FR2858477A1 - Bougie d'allumage a pastilles de metal noble fixees par soudage laser exclusif et procede de fabrication de celle-ci - Google Patents

Abstract

Bougie d'allumage (100) assurant la fiabilité d'une soudure entre une pastille de métal noble (45) et une électrode de masse (40) ainsi qu'une meilleure durée de vie et inflammabilité du carburant. L'électrode de masse (40) est assemblée avec une enveloppe métallique (10), après quoi la pastille de métal noble (45) est soudée par laser à l'électrode de masse (40). Le soudage laser est réalisé en émettant des faisceaux laser autour d'une interface entre la pastille de métal noble (45) et l'électrode de masse (40) en dehors d'une plage angulaire donnée à l'intérieur de laquelle l'enveloppe métallique (10) fera obstacle à la propagation des faisceaux lasers. En particulier, les faisceaux laser sont émis sans aucune interférence optique avec l'enveloppe métallique. Cela permet de limiter le plus possible l'angle entre l'orientation de chacun des faisceaux laser et la surface de l'électrode de masse (40) indépendamment de l'enveloppe métallique (10), ce qui assure donc une profondeur souhaitable des parties fusionnées dans la pastille de métal noble (45).

Description

BOUGIE D'ALLUMAGE A PASTILLES DE METAL NOBLE FIXEES PAR

SOUDAGE LASER EXCLUSIF ET PROCEDE DE FABRICATION DE CELLE-CI

La présente invention concerne d'une façon générale une bougie d'allumage qui peut être employée dans des moteurs d'automobile et, plus particulièrement, une telle bougie d'allumage à pastilles de métal noble fixées par soudage laser exclusif à une électrode centrale et une électrode de masse pour assurer une plus grande durée de vie de la bougie d'allumage et une meilleure inflammabilité d'un carburant 10 gazeux, et un procédé de fabrication pour celle-ci.

Les bougies d'allumage classiques pour moteurs d'automobile ou moteurs à gaz sont munies d'une électrode centrale et d'une électrode de masse. L'électrode centrale est disposée dans une enveloppe métallique et comporte une pointe exposée 15 à l'extérieur de l'enveloppe métallique. L'électrode de masse est fixée par une extrémité à l'enveloppe métallique et est coudée pour que son autre extrémité soit en regard de l'électrode centrale dont elle est séparée par un intervalle de décharge.

Récemment, afin d'améliorer la durée de vie des bougies d'allumage et l'inflammabilité du carburant, des pastilles de métal noble en Pt (platine) ou Ir 20 (iridium) ont été utilisées, ces pastilles étant soudées par laser à des surfaces de l'électrode centrale et de l'électrode de masse en regard l'une de l'autre et séparées par l'intervalle de décharge.

La première publication de brevet japonais n 2001-135 456 propose un soudage laser classique pour fixer les pastilles de métal noble aux électrodes centrale 25 et de masse. Le soudage laser est réalisé en émettant des faisceaux laser sur tout le pourtour d'interfaces entre les pastilles de métal noble et les électrodes centrale et de masse suivant des orientations qui ne créent pas d'interférences optiques avec l'enveloppe métallique.

En référence à la Fig. 27, on va maintenant décrire en détail le soudage laser 30 ci-dessus.

Une pastille 45 de métal noble est soudée à une électrode de masse 40.

L'électrode de masse 40 est soudée par une extrémité à une enveloppe métallique (non représentée).

Le soudage de la pastille de métal noble 45 à l'électrode de masse 40 est 35 réalisé en émettant des faisceaux laser LZ autour d'une interface entre la pastille 45 de métal noble et une surface latérale 43 de l'électrode de masse 40 afin de former des parties fondues 44 (également appelées noyaux de soudure).

Sur le dessin, 9L désigne l'angle entre la surface latérale 43 et l'orientation d'irradiation de chacun des faisceaux laser LZ (ce qu'on appellera également ci-après 5 angle d'irradiation). Dans la suite des explications, LZ désignera également un trajet d'irradiation laser suivant lequel sont irradiés les faisceaux laser LZ.

L'irradiation des faisceaux laser LZ est réalisée après le soudage de l'électrode de masse 40 sur l'enveloppe métallique, mais avant le cintrage.

Dans le cas où la pastille de métal est située à gauche de la pastille de métal 10 noble 45, en regardant le dessin, la suppression des interférences des faisceaux laser LZ avec l'enveloppe métallique nécessite une augmentation de l'angle d'irradiation OL, ce qui provoque une propagation des faisceaux laser LZ au-delà de l'enveloppe métallique vers la surface latérale 43. Cependant, l'augmentation de l'angle d'irradiation OL provoque une diminution de la profondeur DW d'une partie de la pastille de métal noble 45 qui fusionne avec l'électrode de masse 40 sous l'effet du faisceau laser LZ, dans la direction du rayon de la pastille de métal noble 45, ce qui provoque un agrandissement non souhaitable de la zone non fusionnée à l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

Dans les moteurs modernes, la température de l'atmosphère combustible est 20 accrue pour augmenter la puissance de sortie et réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz d'échappement. Dans ce type de moteur, une bougie d'allumage est soumise à une chaleur intense, ce qui accroît fortement la température des électrodes centrale et de masse. Par conséquent, les électrodes subissent des contraintes thermiques et une oxydation, risquant de déloger les pastilles de métal 25 noble des électrodes centrale et de masse. En particulier, ce problème est exacerbé dans l'électrode de masse, car celle-ci est exposée, plus que l'électrode centrale, à une chambre de combustion du moteur.

La pastille de métal noble 45 de la bougie d'allumage a, comme expliqué dans la publication précitée, une longueur relativement plus courte t de dépassement 30 par rapport à la surface latérale 43. Une diminution de la longueur t risque d'amener la partie fusionnée 44 à atteindre une surface de décharge d'étincelle 45a en provoquant donc une usure des parties fusionnées 44 d'une façon plus précoce que la pastille de métal noble 45, ce qui, dans le pire des cas, aboutit à une séparation de la pastille de métal noble 45 d'avec l'électrode de masse 40.

Afin d'éviter le problème ci-dessus, US2002/01 105 254 AI propose des techniques de soudage laser consistant à réduire l'angle d'irradiation OL pour accroître la profondeur de fusion DW de la pastille de métal noble 45. En particulier, l'angle d'irradiation OL est réduit pour établir un angle de fusion inférieur à 60 . 5 L'angle de fusion est l'angle que forme une ligne passant par la partie fusionnée 44 sur une profondeur maximale de la partie fusionnée 44 avec la surface latérale 43 de l'électrode de masse. Il en résulte une diminution des dimensions d'une partie non fusionnée à l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40, ce qui assure donc la fiabilité d'un assemblage entre la pastille de métal noble 45 et 10 l'électrode de masse 40 dans une atmosphère combustible très chaude.

Comme expliqué dans cette dernière publication, le soudage laser a comme inconvénient que l'enveloppe métallique constitue un obstacle à la propagation des faisceaux laser, ce qui crée une difficulté pour souder tout le pourtour de l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40. Ainsi, la bougie 15 d'allumage est assemblée d'une manière dans laquelle la pastille de métal noble 45 est soudée à la surface latérale 43 de l'électrode de masse 40, après quoi l'électrode de masse 40 est soudée à l'enveloppe métallique. Cependant, un tel processus d'assemblage a pour conséquence une baisse de productivité de la bougie d'allumage.

En particulier, la pastille de métal noble 45 installée sur l'électrode de masse 40 gêne 20 le soudage de l'électrode de masse 40 à l'enveloppe métallique, ce qui aboutit à une augmentation du coût de fabrication de la bougie d'allumage. Dans le pire des cas, lorsque on serre l'électrode de masse 40, la pastille de métal noble 45 risque de se casser.

L'invention vise donc principalement à éviter les inconvénients de la technique antérieure.

L'invention vise également à réaliser une structure de bougie d'allumage conçue pour améliorer la fiabilité du soudage d'une pastille de métal noble sur une électrode de masse sans nuire à la productivité de la bougie d'allumage, ainsi qu'à 30 réaliser un procédé de fabrication de celle-ci.

Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé une bougie d'allumage à durée de vie et productivité améliorées, qui peut être employée dans des moteurs d'automobile. La bougie d'allumage comprend: (a) une enveloppe métallique; (b) une électrode centrale disposée à l'intérieur de l'enveloppe métallique, une partie 35 sommitale de celle-ci dépassant de l'enveloppe métallique, l'électrode centrale ayant une pastille de métal noble soudée par laser à la partie sommitale; (c) une électrode de masse ayant une première partie d'extrémité, une deuxième partie d'extrémité et une partie médiane entre les première et deuxième parties d'extrémités, la première partie d'extrémité étant soudée à l'enveloppe métallique, la deuxième partie 5 d'extrémité ayant une surface en regard de l'électrode centrale, sur laquelle une pastille de métal noble est soudée par laser, la partie médiane étant cintrée pour amener la pastille de métal noble à se trouver en regard de la pastille de métal noble de l'électrode centrale tout en étant séparée de celle-ci par un intervalle de décharge; et (d) des parties fusionnées formées autour d'une interface entre la pastille de métal 10 noble et la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale. Les parties fusionnées créent des soudures entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse et sont constituées par des matières de l'électrode de masse et de la pastille de métal noble amalgamées l'une avec l'autre par fusion en émettant des faisceaux laser autour de l'interface entre la pastille de métal noble et la surface de l'électrode 15 de masse en regard de l'électrode centrale.

La pastille de métal noble de l'électrode de masse a une longueur donnée et fait saillie vers l'électrode centrale depuis la surface en regard de l'électrode centrale sur une distance de 0,3 mm ou plus dans une direction longitudinale de celle-ci.

Si une ligne s'étendant vers l'intérieur de la pastille de métal noble de 20 l'électrode de masse et passant par le centre de la section transversale de chacune des parties fusionnées, prise à l'interface entre la pastille de métal noble et la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale, est définie comme l'axe central de la section transversale de la partie fusionnée, et si on appelle 61 l'angle que forment les unes avec les autres des lignes s'étendant depuis la pastille de métal noble 25 sur l'électrode de masse avant cintrage jusqu'aux bords de l'enveloppe métallique opposés dans le sens de la largeur de l'enveloppe métallique, défini dans un plan couvrant la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale, les axes géométriques de la section transversale des parties fusionnées se trouvent à l'extérieur de l'angle 0 1.

