.

On se propose maintenant de décrire en détail le second objet 30 de la présente invention, c'est-à-dire le procédé de fabrication de produits en vitrocéramique, tels que décrits ci-dessus, dont la structure mono- ou multicomposante présente au moins un joint de soudure. On a vu plus haut que, de façon caractéristique, ledit procédé inclut une opération de soudage, en amont de la céramisation, c'est-à-dire une opération de soudage menée sur du(des) verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique.

Ledit procédé comprend: - la réalisation par soudage d'un produit précurseur en verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s), de structure mono- ou multicomposante, les différents verres susceptibles d'intervenir dans une structure multicomposante présentant des coefficients de dilatation compatibles et étant susceptibles d'être céramisés dans les mêmes conditions, 10 - la céramisation dudit produit précurseur.

La forme finale du produit de l'invention lui est donnée en amont de la céramisation, avec mise en oeuvre d'au moins une opération de soudage. La(les) soudure(s) est(sont) générée(s) sur du(des) verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s).

L'opération de soudage (voire les opérations de soudage) est(sont) menée(s): - sur un unique composant, généralement en un unique verre précurseur de vitrocéramique: on peut ainsi réaliser un anneau, un tube en ledit verre; - sur au moins deux composants (en parallèle ou successivement si plus de deux composants sont en cause) en un même verre précurseur de vitrocéramique ou en des verres différents, précurseurs de vitrocéramiques. Lesdits verres différents doivent bien évidemment: a) être compatibles, au niveau principalement de leurs coefficients de dilatation thermique, pour pouvoir être soudés entre eux et b) être susceptibles d'être céramisés dans des conditions identiques. En effet, une fois l'assemblage réalisé par soudage, le traite30 ment thermique de céramisation est appliqué audit assemblage.

Ainsi, les verres soudés peuvent être colorés ou non, de différentes couleurs, voire de compositions différentes.

Le traitement de céramisation appliqué au produit précurseur soudé (présentant au moins un joint de soudure) est un traitement de 35 céramisation classique, convenant à la céramisation du(des) verre(s) en cause.

L'étape innovante du procédé revendiqué est sans nul doute la première étape de soudage.

Dans la structure de l'assemblage soudé (la structure du produit verrier précurseur), chaque composant intervenant peut rester très proche 5 de sa forme d'origine. Ainsi deux feuilles de verre soudées selon un côté commun ont-elles leur structure respective à peine modifiée.

Il est également possible qu'au moins l'un des composants intervenant subisse une déformation appréciable. Ainsi, un petit tube initialement droit peut-il être enroulé en spirale autour d'un autre tube, 10 une barre peut-elle être incurvée...

La première étape du procédé de l'invention - la réalisation du produit précurseur - peut donc être mise en oeuvre, sciemment, avec déformation appréciable de l'unique composant du produit précurseur ou d'au moins l'un des composants dudit produit précurseur.

Dans le cadre de ladite première étape: les parties de composant(s) à souder ont, par traitement thermique, leur viscosité abaissée à une valeur adéquate, inférieure ou égale à celle de leur point de ramollissement, pour mettre en oeuvre le soudage; ledit traitement thermique étant suffisamment rapide pour éviter toute initialisation de 20 céramisation.

La soudure mise en oeuvre est une soudure classique: verre/ verre mais il convient de la maîtriser parfaitement pour éviter toute initialisation de céramisation. Il convient en fait d'opérer rapidement.

La technique d'opération est à optimiser en fonction du(des) 25 verre(s) en cause et de la forme des zones à souder...

Les parties à souder sont traitées thermiquement. Il n'est nullement exclu que l'ensemble d'au moins l'un des composants à souder soit ainsi traité thermiquement. C'est généralement une question de taille, d'encombrement desdits composants.

On préconise généralement que le soudage de deux parties à souder soit mis en oeuvre dans les conditions ci-après: l'une des parties à souder a sa viscosité abaissée à une valeur inférieure à 5 000 Pa.s (50 000 poises) , avantageusement à une valeur inférieure à 1 000 Pa.s (10 000 poises); tandis que l'autre des parties à souder a sa viscosité abaissée à une valeur inférieure ou égale à 5.1011 Pa.s (5.1012 poises).

Ces conditions énoncées sur la viscosité fixent bien évidemment, en fonction du(des) verre(s) en cause, les conditions de température.