Si on appelle A la section transversale d'une partie de la pastille de métal noble de l'électrode de masse la plus proche des parties fusionnées, prise perpendiculairement à la longueur de la pastille de métal noble de l'électrode de masse, et si on appelle B la section transversale d'une partie non fusionnée de la pastille de métal noble de l'électrode de masse, prise à l'interface entre la pastille de 35 métal noble et la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale, le pourcentage de la section transversale de la partie non fusionnée, c'està-dire le pourcentage de la section transversale B dans la section transversale A, est de 50% ou moins.

L'angle 81 représente une plage dans laquelle l'enveloppe métallique fera 5 obstacle à la propagation des faisceaux laser après l'installation de l'électrode de masse sur l'enveloppe métallique, mais avant le cintrage de l'électrode de masse. Les faisceaux laser sont émis à l'extérieur de l'angle 01 sans aucune interférence optique avec l'enveloppe métallique. Cela permet de minimiser l'angle entre l'orientation de chacun des faisceaux laser et la surface en regard de l'électrode centrale 10 indépendamment de l'enveloppe métallique, assurant ainsi une profondeur souhaitable des parties fusionnées dans la pastille de métal noble.

L'auteur de l'invention a constaté expérimentalement que, dans le cas où la pastille de métal noble a une longueur de 0,3 mm ou plus, le pourcentage de 50% ou moins de section transversale de la partie non fusionnée assure une fiabilité 15 souhaitable de l'assemblage entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse.

Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, un angle 02 que forment l'un avec l'autre deux des axes centraux de sections transversales de parties fusionnées situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 est supérieur à l'angle D1. Cela signifie que tous les axes géométriques centraux de sections 20 transversales de parties fusionnées se trouvent à l'extérieur de l'angle 6 1.

Si on appelle x une ligne passant par le centre O de la section transversale de la pastille de métal noble de l'électrode de masse et parallèle à un axe géométrique longitudinal de l'électrode de masse, au moins une des intersections de deux des axes géométriques centraux de sections transversales de parties fusionnées, situés de 25 manière mutuellement adjacente sur l'angle 0 1 avec la ligne x peut être située plus près de la première partie d'extrémité de l'électrode de masse que le centre O de la section transversale. En particulier, les nombreuses parties fusionnées sont formées autour d'une partie du pourtour de la pastille de métal noble près de l'enveloppe métallique. Il en résulte une diminution de la section transversale B de la partie non 30 fusionnée de la pastille de métal noble, ce qui accroît donc la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse.

Si on appelle DI la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble de l'électrode de masse dans des directions perpendiculaires à deux des axes géométriques de sections transversales de parties fusionnées situés de manière 35 mutuellement adjacente sur l'angle 81, un intervalle LI entre un des deux axes centraux de sections transversales de parties fusionnées situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 et qui se trouve plus près de la première partie d'extrémité de l'électrode de masse que le centre O de la section transversale et une ligne s'étendant parallèlement au premier des deux axes géométriques centraux de 5 sections transversales de parties fusionnées passant par le centre O de la section transversale est égal à 0,5 fois la largeur Dl ou moins. Cela évite la formation, dans la partie fusionnée, d'une dépression non souhaitable qui résulte de brûlures provoquées par le faisceau laser. On a constaté que si l'intervalle LI est égal à plus de 0,5 fois la largeur DI, le faisceau laser est émis vers une partie périphérique de la 10 pastille de métal noble qui a un plus petit volume, aussi peut-elle fondre facilement et disparaître en formant ainsi la dépression.

La pastille de métal noble de l'électrode centrale est en alliage de Ir contenant 50% en poids ou davantage de Ir. La pastille de métal noble de l'électrode de masse est en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt. La pastille de métal 15 noble de l'électrode de masse subit généralement une plus grande usure provoquée par oxydation/volatilisation. L'alliage de Pt a une plus grande résistance à l'oxydation et à la volatilisation et il convient comme matière pour la pastille de métal noble 45.

Il en résulte une durée de vie considérablement accrue de la bougie d'allumage.

Si on appelle AI la section transversale de la pastille de métal noble de 20 l'électrode centrale, prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, et si on appelle A2 la section transversale de la pastille de métal noble de l'électrode de masse, prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, chacune des sections transversales A] et A2 est de 0,1 mm2 à 1,15 mm2. Si les sections transversales AI et A2 mesurent moins de 0,1 mm2, il en résultera une forte 25 diminution de leur transmission de chaleur aboutissant à une hausse accélérée de la température des pastilles de métal noble. Il en résulte une usure excessive des pastilles de métal noble ou un préallumage du carburant. Inversement, si les sections transversales AI et A2 mesurent plus de 1,15 mm2, il en résultera une diminution de l'inflammabilité du carburant. En effet, les pastilles de métal noble refroidissent le 30 coeur de la flamme pendant le développement de celleci, ce qui réduit donc le développement du coeur de la flamme.

Chacune des pastilles de métal noble de l'électrode centrale et de l'électrode de masse peut être en matière contenant, comme additif, l'un des éléments suivants Ir, Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, Al, Y et Y203.

Il est préférable que le pourcentage de section transversale de la partie non fusionnée soit de 30% ou moins.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de fabrication d'une bougie d'allumage comprenant (a) une enveloppe métallique, et (b) une 5 électrode centrale qui est disposée dans l'enveloppe métallique, une partie sommitale de celle-ci dépassant de l'enveloppe métallique, et qui a une pastille de métal noble soudée par laser à la partie sommitale, (c) une électrode de masse ayant une première partie d'extrémité, une deuxième partie d'extrémité et une partie médiane entre les première et deuxième parties d'extrémités. La première partie d'extrémité est soudée 10 à l'enveloppe métallique. La deuxième partie d'extrémité a une surface en regard de l'électrode centrale, sur laquelle est soudée par laser une pastille de métal noble. La partie médiane est cintrée pour amener la pastille de métal noble à se trouver en regard de la pastille de métal noble de l'électrode centrale dont elle est séparée par un intervalle de décharge. Le procédé comprend les étapes consistant à: souder à 15 l'enveloppe métallique l'électrode de masse sur laquelle est placée la pastille de métal noble; irradier des faisceaux laser sur une interface entre la pastille de métal noble et la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale afin de produire des parties fusionnées qui créent des soudures entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse et sont constituées par des matériaux de l'électrode de masse et 20 de la pastille de métal noble amalgamés l'un avec l'autre par fusion; et cintrer l'électrode de masse pour amener la pastille de métal noble à se trouver en regard de la pastille de métal noble de l'électrode centrale dont elle est séparée par un intervalle de décharge.

Si on appelle 01 un angle que font les unes avec les autres des lignes 25 s'étendant depuis la pastille de métal noble présente sur l'électrode de masse avant cintrage jusqu'aux bords de l'enveloppe métallique opposés dans le sens de la largeur de l'enveloppe métallique, défini dans un plan couvrant la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale, le trajet de rayonnement laser sur lequel sont irradiés les faisceaux laser se trouve en dehors de l'angle 01.

L'angle / 1, comme décrit plus haut, représente une plage dans laquelle l'enveloppe métallique opposera un obstacle à la propagation des faisceaux laser après l'installation de l'électrode de masse sur l'enveloppe métallique, mais avant le cintrage de l'électrode de masse. Les faisceaux laser sont émis en dehors de l'angle / 1 sans aucune interférence optique avec l'enveloppe métallique. Cela permet de 35 minimiser l'angle entre l'orientation de chacun des faisceaux laser et la surface en regard de l'électrode centrale indépendamment de l'enveloppe métallique, assurant ainsi une profondeur souhaitable des parties fusionnées dans la pastille de métal noble.

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, si on appelle ligne de 5 projection de trajectoires laser une ligne obtenue en projetant chacune des trajectoires de rayonnement laser sur un plan s'étendant sur la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale avant cintrage, et si on appelle 03 l'angle que forment l'une avec l'autre deux des lignes projetées de trajectoire laser situées de manière mutuellement adjacentes sur l'angle 81, l'angle 03 est plus grand que l'angle 0 1.

Si on appelle ligne de projection de trajectoires laser une ligne obtenue en projetant chacune des trajectoires de rayonnement laser sur un plan s'étendant sur la surface de l'électrode de masse en regard de l'électrode centrale avant cintrage, et si on appelle x une ligne passant par le centre O de la section transversale de la pastille de métal noble de l'électrode de masse parallèlement à un axe central longitudinal de 15 l'électrode de masse, au moins une des intersections de deux des lignes de projection de trajectoires laser situées de manière mutuellement adjacentes sur l'angle 01 avec la ligne x se trouve plus près de la première partie d'extrémité de l'électrode de masse que le centre O de la section transversale.

Si on appelle D2 la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble de 20 l'électrode de masse dans des directions perpendiculaires aux deux des lignes de projection de trajectoires laser situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01, un intervalle L2 entre l'une des deux lignes de projection de trajectoires laser situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 qui se trouve plus près de la première partie d'extrémité de l'électrode de masse que du centre O de la section 25 transversale et une ligne s'étendant parallèlement à celle des deux lignes de projection de trajectoires de laser passant par le centre O de la section transversale est égal à 0,5 fois la largeur D2 ou moins.

La pastille de métal noble de l'électrode centrale peut être en alliage de Ir contenant 50% en poids ou davantage de Ir. La pastille de métal noble de l'électrode 30 de masse peut être en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt. Si on appelle Alla section transversale de la pastille de métal noble de l'électrode centrale, prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, et si on appelle A2 la section transversale de la pastille de métal noble de l'électrode de masse, prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, chacune des sections transversales 35 A] etA2 mesure de 0,1 mm2 à 1,15 mm2.

Chacune des pastilles de métal noble de l'électrode centrale et de l'électrode de masse peut être en matière contenant, comme additif, l'un des éléments suivants Ir, Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, AI, Y et Y203.

L'invention et nombre des avantages qui s'y attachent apparaîtront facilement plus clairement en référence à la description détaillée ciaprès des modes de réalisation de l'invention préférés nullement limitatifs, faite en considération des dessins annexés, sur lesquels: la Fig. 1 est une vue partiellement en coupe qui représente une bougie 10 d'allumage selon le premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 2 est une vue agrandie qui représente des extrémités d'une électrode de masse et d'une électrode centrale de la bougie d'allumage de la Fig. 1; la Fig. 3(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse; la Fig. 3(b) est une vue en plan de la Fig. 3(a); la Fig. 4(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse par soudage laser selon la technique antérieure; la Fig. 4(b) est une vue en plan de la Fig. 4(a) la Fig. 5(a) est une vue en coupe verticale, prise suivant la ligne B'-B' de la Fig. 5(b), qui représente une soudure entre une pastille de métal noble et une électrode de masse; la Fig. 5(b) est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne A'-A' de la Fig. 5(a); la Fig. 6(a) est une vue en coupe verticale, prise suivant la ligne D-D de la Fig. 6(b), qui représente une soudure entre une pastille de métal noble et une électrode de masse lorsque les parties fusionnées atteignent une surface de décharge d'étincelle de l'électrode de masse; la Fig. 6(b) est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne C-C de 30 la Fig. 6(a); la Fig. 7 est un graphique qui illustre une relation entre la longueur d'une pastille de métal noble sur une électrode de masse et un pourcentage de zones sans fusion au niveau d'une soudure entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse la Fig. 8 est une vue agrandie qui représente les dimensions de parties fusionnées par laser formées entre une pastille de métal noble et une électrode de masse; la Fig. 9 est une courbe qui illustre une relation entre un pourcentage de 5 séparation d'une interface entre une pastille de métal noble et une électrode de masse et un pourcentage de section transversale sans fusion; la Fig. 10 est une vue de dessus qui représente des orientations de faisceaux laser émis vers une pastille de métal noble; la Fig. 11 (a) est une vue en coupe longitudinale, prise suivant la ligne F-F 10 de la Fig. 1 l(b), qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse dans le deuxième mode de réalisation de l'invention; la Fig. 11 (b) est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne E- E de laFig. 1 (a); la Fig. 12 est une courbe qui illustre une relation entre un intervalle entre 15 des lignes de projection de trajectoires de lasers et la largeur de la pastille; la Fig. 13(a) est une vue partiellement en coupe qui représente une dépression formée dans une soudure entre une pastille de métal noble et une électrode de masse; la Fig. 13(b) est une vue partiellement en coupe qui représente une soudure 20 entre une pastille de métal noble et une électrode de masse dans laquelle ne se forme pas de dépression; la Fig. 14(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse par des faisceaux laser selon la première variante du deuxième mode de réalisation; la Fig. 14(b) est une vue en plan de la Fig. 14(a); la Fig. 14(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de la Fig. 14(a) après soudage à l'électrode de masse; la Fig. 14(d) est une vue en plan de la Fig. 14(c) la Fig. 15(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble à 30 souder sur une électrode de masse par des faisceaux laser selon la deuxième variante du deuxième mode de réalisation; la Fig. 15(b) est une vue en plan de la Fig. 15(a) la Fig. 15(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de la Fig. 15(a) après son soudage sur l'électrode de masse; 35 la Fig. 15(d) est une vue en plan de la Fig. 15(c) Il la Fig. 16(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée à une électrode de masse par des faisceaux laser selon une variante du deuxième mode de réalisation; la Fig. 16(b) est une vue en plan de la Fig. 16(a) la Fig. 16(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de la Fig. 16(a) après son soudage sur l'électrode de masse; la Fig. 16(d) est une vue en plan de la Fig. 16(c) la Fig. 17(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse par des faisceaux laser selon une 10 variante du premier mode de réalisation; la Fig. 17(b) est une vue en plan de la Fig. 17(a) la Fig. 17(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de la Fig. 17(a) après son soudage sur l'électrode de masse; la Fig. 17(d) est une vue en plan de la Fig. 17(c) la Fig. 18(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse par des faisceaux laser selon une variante du premier mode de réalisation; la Fig. 18(b) est une vue en plan de la Fig. 18(a) la Fig. 18(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de 20 la Fig. 18(a) après son soudage sur l'électrode de masse; la Fig. 18(d) est une vue en plan de la Fig. 18(c); la Fig. 19(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble destinée à être soudée sur une électrode de masse par des faisceaux laser selon une variante du premier mode de réalisation; la Fig. 19(b) est une vue en plan de la Fig. 19(a); la Fig. 19(c) est une vue latérale quireprésente la pastille de métal noble de la Fig. 19(a) après son soudage sur l'électrode de masse; la Fig. 19(d) est une vue en plan de la Fig. 19(c); la Fig. 20(a) est une vue latérale qui représente une pastille de métal noble 30 destinée à être soudée à une électrode de masse par des faisceaux laser selon une variante du premier mode de réalisation; la Fig. 20(b) est une vue en plan de la Fig. 20(a); la Fig. 20(c) est une vue latérale qui représente la pastille de métal noble de la Fig. 20(a) après son soudage sur l'électrode de masse; 35 la Fig. 20(d) est une vue en plan de la Fig. 20(c); la Fig. 21 est une vue de dessus qui représente une variante de soudage par laser; la Fig. 22(a) est une vue de dessus qui représente une variante d'une bougie d'allumage selon le premier mode de réalisation; la Fig. 22(b) est une vue de dessus qui représente une autre variante d'une bougie d'allumage selon le premier mode de réalisation; la Fig. 23 est une vue partiellement en coupe qui représente une variante d'une structure interne d'une électrode de masse; la Fig. 24 est une vue partiellement en coupe qui représente une autre 10 variante d'une structure interne d'une électrode de masse; la Fig. 25 est une vue latérale partielle qui représente une autre variante d'une électrode de masse; la Fig. 26(a) est une illustration partiellement latérale qui représente une variante d'une bougie d'allumage avec des électrodes de masse supplémentaires; la Fig. 26(b) est une illustration partiellement latérale, vue suivant une flèche G de la Fig. 26(a); et la Fig. 27 est une vue en coupe partiellement longitudinale qui représente une soudure entre une pastille de métal noble et une électrode de masse, créée par soudage laser selon la technique antérieure. 20 En référence aux dessins, sur lesquels les mêmes repères désignent des parties identiques sur plusieurs vues, en particulier en référence à la Fig. 1, il y est représenté une bougie d'allumage 100 utilisable dans des moteurs à combustion interne pour véhicules automobiles.

La bougie d'allumage 100 comprend une enveloppe métallique cylindrique creuse (c'est-à-dire un logement) 10, un isolant en porcelaine 20, une électrode centrale 30 et une électrode de masse 40. L'enveloppe métallique 10 est en acier conducteur tel qu'un acier faiblement allié et dans celle-ci est usiné un filetage 11 servant à monter la bougie d'allumage 100 dans un trou de bougie d'une culasse 30 définissant des chambres de combustion du moteur à combustion interne. L'isolant en porcelaine 20, en céramique à base d'alumine (A1203) est retenu à l'intérieur de l'enveloppe métallique 10 et comporte une extrémité 21 exposée à l'extérieur de l'enveloppe métallique 10.

L'électrode centrale 30 est fixée dans une chambre centrale 22 de l'isolant en porcelaine 20 et est isolée électriquement de l'enveloppe métallique 10. L'électrode centrale 30 a une pointe 31 qui dépasse de l'extrémité 21 de l'isolant en porcelaine 20. L'électrode centrale 30 est constituée par un élément cylindrique composé d'une 5 partie centrale en matière métallique telle que Cu à conductivité thermique supérieure et une partie extérieure en matière métallique telle qu'un alliage à base de Ni à résistance supérieure à la chaleur et à la corrosion.

L'électrode de masse 40 est constituée par une colonne prismatique en alliage de Ni principalement composé de nickel et directement soudée, à sa base 42, 10 à une extrémité de l'enveloppe métallique 10. Comme représenté clairement sur la Fig. 2, l'électrode de masse 40 est coudée en L pour avoir une pointe 41 qui, au niveau d'une surface latérale interne 43 de celle-ci, est en regard de la pointe 31 de l'électrode centrale 30 dont elle est séparée par un intervalle de décharge 50.

Des pastilles de métal noble 35 et 45 sont montées par soudage laser 15 respectivement sur une surface d'extrémité de la pointe 31 de l'électrode centrale 30 et sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. Le soudage laser provoque la formation de parties fusionnées 34 et 44. Les parties fusionnées 34 sont constituées chacune par des matériaux de l'électrode centrale 30 et de la pastille de métal noble 35 amalgamés l'un avec l'autre par fusion. De même, les parties 20 fusionnées 44 sont constituées chacune par des matériaux de l'électrode de masse 40 et de la pastille de métal noble 45 amalgamés l'un avec l'autre par fusion.

Chacune des pastilles de métal noble 35 et 45 est constituée par un élément cylindrique et, à une extrémité de celle-ci, est soudée par laser à l'une, correspondante, des électrodes centrale et de masse 30 et 40. Les pastilles de métal 25 noble 35 et 45 sont alignées avec un axe central longitudinal C de la bougie d'allumage 100. L'intervalle de décharge 50 est défini par un intervalle entre les pastilles 35 et 45, l'intervalle mesurant par exemple 1 mm.

Chacune des pastilles 35 et 45 est en métal noble tel que Pt, en alliage de Pt, Ir ou en alliage de Ir. Par exemple, on peut employer l'alliage contenant comme 30 additif l'un au moins des éléments suivants; Ir (iridium), Pt (platine), Rh (rhodium), Ni (nickel), W (tungstène), Pd (palladium), Ru (ruthénium), Os (osmium), AI (aluminium), Y (yttrium) et Y203 (trioxyde de diyttrium ou yttria).