L'une et l'autre des parties à souder ont généralement leur viscosité adaptée à leurs dimensions respectives. On a logiquement 5 tendance à chauffer plus le composant de petites dimensions à assembler à un composant de grande dimension.

Le soudage mis en oeuvre peut être du type chauffage global ou chauffage au défilé. Dans le cadre de ce premier type de chauffage, on chauffe préalablement de façon globale les zones devant ensuite être 10 soudées entre elles. Dans le cadre de ce second type de chauffage, on chauffe au défilé et on réalise la soudure au fur et mesure.

Les conditions de chauffage préconisées sont les suivantes, notamment pour obtenir les valeurs de plus basse viscosité énoncées cidessus (< 5 000 Pa.s, avantageusement < 1 000 Pa.s, pour au moins 15 l'une des parties à souder): + on préconise de mettre en oeuvre un chauffage global, en un temps inférieur à 30 s, avantageusement en un temps inférieur à 20 s; + on préconise de mettre en oeuvre un chauffage au défilé avec une vitesse de défilement supérieure à 100 mm/min, avantageusement 20 supérieure à 200 mm/min.

Les dispositifs utilisés peuvent être de tout type connu, adaptés à mettre en oeuvre des opérations de soudage. On peut notamment utiliser des brûleurs (et en particulier des brûleurs oxygène-gaz, le gaz pouvant être choisi parmi le méthane, le propane, l'hydrogène), des lasers 25 ou des plasmas. On préconise l'utilisation de brûleurs et de lasers, plus particulièrement l'utilisation de brûleurs.

L'étape clé du soudage est avantageusement précédée d'un préchauffage d'au moins l'une des parties à souder, de sorte que sa viscosité soit déjà abaissée. Un tel préchauffage peut éviter la casse de 30 l'assemblage soudé, au cours d'un refroidissement ultérieur dudit assemblage.

Il est particulièrement préconisé pour préparer à la soudure les parties à souder (au moins lesdites parties) de composants de grandes dimensions.

On préconise la mise en oeuvre d'un tel préchauffage pour abaisser la viscosité d'au moins une des parties en cause en-deçà de 1016 Pa.s (1017 poises). On a vu que lesdites parties, pour la mise en oeuvre du soudage, ont avantageusement pour l'une, sa viscosité abaissée en-deçà de 5.1011 Pa.s (5.1012 poises), pour l'autre, sa viscosité abaissée en-deçà de 5 000 Pa.s (50 000 poises).

L'étape clé du soudage peut avantageusement être suivie d'un recuit de détente.

Il est en effet déconseillé, sauf éventuellement dans les cas de soudage de composants de petites dimensions, de laisser l'assemblage refroidir naturellement après soudage (ledit soudage ayant généré des 10 contraintes susceptibles d'entraîner une casse du produit fini).

Un tel traitement thermique de recuit (post-soudage) est toutefois totalement superflu si les composants soudés sont directement céramisés (si lesdits composants soudés sont transférés rapidement à un four de céramisation en température).

Si la céramisation est prévue en différé, on préconise donc, sur des composants de taille conséquente, la mise en oeuvre d'un recuit de détente. Un tel recuit est avantageusement mis en oeuvre de sorte que la viscosité de la soudure réalisée soit portée à une valeur d'au minimum 1016 Pa.s (1017 poises).

Le procédé de l'invention, tel que décrit ci-dessus, peut notamment se décliner selon les deux variantes ci-après: 1) * éventuel préchauffage (généralement recommandé) * transfert sur l'équipement de soudage, si nécessaire 25 * soudage recuit de détente * céramisation en différé.

2) * éventuel préchauffage (généralement recommandé) 30 * transfert sur l'équipement de soudage, si nécessaire * soudage * céramisation en direct.

Comme mentionné en amont du présent texte, on préfère des 35 vitrocéramiques à phase cristalline prédominante de j3-quartz et/ou de 13spodumène. Pour obtenir de telles vitrocéramiques, on préconise de mettre en oeuvre le procédé de l'invention avec un(des) composant(s) en verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s) à phase cristalline 13-quartz et/ou f3-spodumène. De la même façon, pour l'obtention des produits spécifiquement décrits en amont du présent texte, on préconise la mise en 5 oeuvre du procédé de l'invention avec au moins deux composants du type feuille; barre, tube et/ou objet pressé.