La pastille de métal noble 35 de l'électrode centrale 30, qui est en alliage de Ir contenant 50% en poids de Ir et a une section transversale AI de 0,1 mm2 à 1,15 35 mm2, prise dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal central C (c'est-à- dire sur la longueur de la pastille 35), est de préférence utilisée dans le présent mode de réalisation.

La pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse 40 en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt et à section transversale A2 de 0,1 mm2 à 1, 15 mm2, 5 prise dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal central C (c'est-à-dire sur la longueur de la pastille 45), est de préférence utilisée dans le présent mode de réalisation.

La distance de projection ou longueur longitudinale t de la pastille 45 de l'électrode de masse, comme illustré sur la Fig. 2, faisant saillie vers l'électrode 10 centrale 30 depuis la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40, est de 0,3 mm ou plus.

La bougie d'allumage 100 comprend, comme indiqué plus haut, l'électrode centrale 30 qui est retenue dans l'enveloppe métallique 10 avec sa pointe 31 dépassant à l'extérieur de l'enveloppe métallique 10 et comporte la pastille 15 cylindrique en métal noble 35 soudée par laser à la pointe 31 de l'électrode de masse qui est soudée par sa base 42 à l'enveloppe métallique 10, coudée au milieu de celle-ci pour que la pointe 41 soit en regard de l'électrode centrale 30 dont elle est séparée par l'intervalle de décharge 50 et comporte la pastille cylindrique de métal noble 45 soudée par laser à la pointe 41.

La bougie d'allumage 100 peut être fabriquée d'une manière connue, mais le montage de la pastille de métal noble 45 sur la pointe 43 de l'électrode de masse 40 est réalisé, dans le présent mode de réalisation, à l'aide d'une technique exclusive de soudage laser décrite ci-après.

La pastille de métal noble 35 est tout d'abord soudée par laser sur la pointe 25 31 de l'électrode centrale 30. L'électrode centrale 30 est insérée dans la chambre centrale 22 de l'isolant en porcelaine 20 et est fixée à celui-ci, par exemple, à l'aide de verre fondu, en réunissant de la sorte l'électrode centrale 30 à l'isolant en porcelaine 20. Ensuite, l'électrode de masse 40 est soudée par sa base 42 à l'extrémité de l'enveloppe métallique 10, après quoi l'ensemble composé de l'électrode centrale 30 30 et de l'isolant en porcelaine 20 est inséré dans l'enveloppe métallique 10.

L'enveloppe métallique 10 est sertie pour être réunie avec l'isolant en porcelaine 20.

Lorsque l'électrode de masse 40 est soudée à l'enveloppe métallique 10, elle s'étend encore tout droit entre la base 42 et la pointe 41 sans être coudée, comme illustré sur les figures 1 et 2. Après l'installation de l'isolant en porcelaine 20 dans 35 l'enveloppe métallique 10, mais avant le cintrage de l'électrode de masse 40, la pastille en métal noble 45 est placée et soudée sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 à l'aide de la technique de soudage laser, comme expliqué plus loin. Ensuite, l'électrode de masse 40 est coudée jusqu'à ce que l'intervalle de décharge 50 atteigne une valeur voulue, la fabrication de la bougie d'allumage 100 étant ainsi terminée.

Les figures 3(a) et 3(b) illustrent la manière d'assembler la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40 par le soudage laser selon le présent mode de réalisation. Les figures 4(a) et 4(b) illustrent, à titre d'exemple comparatif, une technique classique de soudage laser pour assembler la pastille de métal noble 45 10 avec l'électrode de masse 40. Les figures 3(b) et 4(b) sont respectivement des vues de dessus des figures 3(a) et 4(a).

Dans les deux cas des figures 3(a) et 3(b) et des figures 4(a) et 4(b), après le soudage de l'électrode de masse 40 sur l'enveloppe métallique 10, la pastille de métal noble 45 est placée par une extrémité de celle-ci sur la surface latérale interne 43 de 15 l'électrode de masse 40 en s'étendant tout droit.

Par la suite, des faisceaux laser LZ sont irradiés sur une interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 pour faire fusionner les parties en contact de la pastille de métal noble 45 et de l'électrode de masse 40. Il en résulte, comme illustré sur la Fig. 2, la formation de parties fusionnées 44 (également 20 appelées noyaux de soudure) composées des matériaux de la pastille 45 et de l'électrode de masse 40 amalgamés l'un avec l'autre par fusion.

Sur les figures 3(a) et 4(a), OL représente l'angle que forme un trajet de propagation de chacun des faisceaux laser LZ (on l'appellera également ci-après trajet d'irradiation laser) avec la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. 25 L'angle OL sera également appelé ci-après angle d'irradiation. Dans les explications qui suivront, des symboles "LZ" serviront à indiquer à la fois les faisceaux laser euxmêmes et les trajets d'irradiation laser.

Sur la Fig. 3(b) est appelé 01 l'angle que font l'une avec l'autre des lignes brisées s'étendant depuis l'interface entre la pastille de métal noble 45 de l'électrode 30 de masse 40 et les bords latéraux de l'enveloppe métallique 10 dans le plan de projection de celle-ci, s'étendant sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40.

Les trajets d'irradiation LZ sont, comme illustré clairement sur la Fig. 3(b), définis à l'extérieur de l'angle 1. En particulier, les faisceaux laser LZ sont émis vers 35 l'interface de la pastille de métal noble 43 avec l'électrode de masse 40 à l'extérieur de l'angle 0 1. Il s'agit d'une caractéristique essentielle pour l'assemblage de la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40 dans le présent mode de réalisation.

Autrement dit, l'angle 01 est une plage d'obstruction dans les limites de laquelle l'enveloppe métallique 10 gêne la propagation des faisceaux laser LZ lorsque 5 l'électrode de masse 40 qui s'étend tout droit est soudée à l'enveloppe métallique 10.

Par conséquent, le fait de définir les trajets d'irradiation LZ à l'extérieur de l'angle 1 permet une émission des faisceaux laser LZ vers la pastille de métal noble 45 sans aucune interférence optique avec l'enveloppe métallique 10. Cela permet de minimiser l'angle d'irradiation OL que forment les trajets d'irradiation LZ avec la 10 surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40, indépendamment de l'enveloppe métallique 10. Cela permet aussi d'obtenir une profondeur maximale d'une partie (à savoir un noyau de soudure) de la pastille de métal noble 45 fusionnée par le soudage laser avec l'électrode de masse 40 dans une direction radiale de la pastille de métal noble 45.

Le soudage laser classique, illustré sur les figures 4(a) et 4(b), consiste à émettre à intervalles réguliers les faisceaux laser LZ sur le pourtour de la pastille de métal noble 45. La Fig. 4(b) illustre le cas où les huit faisceaux laser LZ sont émis à intervalles de 45 , de façon qu'un des faisceaux laser LZ soit inclus dans l'angle 01. Il en résulte qu'il faut agrandir l'angle d'irradiation OL de façon que le faisceau laser LZ 20 inclus dans l'angle d1 puisse être émis vers la pastille de métal noble 45 au-delà de l'enveloppe métallique 10.

En particulier, si on appelle u l'angle que forme une ligne s'étendant depuis un bord extérieur de l'enveloppe métallique 10 jusqu'à l'interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 avec la 25 surface latérale interne 43, comme représenté sur la Fig. 4(a), le soudage laser classique établit l'angle d'irradiation OL à une valeur supérieure à celle de l'angle 0 (c'est-àdire que OL > 0), ce qui amène donc les faisceaux laser LZ à être émis jusqu'à la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse au-delà de l'enveloppe métallique 10. D'autre part, le soudage laser selon le présent mode de réalisation, 30 comme on peut le voir d'après la Fig. 3(a) , permet que l'angle d'irradiation OL soit plus petit que l'angle 0, ce qui assure une profondeur souhaitable d'une partie (à savoir un noyau de soudure) de la pastille de métal noble 45 qui est fusionnée par chacun des faisceaux laser LZ avec l'électrode de masse 40 dans la direction radiale de la pastille de métal noble 45.

Le soudage laser selon le présent mode de réalisation va également être présenté en détail ci-après.

Si une ligne formée par projection des trajets d'irradiation laser LZ dans un plan s'étendant sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 avant son 5 cintrage est appelée ligne LZ de projection de trajets laser, un angle.03 que font l'une avec l'autre deux, LZa et LZb, des lignes LZ de projection de trajets laser, représentées sur la Fig. 3(b), les plus proches de l'enveloppe métallique 10, est établi à une valeur supérieure à l'angle 0 1. Cela permet aux faisceaux laser LZ d'être émis vers la pastille de métal noble 45 suivant l'angle d'irradiation OL, par exemple de 20 , 10 plus petit que l'angle 0, ce qui permet donc, ainsi qu'on l'a déjà expliqué, d'obtenir une profondeur maximale d'une partie de la pastille de métal noble 45 qui est amenée par chacun des faisceaux laser LZ à fusionner avec l'électrode de masse 40 dans la direction radiale de la pastille de métal noble 45. I1 en résulte une diminution de la zone sans fusion à l'interface de la pastille de métal noble 45 et de la surface latérale 15 interne 43 de l'électrode de masse, améliorant de ce fait la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

Les figures 3(a) et 3(b) représentent un exemple du soudage laser selon le présent mode de réalisation. Le nombre des faisceaux laser LZ à utiliser et la manière dont les faisceaux laser LZ sont émis peuvent être modifiés si nécessaire, comme 20 décrit ci-après.

Les faisceaux laser LZ peuvent être successivement irradiés vers la pastille de métal noble 45 depuis la même direction tandis qu'un ensemble constitué par l'électrode de masse 40 et l'enveloppe métallique 10 est amené à tourner sur une table autour d'un axe central longitudinal de la pastille de métal noble 45. Selon une autre 25 possibilité, les faisceaux laser LZ peuvent être irradiés depuis des directions différentes vers la pastille de métal noble 45 qui occupe une position fixe.

Ainsi qu'il ressort des explications ci-dessus, le procédé de soudage laser selon le présent mode de réalisation permet de souder la pastille de métal noble 45 sur l'électrode de masse 40 qui est déjà assemblée avec l'enveloppe métallique 10 30 sans nuire à la fiabilité de la soudure de la pastille de métal noble 45 sur l'électrode de masse 40. Cela supprime la nécessité de souder la pastille de métal noble 45 à l'électrode de masse 40 avant que l'électrode de masse 40 ne soit assemblée avec l'enveloppe métallique 10.

La structure de la soudure de la pastille de métal noble 45 obtenue par le soudage laser décrit plus haut va maintenant être décrite en référence aux figures 5(a) et 5(b).

La Fig. 5(a) est une vue en coupe verticale, prise suivant la ligne B'-B' de la 5 Fig. 5(b). La Fig. 5(b) est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne A'-A' de la Fig. 5(a).

La Fig. 5(b) représente une section transversale s'étendant sur une interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. Les lignes discontinues indiquent des profils de parties de la pastille de 10 métal noble 45 et de la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 avant qu'elles ne soient fusionnées l'une avec l'autre par le soudage laser.

Dans les explications ci-après, les lignes en traits mixtes de la Fig. 5(b) qui passent par le centre des sections transversales des parties fusionnées 44 (c'est-à-dire des noyaux de soudure), prises sur l'interface soudée entre la pastille de métal noble 15 45 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40, et orientées vers l'intérieur de la pastille de métal noble 45 seront appelées chacune axe central de noyau de soudure. Dans l'exemple de la Fig. 5(b), chacune des parties fusionnées 44 a une section transversale elliptique. Chacun des axes centraux de noyaux de soudure coïncide donc avec un grand axe de l'ellipse.

Chacun des axes centraux de noyaux de soudure s'étend suivant l'une, correspondante, des lignes LZ de projection de trajets laser, comme illustré sur la Fig. 3(b). Les axes centraux de noyaux de soudure ont sensiblement la même orientation que les lignes de projection LZ de trajets laser. Autrement dit, les lignes de projection de trajets laser LZ de la Fig. 3(b) ont la même disposition que les axes centraux de 25 noyaux de soudure de la Fig. 5(b).

Comme décrit plus haut, les trajets d'irradiation laser LZ se trouvent à l'extérieur de la plage de l'angle 01 de la Fig. 3(b) défini du côté de la base 42 de l'électrode de masse 40. Ainsi, les axes centraux de noyaux de soudure se trouvent à l'extérieur de la plage de l'angle 81.

L'angle 03 que forment l'une avec l'autre deux, adjacentes, LZa et LZb, des lignes de projection LZ, représentées sur la Fig. 3(b), les plus proches de l'enveloppe métallique 10 est, comme décrit plus haut, établi à une valeur supérieure à l'angle 8 1.

L'angle 02 que forment l'un avec l'autre deux, 46a et 46b, des axes centraux de noyaux de soudure, représentés sur la Fig. 5(b), les plus proches de l'enveloppe métallique 10, est donc plus grand que l'angle 01. Dans l'exemple de la Fig. 5(b), l'angle 02 est sensiblement identique à l'angle 03.

En particulier, il n'y a pas d'axe central de noyau de soudure entre deux des axes centraux de noyaux de soudure adjacents l'un à l'autre sur l'angle 01. Dans 5 l'exemple de la Fig. 5(b), les sept axes centraux de noyaux de soudure sont groupés à l'extérieur de la plage de l'angle 01.

Par conséquent, la disposition des trajets d'irradiation LZ à l'extérieur de l'angle 01, comme décrit plus haut, permet que les faisceaux laser LZ soient émis vers la pastille de métal noble 45 sans aucune interférence optique avec l'enveloppe 10 métallique 10.

La longueur longitudinale t de la pastille 45 de l'électrode de masse dépassant de la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 est de 0,3 mm ou plus.

Dans les explications qui suivent, la section transversale d'une partie de la 15 pastille de métal noble 45 la plus proche des parties fusionnées 44, comme représenté sur la Fig. 5(a), sera appelée A (on l'évoquera ci- après en parlant de la section transversale la plus proche des parties fusionnées). A l'interface de la pastille de métal noble 45 avec la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 (c'est-àdire la section transversale A'-A 9, il existe une partie sans fusion, comme représenté 20 clairement sur la Fig. 5(b), laquelle est une partie de la pastille de métal noble 45 restant non fusionnée avec la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40.

On appellera B la section transversale de la partie sans fusion.

Dans le présent mode de réalisation, le pourcentage C (on en parlera ciaprès en évoquant le pourcentage de section transversale sans fusion) de la section 25 transversale B de la partie sans fusion dans une plage, indiquée par un trait discontinu sur la Fig. 5(b), de la section transversale A la plus proche de la partie fusionnée de la pastille de métal noble 45 est de 50% ou moins, de préférence 30% ou moins (c'estàdire que C= 100B/A % < 50%).

On a constaté que les dimensions des parties fusionnées 44 qui donnent un 30 pourcentage C de section transversale sans fusion de 50% ou moins assurent la fiabilité de l'assemblage entre l'électrode de masse 40 et la pastille de métal noble 45 d'une longueur longitudinale t de 0,3 mm ou plus. Des explications seront données plus loin à ce sujet en référence à la Fig. 7.

Une valeur souhaitable de la longueur longitudinale t peut être obtenue en 35 choisissant la longueur de la pastille de métal noble 45 avant son soudage sur l'électrode de masse 40. Une valeur souhaitable du pourcentage C de section transversale sans fusion peut être obtenue en choisissant les conditions d'irradiation des faisceaux laser LZ.

L'assemblage de la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40 5 est concrètement réalisé après soudage de l'électrode de masse sur l'enveloppe métallique 10, par pointage de la pastille de métal noble 45 avec la surface latérale interne 43 par soudage par résistance et par émission des faisceaux laser LZ autour de l'interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43, dans les trois conditions ci-après.

La première condition est que les trajets d'irradiation laser LZ se trouvent à l'extérieur de l'angle g 1 que forment l'une avec l'autre les lignes discontinues, illustrées sur la Fig. 3(b), s'étendant depuis l'interface depuis la pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse 40 jusqu'aux bords latéraux de l'enveloppe métallique dans le plan de projection de celle-ci, couvrant toute la surface latérale 15 interne 43 de l'électrode de masse 40.

La deuxième condition est que la longueur longitudinale t de la pastille de métal noble 45 dépassant de la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 soit de 0,3 mm ou davantage. Cette condition peut être remplie en utilisant la pastille de métal noble dont la longueur initiale est de 3 mm ou davantage.

La troisième condition est que le pourcentage C de section sans fusion, c'està-dire le pourcentage de la section transversale B de la partie sans fusion dans l'emprise de la section transversale A de la partie fusionnée de la pastille de métal noble 45, soit de 50% ou moins.

En référence aux figures 6(a) et 6(b), on va maintenant expliquer pourquoi 25 la longueur longitudinale t de la pastille de métal noble 45 dépassant de la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 est établie à plus de 0,3 mm ou davantage.

La Fig. 6(a) est une vue en coupe longitudinale, prise suivant la ligne DD de la Fig. 6(b), qui représente une structure interne de l'assemblage entre la pastille 30 de métal noble 45 et l'électrode de masse 40 dans le cas où les parties fusionnées 44 s'étendent jusqu'à une surface 45a de décharge d'étincelles (c'est-à-dire une surface d'extrémité supérieure) de la pastille de métal noble 45 en regard de la pastille de métal noble 35 de l'électrode centrale 30. La Fig. 6(b) est une vue en coupe transversale, prise suivant la ligne C-C de la Fig. 6(a), qui représente l'interface entre 35 la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. Sur les figures 6(a) et 6(b), des lignes discontinues indiquent les profils de la pastille de métal noble 45 et de la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse avant qu'elles ne soient soudées l'une à l'autre.

La surface de décharge d'étincelles 45a comporte une zone sans fusion 45b 5 qui exclut les parties fusionnées 44, c'est-à-dire qui n'a pas subi le soudage laser.

Généralement, les parties fusionnées 44 sont plus sensibles aux étincelles qu'une partie non soudée de la pastille de métal noble 45, ce qui fait donc diminuer leur résistance à l'usure. Par conséquent, si les parties fusionnées occupent au moins une partie de la surface de décharge d'étincelles 45a, cela provoquera une plus grande 10 usure des parties fusionnées 44 de la partie non soudée de la pastille de métal noble 45, ce qui, dans le pire des cas, amènera la pastille de métal noble 45 à être délogée.

Il est donc souhaitable que la zone sans fusion 45b occupe la totalité de la surface de décharge d'étincelles 45a. Autrement dit, un pourcentage de la de la zone sans fusion 45b dans une zone de la surface de décharge d'étincelles 45a avant le soudage laser 15 de la pastille de métal noble 45 sur l'électrode de masse 40 (= [(section de la zone sans fusion 45b) /(section de la surface de décharge d'étincelles 45a avant le soudage laser)] x 100) est de préférence de 100%. Un tel pourcentage de section sera également appelé ci-après pourcentage de section sans fusion.

La Fig. 7 est un graphique qui illustre une relation entre la longueur 20 longitudinale t de la pastille de métal noble 45 et le pourcentage de section sans fusion qui a été mesuré expérimentalement de la manière ciaprès.

On a préparé deux types d'échantillons de bougies d'allumage. Les échantillons de bougies d'allumage du premier type ont été soumis au soudage laser dans les conditions du présent mode de réalisation, de façon que l'angle OL soit 25 inférieur à l'angle 01. Ces échantillons sont indiqués par des ronds noirs sur le graphique. Les échantillons de bougies d'allumage du deuxième type ont subi le soudage laser classique de façon que l'angle OL soit supérieur à l'angle 01. Ces échantillons sont indiqués par des ronds blancs sur le graphique.

Le graphique de la Fig. 7 montre que dans le premier et le deuxième types, 30 le pourcentage de section sans fusion augmente avec l'augmentation de la longueur longitudinale t de la pastille de métal noble 45, ce qui provoque donc une augmentation de la résistance à l'usure de la pastille de métal noble 45, et que les échantillons de bougies d'allumage du deuxième type soumis au soudage laser classique présentent un pourcentage de section sans fusion de 100% lorsque la 35 longueur longitudinale t est de 0,6 mm ou davantage, tandis que les échantillons de bougies d'allumage du premier type soumis au soudage laser selon le présent mode de réalisation présentent un pourcentage de section sans fusion de 100% si la longueur longitudinale t est de 0,3 mm ou plus.