L'intérêt de l'invention n'aura pas échappé à l'homme du métier.

On soulignera la variété de formes qu'il est possible d'obtenir, dans l'absolu et relativement à des composants précurseurs donnés ainsi que la 10 possibilité ouverte à obtenir des vitrocéramiques présentant des parties différentes, notamment en terme de couleurs...

L'intérêt de l'invention ressort également à la considération des figures annexées, sur lesquelles: - Figures lA, lB et 2 schématisent respectivement les modes de soudage 15 type chauffage global et chauffage au défilé; - Figures 3A, 4A et 4B schématisent respectivement les premières étapes du procédé de fabrication de produits de l'invention; Figure 3B montre en perspective un produit monocomposant de l'invention; -Figures 4C, 5, 6, 7, 8, 9, 10A, 10B et 11 montrent des produits multicomposants de l'invention.

* Selon les figures 1A et lB (perspectives), on met en oeuvre un soudage de type chauffage global pour souder, à 900, deux feuilles 1 et 2 en un verre précurseur de vitrocéramique. Leurs bords respectifs 1' et 2' 25 ont, dans un premier temps (figure 1A), été portés à(aux) la température(s) adéquate(s). Dans un second temps (figure lB), lesdits bords 1' et 2' sont mis au contact: le soudage est réalisé. Les pointillés représentent le joint de soudure 100' entre lesdites deux feuilles 1 et 2.

* Selon la figure 2 (coupe), on met en oeuvre un soudage de 30 type chauffage au défilé. Les pièces à souder - barre 3 sur feuille 4 - sont chauffées par le brûleur 5 et soudées au fur et à mesure. Ledit brûleur 5 progresse au fur et à mesure de la mise en oeuvre du soudage.

* Le produit en vitrocéramique, de structure monocomposante de la figure 3B - du type anneau, référencé 10 - est montré en 35 perspective. Il a été obtenu par chauffage, cintrage, soudage (type chauffage global) (figure 3A) puis céramisation d'une barre 10" en un verre précurseur de vitrocéramique. On a schématisé en 100' la marque du soudage sur l'anneau 10' en ledit verre précurseur de vitrocéramique; en 100 la marque du soudage sur l'anneau 10 en vitrocéramique.

* Sur la figure 4A, on montre les éléments à assembler: - une rondelle 22" (pressée), - des éléments de barre 21".

Cette rondelle 22" et ces éléments 21" sont en un verre précurseur de vitrocéramique. Ils sont soudés (par soudage global) selon 10 l'invention pour générer un précurseur de chapeau de brûleur 20' (figure 4B). Les éléments de barre 21' sont assemblés à la rondelle 22' par les joints de soudure 100'.

Le précurseur 20' est ensuite céramisé. Renversé par rapport à la figure 4B (prêt pour utilisation), le produit final 20 en vitrocéramique est 15 montré sur la figure 4C. Les pointillés représentent les joints de soudure entre les éléments de barres 21 et la rondelle 22, éléments constitutifs dudit produit final 20.

* Sur les figures 5 à 9, on montre des produits de l'invention obtenus: par soudage (mise en ceuvre de soudages du type chauffage global) d'éléments en verre précurseur de vitrocéramique, puis - céramisation de l'assemblage obtenu.

Ainsi, sur la figure 5, on montre schématiquement un chapeau de brûleur 30, convenant pour supporter des casseroles. Ledit chapeau de 25 brûleur 30 est constitué de quatre barres courbées 31 et d'une rondelle 32 (l'élément précurseur de ladite rondelle 32 a été découpé dans une feuille plane en un verre précurseur de vitrocéramique). Lesdites barres 31 et rondelle 32 sont solidarisées via les joints de soudure 100.

Sur la figure 6, on montre schématiquement un (produit de 30 l'invention utile notamment à titre de) dessous-de-plat 40. Ce dessous-deplat 40 a été réalisé à partir d'une feuille et de barres. Les barres ont été, chacune, chauffées, déformées et soudées en deux endroits de la feuille pour constituer des poignées. Le tout a été céramisé. Ledit dessous de plat 40 comporte deux poignées 41 solidarisées, via les joints de soudure 35 100, à la plaque 42.