Lorsque le pourcentage de section sans fusion est de 100%, c'est-à-dire 5 lorsque les parties fusionnées 44 n'occupent pas la surface de décharge d'étincelles 45a, la pastille de métal noble 45 a une résistance maximale à l'usure. Il est donc préférable pour la résistance à l'usure que les échantillons de bougies d'allumage du deuxième type soumis au soudage laser classique aient une longueur longitudinale t de 0,6 mm ou davantage, tandis que les échantillons de bougies d'allumage du 10 premier type soumis au soudage laser selon le présent mode de réalisation ont une longueur longitudinale t de 0,3 mm ou davantage. On a constaté que si la longueur longitudinale t est plus courte, la

bougie d'allumage 100 selon le présent mode de réalisation a une résistance à l'usure supérieure à celle des bougies d'allumage selon la technique antérieure. 15 L'augmentation de la longueur longitudinale t provoque une augmentation du coût de fabrication de la bougie d'allumage 100. Le soudage laser selon le présent mode de réalisation est donc préférable en ce qui concerne la résistance à l'usure et les coûts de fabrication.

Pour les raisons ci-dessus, la pastille de métal noble 45 de la bougie 20 d'allumage 100 a une longueur longitudinale t de 0,3 mm ou plus.

On va maintenant expliquer pourquoi le pourcentage de section transversale sans fusion C est établi à une valeur inférieure ou égale à 50%.

On a préparé des échantillons de bougies d'allumage ayant des soudures de dimensions différentes entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40 25 et des essais de durée de vie ont été effectués avec ceuxci en utilisant un moteur à six cylindres de 2000 cm3.

Chacun des échantillons de bougies d'allumage a été installé dans le moteur.

Le moteur a fonctionné au ralenti pendant une minute, puis a fonctionné à plein régime à 6000 tours/min. pendant une minute. Ce cycle a été répété pendant cent 30 heures. Après les essais de durée de vie, la durée des échantillons de bougies d'allumage a été évaluée d'une manière expliquée plus loin, en fonction d'un pourcentage de partie séparée d'une interface entre la pastille de métal noble 45 et chacune des parties fusionnées 44 (ce qu'on appellera également ci-après pourcentage de séparation de la pastille et des parties fusionnées) et d'un pourcentage 35 d'une partie séparée d'une interface entre chacune des parties fusionnées 44 et les électrodes de masse 40 (ce qu'on appellera également ci-après pourcentage de séparation des parties fusionnées et des électrodes).

Le pourcentage de séparation de la pastille et des parties fusionnées est exprimé par {(b] + b2) / (a] + a2)} x 100 (%). Le pourcentage de séparation des 5 parties fusionnées et des électrodes est exprimé par {(dl + d2) / (cl + c2)} x 100 (%). a] et a2 indiquent, comme représenté sur la Fig. 8, des longueurs des interfaces entre les parties fusionnées 44 et la pastille de métal noble 45. cl et c2 indiquent des longueurs des interfaces entre les parties fusionnées 44 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. bl, b2, dl et d2 indiquent respectivement des 10 longueurs des parties séparées des interfaces. La longueur et la forme des parties séparées peuvent être observées à l'aide d'un microscope métallographique. La valeur la plus grande entre le pourcentage de séparation de la pastille et des parties fusionnées et du pourcentage de séparation des parties fusionnées et des électrodes a été choisie comme pourcentage de séparation pour évaluer la durée de vie ou la force 15 d'assemblage de la soudure entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse de chaque échantillon de bougie d'allumage.

La Fig. 9 illustre les effets du pourcentage de section sans fusion C et du pourcentage de séparation sur la résistance mécanique de la soudure entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40. La pastille de métal noble 45 utilisée 20 dans chacun des échantillons de bougies d'allumage était constituée par un élément cylindrique en alliage de Pt qui avait un diamètre de 0,7 mm (la section transversale A la plus proche de la partie fusionnée est de 0,38 mm2 sur la Fig. 5(a)) et une longueur de 0,8 mm. L'électrode de masse 40 a été réalisée en alliage à base de Ni tel que l'Inconel (marque déposée) et avait une largeur de 2,8 mm et une épaisseur de 25 1,6 mm. L'angle OL d'émission de laser, représenté sur la Fig. 3(a), était de 20 .

Sur la courbe de la Fig. 9, l'axe des ordonnées représente le pourcentage de séparation (%). L'axe des abscisses représente le pourcentage C de section sans fusion. On a utilisé les quatre échantillons de bougies d'allumage à chaque valeur du pourcentage C de section sans fusion.

La courbe montre que plus le pourcentage C de section transversale sans fusion est petit, plus le pourcentage de séparation est faible et que lorsque le pourcentage de section transversale sans fusion C est de 50% ou moins, le pourcentage de séparation est de 30% ou moins, et que la variation du pourcentage de séparation est faible. On notera donc que les échantillons de bougies d'allumage 35 dont le pourcentage de section transversale sans fusion C est de 50% ou moins présentent une excellente fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

La courbe montre également que lorsque le pourcentage C de section transversale sans fusion dépasse 50%, le pourcentage de séparation devient 5 brusquement élevé, et que la variation du pourcentage de séparation devient également grande, ce qui provoque une forte diminution de la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40. En effet, si la section transversale de la partie sans fusion de la pastille de métal noble 45 est grande, cela amoindrit l'activité des parties fusionnées 44 comme moyen d'absorption 10 des contraintes thermiques.

On résumera de la manière suivante les aspects exclusifs du présent mode de réalisation: la bougie d'allumage 100 comporte les pastilles de métal noble 35 et 45 soudées par laser sur les surfaces mutuellement opposées 31 et 43 de l'électrode centrale 30 et de l'électrode de masse 40. La longueur longitudinale t de la pastille de 15 métal noble 45 dépassant de la surface 43 de l'électrode de masse 40 est de 0,3 mm ou plus. L'assemblage de la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40 est réalisé en émettant des faisceaux laser jusqu'à une interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 pour former les parties fusionnées 44 (c'est-àdire les noyaux de soudure). Les axes centraux 46 20 des noyaux de soudure se trouvent en dehors de l'angle 01 que forment l'une avec l'autre les lignes discontinues, représentées sur la Fig. 3(b), s'étendant depuis l'interface entre la pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse et les bords latéraux de l'enveloppe métallique 10 dans le plan de projection de celle-ci, couvrant toute la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40. Le pourcentage de 25 section transversale sans fusion C est de 50% ou moins. L'angle 82 que forment l'un avec l'autre deux, adjacents, 46a et 46b, des axes centraux de noyaux de soudure, représentés sur la Fig. 5b, les plus proches de l'enveloppe métallique 10 est supérieur à l'angle 01.

En particulier, l'assemblage de la pastille de métal noble 45 avec l'électrode 30 de masse 40 est réalisé par pointage de la pastille de métal noble 45 sur la surface latérale interne 43 et émission des faisceaux laser autour de l'interface entre la pastille de métal noble 45 et la surface latérale interne 43 avant que l'électrode de masse 40 ne soit coudée à angle droit pour former l'intervalle de décharge 50 entre les pastilles de métal noble 35 et 45. Les trajets de rayonnement laser LZ suivis par 35 les faisceaux laser se trouvent à l'extérieur de l'angle 01. L'angle 03 que forment l'une avec l'autre deux, adjacentes, LZa et LZb des lignes de projection LZ, représentées sur la Fig. 3(b), les plus proches de l'enveloppe métallique 10 est supérieur à l'angle 01. Un tel soudage laser permet une émission des faisceaux laser sans aucune interférence optique avec l'enveloppe métallique 10 et assure une profondeur voulue s d'une partie de la pastille de métal noble 45 qui est fusionnée avec l'électrode de masse 40 par les faisceaux laser.

La longueur longitudinale t de la pastille de métal noble 45 dépassant de la surface 43 de l'électrode de masse 40 est, comme décrit plus haut, de 0,3 mm ou plus.

Le pourcentage de section transversale sans fusion C est de 50% ou moins. Cela 10 assure la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

Le soudage laser selon le présent mode de réalisation est réalisé après l'assemblage de l'électrode de masse 40 avec l'enveloppe métallique 10, mais avant le cintrage de celle-ci pour former l'intervalle de décharge 50, ce qui permet donc 15 d'améliorer plus facilement la productivité de la bougie d'allumage 100 et la fiabilité de l'assemblage de la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40.

La pastille de métal noble 35 de l'électrode centrale 30 est, comme décrit plus haut, en alliage de Ir contenant 50% en poids de Ir. La pastille 45 de l'électrode de masse 40 est en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt. De préférence, la 20 pastille de métal noble 35 a une section transversale A] de 0,1 mm2 à 1,15 mm2, prise dans une direction perpendiculaire à l'axe central longitudinal C de la Fig. 1. De même, la pastille 45 de l'électrode de masse 40 a de préférence une section transversale A2 de 0,1 mm2 à 1,15 mm2, prise dans la direction perpendiculaire à l'axe central longitudinal C, la raison en étant décrite ci-après.

La pastille de métal noble 35 de l'électrode centrale 30 est généralement soumise à une plus grande usure résultant de la formation d'étincelles dans l'intervalle de décharge. L'alliage de Ir a un point de fusion plus élevé et est donc utilisé comme matériau pour la pastille de métal noble 35. La pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse 40 subit généralement une plus grande usure provoquée 30 par oxydation/volatilisation. L'alliage de Pt a une plus grande résistance à l'oxydation et la volatilisation et est donc utilisé comme matériau pour la pastille de métal noble 45. Il en résulte une durée de vie beaucoup plus longue de la bougie d'allumage 100.

Si les sections transversales A] et A2 des pastilles de métal noble 35 et 45 sont inférieures à 0,1 mm2, il en résultera une forte diminution de la transmission de 35 chaleur de celles-ci, aboutissant à une augmentation accélérée de la température des pastilles 35 et 45. Il en résulte une usure excessive des pastilles 35 et 45 ou un préallumage du carburant. Inversement, si les sections transversales A] et A2 des pastilles de métal noble 35 et 45 sont supérieures à 1,15 mm2, il en résultera une diminution de l'inflammabilité du carburant. En effet, les pastilles de métal noble 35 5 et 45 refroidissent le centre de la flamme pendant le développement de celle-ci, ce qui réduit donc le développement du centre de la flamme.

De préférence, chacune des pastilles 35 et 45 décrites ci-dessus contient, comme additif, l'un au moins des éléments suivants: Ir (iridium), Pt (platine), Rh (rhodium), Ni (nickel), W (Tungstène), Pd (palladium), Ru (Ruthénium), Os 10 (osmium), AI (aluminium), Y (yttrium) et Y203 (trioxyde de diyttrium ou yttria).

L'utilisation d'un tel additif accroît la résistance à l'usure et la résistance mécanique des pastilles de métal noble 35 et 45, en réduisant donc le degré de rupture ou de fissuration de celles-ci par suite de leur exposition à une intense chaleur.

On va maintenant décrire le deuxième mode de réalisation de l'invention qui 15 permet d'améliorer encore la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse 40. On utilisera les mêmes repères que ceux employés à propos de la première forme de réalisation pour désigner les parties identiques, et on s'abstiendra d'expliquer celles-ci en détail ici.

La Fig. 10 est une vue de dessus qui représente la pastille de métal noble 45 20 placée sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 avant d'être cintrée et qui subit un soudage laser selon le deuxième mode de réalisation.

Sur le dessin, "LZ" désigne, comme dans le premier mode de réalisation, à la fois le trajet de rayonnement laser sur lequel le faisceau laser se propage et la ligne de projection de faisceaux laser définie en projetant le trajet de rayonnement laser sur 25 un plan s'étendant sur la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 avant cintrage. "O" désigne le centre d'une section transversale de la pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse 40. "x" désigne une ligne passant par le centre O parallèlement à l'axe central longitudinal de l'électrode de masse 40 entre la base 42 et la pointe 41. "y" désigne une ligne passant par le centre O perpendiculairement à la 30 ligne x.

Une caractéristique de l'invention est qu'au moins une des intersections de deux, adjacentes, (à savoir LZa et LZb) des lignes de projection de trajets laser situées en dehors de l'angle 01 avec la ligne x dans un plan passant par l'axe central longitudinal de la pastille de métal noble 45 est située plus près de la base 42 de 35 l'électrode de masse 40 que du centre O. Dans l'exemple de la Fig. 10, l'intersection de la ligne de projection LZb de trajet laser avec la ligne x se situe plus près de l'enveloppe métallique 10 (c'est-à-dire de la base 42 de l'électrode de masse 40) que du centre O. Le soudage laser selon le présent mode de réalisation est réalisé de la 5 manière suivante. Tout d'abord, l'ensemble comprenant l'électrode de masse 40 avec la pastille de métal noble 45 et l'enveloppe métallique 10 est préparé et amené à tourner autour de l'axe central longitudinal de la pastille de métal noble 45. Ensuite, des faisceaux laser sont successivement émis vers le centre O sur les trajets de rayonnement laser LZ correspondant à sept des lignes de projection de trajets laser 10 LZ, sauf la ligne LZb. Finalement, l'ensemble est déplacé dans une direction perpendiculaire au dernier des trajets de rayonnement laser LZ afin de définir la ligne de projection LZb de trajet laser orientée vers le centre O du plan passant sur la section transversale de la pastille de métal noble 45. Le faisceau laser est émis sur le trajet de rayonnement laser LZ coïncidant avec la ligne de projection LZb de trajet 15 laser.

Les figures 11 (a) et 11 (b) représentent les parties fusionnées 44 (c'est-à-dire les noyaux de soudure) formées par le soudage laser cidessus. La Fig. 11 (a) est une vue en coupe verticale, prise suivant la ligne F-F de la Fig. 11 (b). La Fig. 11 (b) est une vue en coupe transversale, prise suivant la ligne E-E de la Fig. 11 (a).

Comme on peut le constater d'après les dessins, au moins une des intersections de deux, adjacents, des axes centraux 46 de noyaux de soudure situés sur l'angle 01, à savoir les axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure avec la ligne x, se trouve plus près de la base 42 de l'électrode de masse 40 que du centre O dans le plan passant par l'axe central longitudinal de la pastille de métal noble 45 qui 25 s'étend perpendiculairement à la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40.

En particulier, l'intersection K] de l'un, inférieur, des axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure, comme on le voit sur la Fig. 1 l(b), à savoir l'axe central 46b de noyau de soudure, avec la ligne x se trouve plus près de l'enveloppe 30 métallique 10 que du centre O. Autrement dit, l'intersection K] se trouve plus près de la base 42 de l'électrode de masse 40 que du centre O. Le soudage laser selon le présent mode de réalisation sert à former les nombreuses parties fusionnées 44 autour d'une partie du pourtour de la pastille de métal noble 45 près de la base 42 de l'électrode de masse 40, en comparaison du 35 premier mode de réalisation. Il en résulte une diminution de la section transversale B de la partie sans fusion de la pastille de métal noble 45, donc une augmentation de la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

On appellera D2 la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble 45 dans des directions perpendiculaires aux lignes de projection LZa et LZb de trajets 5 laser, comme représenté sur la Fig. 10. L'intervalle entre l'une des lignes de projection LZa et LZb de trajets laser (à savoir la ligne LZb de la Fig. 10) la plus proche de la base 42 de l'électrode de masse 40 et une ligne passant par le centre O parallèlement à la ligne de projection LZb de trajets laser est appelé L2. Pour améliorer encore la fiabilité de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et 10 l'électrode de masse 40, l'intervalle L2 est de préférence inférieur ou égal à 0,5 fois la largeur D2. Cela peut être facilement obtenu en réglant la distance parcourue sur la ligne x par l'ensemble composé de l'électrode de masse 40 et de l'enveloppe métallique 10.

En référence aux figures 11(a) et 11(b), on va décrire le soudage de la 15 pastille de métal noble 45 sur l'électrode de masse 40 réalisé par le soudage laser conforme aux exigences dimensionnelles précitées.

Sur la Fig. 11 (b), la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble 45 dans des directions perpendiculaires aux axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle g1 est appelée DI. 20 Avant l'utilisation de la pastille de la bougie d'allumage 1, la surface de décharge d'étincelles 45a de la pastille de métal noble n'a pas encore subi d'usure. Par conséquent, la largeur DI est identique à la largeur D2.

L'intervalle entre l'un des axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure (à savoir l'axe central 46b sur la Fig. 1 l(b)) le plus près de la base 42 de l'électrode de 25 masse 40 et une ligne passant par le centre O parallèlement à l'axe central 46b de noyau de soudure est appelé LI. L'axe central 46 de noyau de soudure coïncide avec les trajets de rayonnement laser LZ dans deux dimensions. Par conséquent, l'intervalle LI est identique à l'intervalle L2 et inférieur ou égal à 0,5 fois la largeur DI.

Le soudage laser selon le présent mode de réalisation dans lequel un faisceau laser est émis pour former la partie fusionnée 44 qui s'étend sur l'une des lignes de projection LZa et LZb de trajets laser la plus proche de la base 42 de l'électrode de masse 40 dans un plan passant par la pastille de métal noble 45 contribue à limiter au maximum un évidement ou une dépression de soudure formée 35 dans la partie fusionnée 44 sur l'axe central 46 de noyau de soudure coïncidant avec la ligne de projection LZb de trajets laser. En effet, si l'intervalle LI (L2) est supérieur à 0,5 fois la largeur D1 (D2), il amène le faisceau laser LZ à être émis vers une partie périphérique de la pastille de métal noble 45 dont le volume est plus petit, aussi peut-elle fondre facilement et disparaître.

Des recherches ont été effectuées, comme décrit plus bas, et ont mis en évidence des effets avantageux produits par les exigences dimensionnelles précitées dans lesquelles l'intervalle LI (L2) est inférieur ou égal à 0, 5 fois la largeur DI (D2).

On a étudié, comme illustré sur la Fig. 12, la relation entre la largeur D2 de la pastille de métal noble 45 et l'intervalle L2 entre l'une des lignes de projection LZa 10 et LZb de trajets laser la plus proche de la base 42 de l'électrode de masse 40 et une ligne passant par le centre O parallèlement à celle des lignes de projection LZa et LZb de trajets laser. Chaque point figuré par un "O" indique un échantillon de bougie d'allumage dans lequel la dépression de soudure décrite plus haut n'a pas été produite dans la partie fusionnée 44, établissant ainsi la soudure souhaitée entre la pastille de 15 métal noble 45 et l'électrode de masse 40. Chaque point figuré par "x" indique un échantillon de bougie d'allumage dans lequel la dépression de soudure a été produite dans la partie fusionnée. Un trait continu indique le moment où l'intervalle L2 est égal à la moitié de la largeur W2.

Un exemple de la dépression de soudure est illustré en 44a sur la Fig. 13(a). 20 La Fig. 13(b) représente les parties fusionnées 44 sans dépression de soudure. La formation de la dépression de soudure 44a provoque une diminution de la force de l'assemblage entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40 ainsi qu'une baisse qualitative d'aspect de celle-ci.

La courbe de la Fig. 12 montre que lorsque l'intervalle L2 est supérieur à 0,5 25 fois la largeur D2 de la pastille de métal noble 45, il en résulte une possibilité accrue de formation de la dépression de soudure 44a dans la partie fusionnée 44. On constate donc que si l'intervalle L2 est inférieur ou égal à 0,5 fois la largeur D2 de la pastille de métal noble 45 (c'est-à-dire, L2 _< 0,5D2), il évite la formation de la dépression de soudure 44a, en assurant donc la fiabilité de l'assemblage entre la 30 pastille de métal noble 45 de l'électrode de masse 40 et la qualité d'aspect de celle-ci.