Sur la figure 7, on montre schématiquement une grille 50, utile notamment à titre de grille de cuisson. Cette grille 50 a été réalisée à partir de barres en un verre précurseur de vitrocéramique. On a tout d'abord, par chauffage, déformation et soudage, élaboré un cadre 5 précurseur du cadre 51 puis fixé les barres précurseur de la croix 52. Le tout a ensuite été céramisé. Les pointillés représentent comme sur les autres figures les joints de soudure 100.

Sur la figure 8, on montre une structure 60 plus sophistiquée, du même type. Une telle structure est obtenue à partir de barres de verre, 10 chauffées, déformées et soudées. Le tout est ensuite céramisé. Les pointillés représentent les joints de soudure 100 entre les barres constitutives 61. Une telle structure peut avantageusement être utilisée comme support de traitement thermique/thermochimique.

Les produits 50 et 60 sont des produits de l'invention du même 15 type, obtenus par chauffage, déformation, assemblage puis céramisation de barres.

Pour obtenir le produit de la figure 9, référencé 70, utilisable à titre de moufle de four, on a assemblé (par soudage, bord à bord, à 90 ), cinq feuilles en un verre précurseur de vitrocéramique et on a ensuite 20 céramisé l'assemblage final. Les joints de soudure 100 se développent tout au long des arrêtes du polyèdre constitué de cinq plaques 71.

a Sur les figures 10A et 10B on a montré, respectivement en perspective et en coupe, un produit de structure bicomposante 80 de l'invention constitué d'une plaque 82 et d'une barre 81. Ladite barre 81, 25 en U (elle a été déformée lors du soudage), est couchée sur ladite plaque 82. Ces deux éléments, à l'état de verre précurseur de vitrocéramique, ont été chauffés puis soudés par chauffage au défilé. Les pointillés représentent le joint de soudure 100 (développé en continu).

Sur le produit final, la barre 81 peut être là, simplement à des 30 fins esthétiques ou à des fins esthétiques et pratiques. Ainsi, si l'on se place dans un contexte de plaques de cuisson, ladite barre peut servir à délimiter deux zones: celle de la cuisson et celle des organes decommande. Si la zone de cuisson est délimitée de façon fermée, ladite barre constitue avantageusement une barrière anti-débordement.

Sur la figure 11, on a également montré un produit 90 de l'invention à structure bicomposante. Ladite structure bicomposante comprend: - un tube 92 de gros diamètre, autour duquel est enroulé en hélice (avec solidarisation par soudage) - un tube 91 de petit diamètre.

Un tel produit 90 de l'invention peut être utilisé comme échangeur de chaleur.

Il est obtenu à partir de tubes en un verre précurseur de 10 vitrocéramique. Le tube de petit diamètre, chauffé, déformé, est soudé par chauffage au défilé autour du tube de gros diamètre. Le tout est ensuite céramisé.

Sur le produit en vitrocéramique représenté, les pointillés représentent le joint de soudure 100 (développé en continu).

Les produits de l'invention montrés sur les figures annexées peuvent être caractérisés par les ratios R1 et R2 définis en amont dans le présent texte.

Ceux des figures 3B, 5, 6 (au vu de la forme des poignées 41), 7, 8 et 9 présentent des formes nouvelles, caractérisées par R1 > 8 et/ou 20 R2 > 6 cm-'1.

Celui de la figure 4C est susceptible également de présenter une forme nouvelle, en fonction de la forme des barres 21.

L'invention est maintenant illustrée, sous ses aspects produit et procédé, par les deux exemples ci-après.

Un unique verre, précurseur de vitrocéramique, a été utilisé.

Il présente la composition pondérale ci-après, exprimée en pourcentages d'oxydes: SiO2: 68,25 A1203: 19,2 Li20: 3,5 MgO: 1,2 ZnO: 1,6 BaO: 0,8 TiO2: 2,6 ZrO2:1,7 As304: 0,6 Na2O+K20: 0,35 V205: 0,2.

Un tel verre est connu pour générer une vitrocéramique dont le 5 coefficient de dilatation thermique est très proche de zéro, c'est-à-dire une vitrocéramique qui présente une excellente tenue aux chocs thermiques et qui est donc particulièrement adaptée comme matériau constitutif de plaques de cuisson, de portes pare-feu...

Le traitement de céramisation (préconisé), mis en oeuvre dans 10 les exemples ci-après, est le suivant: - montée en température, avec une vitesse de 60 C/min, jusqu'à 675 C (température de nucléation); - montée en température, à travers le domaine de nucléation, de 675 C à 790 C, en 20 min; - montée en température, jusqu'à la température de cristallisation (930 C), en 20 min; - pallier à ladite température de cristallisation (930 C) pendant 12 min; - refroidissement rapide jusqu'à la température ambiante.

Deux types de produit précurseur en le verre présentant la 20 composition pondérale ci-dessus ont été utilisés: - des feuilles planes (épaisseur: 4 mm, longueur x largeur x 70 mm), - une barre (pleine) cylindrique (de diamètre: 5 mm).

Exemple 1: Produit en vitrocéramique: barre de vitrocéramique soudée sur une plaque de vitrocéramique.

Une feuille plane, d'épaisseur 4 mm (voir ci-dessus) a d'abord été préchauffée à 650 C (ce qui lui a conféré une viscosité d'environ 30 4.1013 Pa.s (4.10T4 poises)) avant d'être placée sur un support adéquat.

Un brûleur oxygène méthane a été utilisé pour chauffer localement la barre de 5 mm de diamètre, ceci à proximité de la zone ou demeure la feuille plane sur laquelle ladite barre doit être soudée, de sorte que: - ladite barre est chauffée localement jusqu'à 1350 C environ (sa viscosité est d'alors environ 600 Pa.s (6 000 poises)), - ladite feuille reçoit localement un complément de chauffage qui porte sa température, dans la zone où ladite barre est destinée à être soudée à environ 800 C (c'est-à-dire sa viscosité à environ 109 Pa.s (10T10 poises)).

La barre ramollie (i = 6 000 poises) est déposée sur et s'est soudée à, ladite feuille plane, ce avec une vitesse de défilé (du brûleur) de 1 000 mm/min.

Après soudage (au défilé) de ladite barre sur 300 mm, l'ensemble bicomposant est placé dans un four à 600 C (température qui 10 correspond environ à une viscosité du verre de 1016 Pa.s (1017 poises)).

L'ensemble est laissé dans ledit four, dans ces conditions de température, pendant 30 min (recuit de détente). Il est ensuite refroidi lentement.

Sur l'ensemble bicomposant obtenu, le traitement de céramisation préconisé est ensuite appliqué.

Selon une autre variante de mise en oeuvre, l'ensemble soudé aurait pu directement être soumis au traitement de céramisation (sans recuit de détente et refroidissement).

Le produit en vitrocéramique obtenu est du type de celui illustré sur les figures 10A et 10B.

Exemple 2: Produit en vitrocéramique: deux plaques de vitrocéramique soudées bord à bord (à 90 ).

Deux feuilles planes du type précisé ci-dessus (en le verre 25 précurseur de vitrocéramique dont la composition pondérale a été indiquée ci-dessus, présentant les dimensions indiquées ci-dessus) ont d'abord été préchauffées à 650 C environ (ce qui leur a conféré une viscosité d'environ 4.1013 Pa.s (4.1014 poises)). Elles ont ensuite été transférées sur des supports adéquats de sorte que leurs deux bords 30 (largeur 70 mm) soient très proches l'un de l'autre, lesdites deux feuilles étant alors disposées à 90 l'une de l'autre.

A l'aide d'un brûleur oxygène méthane linéaire, ces deux bords sont chauffés jusqu'à une température d'environ 1 400 C (ce qui abaisse leur viscosité à environ 400 Pa.s (4 000 poises)) pendant 12 secondes, 35 uniquement. Ils sont alors mis en contact et maintenus ainsi pendant une durée de 10 secondes. Les deux feuilles sont ainsi assemblées (soudées) à 900.

L'ensemble ainsi constitué (tel que schématisé à la figure lB) est placé dans un four à 600 C (température qui correspond environ à une 5 viscosité du verre de 1016 Pa.s (1017 poises)). Ledit ensemble est ainsi laissé 30 min, dans ledit four, à cette température (recuit de détente).

Il est ensuite refroidi lentement puis soumis au traitement de céramisation préconisé.

Selon une autre variante de mise en oeuvre, l'ensemble soudé 10 aurait pu directement être soumis au traitement de céramisation (sans recuit de détente et refroidissement).

Les deux ensembles bicomposants ainsi obtenus n'ont pas révélé de faiblesse, dans la zone de soudure, lors de tests de résistance 15 mécanique et de chocs thermiques.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Produit en vitrocéramique (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90), dont la structure monocomposante ou multicomposante présente au moins un joint de soudure (100).

2. Produit en vitrocéramique (20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90) selon la revendication 1, dont la structure au moins bicomposante présente au moins un joint de soudure (100) entre les aux moins deux composants (21, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61; 71; 81, 82; 91, 92) en 10 une vitrocéramique identique ou différente, de ladite structure.

3. Produit en vitrocéramique (10; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90) selon la revendication 1 ou 2, dont la(les) vitrocéramique(s) constitutive(s) présente(nt) une phase cristalline prédominante de 3quartz et/ou de P-spodumène.

4. Produit en vitrocéramique (20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90) selon la revendication 2 ou 3, dont la structure au moins bicomposante renferme des composants du type plaque (42; 82), barre (21; 31; 41; 51, 52; 61; 81), tube (91, 92) et/ou objet pressé (22).

5. Produit en vitrocéramique (20; 40; 50; 60; 70; 80; 90) selon 20 l'une quelconque des revendications 2 à 4, dont la structure au moins bicomposante renferme: - au moins deux plaques (71), - au moins une plaque (42; 82) et au moins un objet de la famille barre (41; 81) /tube, -au moins deux objets de la famille barre (51, 52; 61) /tube (91, 92), ou - au moins un objet pressé (22) et au moins un objet de la famille barre (21)/tube.

6. Produit en vitrocéramique (20; 30; 50; 70; 80) selon l'une 30 quelconque des revendications 1 à 5, consistant en - un élément de moufle de four (70), - une grille de support (50), - un chapeau de brûleur de plaque de cuisson (20; 30), ou - une plaque avec relief(s) (80).

7. Produit en vitrocéramique (10; 30; 40; 50; 60; 70), dont la structure est caractérisée par l'un et/ou l'autre des critères ci-après: - ratio encombrement/volume > 8 - ratio surface/volume > 6 cm-'.

8. Procédé de fabrication d'un produit en vitrocéramique, caractérisé en ce qu'il comprend: - la réalisation par soudage d'un produit précurseur en verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s)(10'; 20'), de structure monoou multicomposante, les différents verres susceptibles d'intervenir dans une structure multicomposante présentant des coefficients de dilatation compatibles et étant susceptibles d'être céramisés dans les mêmes 10 conditions, - la céramisation dudit produit précurseur (10'; 20').

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la réalisation dudit produit précurseur (10') est mise en oeuvre avec déformation appréciable de son unique composant (10") ou d'au moins 15 I'un de ses composants.

10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les parties de composant(s) à souder ont, par traitement thermique, leur viscosité abaissée à une valeur adéquate, inférieure ou égale à celle de leur point de ramollissement, pour mettre en oeuvre le soudage; ledit 20 traitement thermique étant suffisamment rapide pour éviter toute initialisation de céramisation.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'une des parties à souder a sa viscosité abaissée à une valeur inférieure à 5 000 Pa.s (50 000 poises), avantageusement à 25 une valeur inférieure à 1 000 Pa.s (10 000 poises) tandis que l'autre des parties à souder a sa viscosité abaissée à une valeur inférieure ou égale à 5.10" Pa.s (5.1012 poises).

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le soudage est un soudage de type chauffage global, 30 mis en oeuvre en un temps inférieur à 30 s, avantageusement en un temps inférieur à 20 s.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le soudage est un soudage de type chauffage au défilé, mis en oeuvre avec une vitesse de défilement supérieure à 35 100 mm/min, avantageusement supérieure à 200 mm/min.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le soudage est mis en oeuvre avec un brûleur (5) ou avec un laser.

15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 14, 5 caractérisé en ce qu'il comprend, avant la mise en oeuvre du soudage, le préchauffage d'au moins une des parties à souder, de sorte que la viscosité de ladite partie à souder soit abaissée.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend, après la mise en oeuvre du soudage, un 10 recuit de détente.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 16, caractérisé en ce que le(s) verre(s) précurseur(s) de vitrocéramique(s) est(sont) précurseur(s) de vitrocéramique(s) à phase cristalline prédominante de ISquartz et/ou S-spodumène.

18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que le produit précurseur est obtenu par soudage d'au moins deux composants du type feuille (1, 2) , barre (21"), tube et/ou objet pressé (22").