On notera que les trajets de rayonnement laser LZ coïncident sensiblement avec les axes centraux 46 des noyaux de soudure, aussi est-il souhaitable que la relation entre l'intervalle LI entre l'un des axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure, comme illustré sur la Fig. 11 (b), le plus proche de la base 42 de l'électrode 35 de masse 40 et une ligne passant par le centre O parallèlement à celui des axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure et la largeur Dl de la pastille de métal noble 45 soit identique à celle entre l'intervalle L2 et la largeur D2.

Ainsi qu'il ressort des explications qui précèdent, le deuxième mode de réalisation est caractérisée en ce que l'orientation d'au moins une des lignes de 5 projection LZa et LZb de trajets laser adjacentes l'une à l'autre sur l'angle 81 soit décalée du centre O de la pastille 45 de métal noble vers la base 42 de l'électrode de masse 40.

Dans le deuxième mode de réalisation, il est préférable que la pastille de métal noble 35 de l'électrode centrale 30 soit en alliage de Ir contenant 50% en poids 10 de Ir, que la pastille 45 de l'électrode de masse 40 soit en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt, que la pastille de métal noble 35 ait une section transversale Al de 0,1 mm2 à 1, 15 mm2 et que la pastille 45 de l'électrode de masse 40 ait une section transversale A2 de 0,1 mm2 à 1,15 mm2.

Il est également préférable que chacune des pastilles 35 et 45 contienne 15 comme additif au moins l'un des éléments suivants: Ir (iridium), Pt (platine), Rh (rhodium), Ni (nickel), W (Tungstène), Pd (palladium), Ru (Ruthénium), Os (osmium), Al (aluminium), Y (yttrium) et Y203 (trioxyde de diyttrium ou yttria).

Les figures 14(a) à 14(d) représentent la première variante du deuxième mode de réalisation. Les figures 15(a) à 15(d) représentent la deuxième variante du 20 deuxième mode de réalisation.

Dans chacune des première et deuxième variantes les intersections de lignes de projection LZa et LZb de trajets laser situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 avec la ligne x passant par le centre O parallèlement à l'axe central longitudinal de l'électrode de masse 40 entre la base 42 et la pointe 41 sont, comme 25 on peut le constater d'après les figures 14(b) et 15(b), définies plus près de la base 42 que du centre O. Pour cette raison, les deux intersections des axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 1 avec la ligne x se trouvent, comme on peut le voir d'après les figures 14(d) et 15(d), plus près de la base 42 de l'électrode de masse 40 que du centre O. Dans chacune des première et deuxième variantes illustrées, les lignes de projection LZa et LZb de trajets laser (les axes centraux 46a et 46b des noyaux de soudure) croisent la ligne x au meme point K], mais cependant elles peuvent aussi croiser la ligne x à des endroits différents.

Dans la deuxième variante, illustrée sur les figures 15(a) à 15(d), l'angle 03 35 que forment l'une avec l'autre les lignes de projection LZa et LZb de trajets laser situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 et l'angle 02 que forment l'un avec l'autre les axes centraux 46a et 46b de noyaux de soudure situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 est de 180 , mais n'importe quelle autre valeur d'angle est possible.

Les variantes de l'une ou l'autre des premier et deuxième modes de réalisation vont maintenant être décrites en référence aux figures 16(a) à 20(d).

Les figures 16(a) à 16(d) représentent la variante du deuxième mode de réalisation.

Les intervalles angulaires entre les lignes de projection LZ de trajets laser ne 10 sont pas uniformes. Dans l'exemple illustré, l'intervalle angulaire entre chacune des lignes de projection LZa et LZb de trajets laser situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 03 et l'une, adjacente, des lignes de projection LZ de trajets laser est de 30 . D'autres intervalles angulaires ont une valeur de 45 . La disposition des axes 46 des noyaux de soudure est illustrée sur la Fig. 16(d).

Les figures 17(a) à 17(d) représentent la variante du premier mode de réalisation.

Dans la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse 40 est formé un évidement annulaire 43a dans lequel est destinée à se loger la pastille de métal noble 45. Après l'installation de la pastille de métal noble 45 dans l'évidement 43a, les 20 faisceaux laser LZ sont émis pour souder l'une avec l'autre la pastille de métal noble et l'électrode de masse 40.

La pastille de métal noble 45, évoquée dans les modes de réalisation cidessus, est constituée d'un élément cylindrique d'un diamètre uniforme, mais elle peut avoir un diamètre variable ou elle peut être constituée de parties de diamètre 25 différent avec un ou plusieurs épaulements, comme illustré sur les figures 18(a) à 18(d).

Sur les figures 18(a) à 18(d), la pastille de métal noble 45 a la forme d'un rivet. En particulier, la pastille de métal noble 45 a un bas de grand diamètre (c'est-àdire une collerette) placé en butée contre la surface latérale interne 43 de l'électrode 30 de masse 40, après quoi les faisceaux laser LZ sont émis autour d'une interface du bas de grand diamètre avec la surface latérale interne 43.

L'électrode de masse 40, comme illustré sur les figures 19(a) à 19(d), peut avoir sur sa surface latérale interne 43 un bossage annulaire 43b sur lequel doit être placée la pastille de métal noble 45.

Comme il ressort des explications ci-dessus, la pastille de métal noble 45 a une section transversale circulaire, mais elle peut aussi avoir une section transversale de n'importe quelle autre forme, par exemple carrée, triangulaire ou ovale. Les figures 20(a) à 20(d) représentent la pastille de métal noble 45 constituée par une colonne carrée.

Le nombre des faisceaux laser LZ utilisés pour assembler la pastille de métal noble 45 avec l'électrode de masse 40, l'angle entre les faisceaux laser LZ et la surface latérale interne 43 de la pastille de métal noble 45 et l'orientation des faisceaux laser LZ par rapport à la pastille de métal noble 45 peuvent être modifiés en 10 fonction des dimensions et/ou de la forme de la pastille de métal noble 45.

Lors du soudage laser évoqué ci-dessus, les angles de rayonnement OL, comme illustré sur la Fig. 3(a), que forment les trajets de propagation des faisceaux laser LZ avec la surface latérale interne 43 de l'électrode de masse sont uniformes, mais ils peuvent être différents les uns des autres. Par exemple, les angles de 15 rayonnement OL peuvent être modifiés en fonction de l'orientation des faisceaux laser LZ à émettre.

Dans les modes de réalisation ci-dessus, après que l'isolant en porcelaine 20 avec lequel est assemblée l'électrode centrale 30 a été installé dans l'enveloppe métallique 10 à laquelle est soudée l'électrode de masse 40,la pastille de métal noble 20 45 est soudée par laser à l'électrode de masse 40, mais cela peut également être fait, comme illustré sur la Fig. 21, avant l'assemblage de l'enveloppe métallique 10 et de l'isolant en porcelaine 20. En particulier, l'électrode de masse 40 est soudée à l'enveloppe métallique 10, après quoi la pastille de métal noble 45 est soudée à l'électrode de masse 40. Ensuite, l'isolant en porcelaine 20 dans lequel est déjà 25 installée l'électrode centrale 30 est placé à l'intérieur de l'enveloppe métallique 10.

Les figures 22(a) et 22(b) représentent des variantes de l'électrode de masse dont la forme permet de réduire les contraintes thermiques à l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

Dans la forme de variante de la Fig. 22(a), l'électrode de masse 40 est 30 conique vers la pointe 41 de celle-ci. Autrement dit, l'électrode de masse 40 a une largeur qui diminue progressivement jusqu'à sa pointe 41. Dans la forme de variante de la Fig. 22(b), l'électrode de masse 40 a un épaulement 73 pour former une tête 75 d'une largeur plus petite sur laquelle est soudée la pastille de métal noble 45. De telles géométries servent à réduire les contraintes thermiques agissant sur l'électrode 35 de masse 40 en limitant ainsi le plus possible les dommages provoqués par ces contraintes dans la soudure entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40.

Les figures 23 et 24 représentent des variantes de l'électrode de masse 40 qui ont une structure interne permettant de réduire les contraintes thermiques à 5 l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 40. En particulier, l'électrode de masse 40 de chacune des figures 23 et 24 a un élément central 70 dont la conductivité thermique est plus grande que celle de la matière de base (par exemple, un alliage de Ni) de celle-ci, ce qui accentue la baisse de température de l'interface entre la pastille de métal noble 45 et l'électrode de masse 10 40.

L'élément central 70 de la Fig. 23 est constitué d'une seule couche en Cu.

L'élément central 70 de la Fig. 24 est formé par un stratifié d'une couche de Cu et d'une couche de Ni (par exemple, un plaquage de nickel).

La Fig. 25 représente une variante de l'électrode de masse 40 qui est cintrée 15 de manière oblique par rapport à l'axe central longitudinal C de la bougie d'allumage (cf. Fig. 1). Cet agencement permet de réduire la longueur de l'électrode de masse 40 en réduisant donc la hausse de température de l'électrode de masse 40 en réduisant donc les contraintes thermiques à l'interface entre la pastille de métal noble et l'électrode de masse 40.

Les figures 26(a) et 26(b) représentent une variante de la bougie d'allumage qui comporte également des électrodes secondaires supplémentaires 60 soudées à l'enveloppe métallique 10. Les électrodes secondaires 60 sont, comme illustré clairement sur la Fig. 26(b), mutuellement opposées les unes aux autres de manière diamétrale à la pointe de l'isolant en porcelaine 20 et servent à éliminer par 25 combustion le carbone adhérant à la surface de l'isolant en porcelaine 20 par suite de la combustion lente de la bougie d'allumage 100. Ainsi, l'utilisation des électrodes secondaires 60 a pour effet une amélioration de la résistance à la combustion lente de la bougie d'allumage 100.

Claims (13)

Revendications

1. Bougie d'allumage (100), comprenant: une enveloppe métallique (10); une électrode centrale (30) disposée dans ladite enveloppe métallique (10) , une partie supérieure de celle-ci dépassant de ladite enveloppe métallique (10), ladite électrode centrale (30) ayant une pastille de métal noble (35) soudée par laser à la partie supérieure; une électrode de masse (40) ayant une première partie d'extrémité, une 10 deuxième partie d'extrémité et une partie médiane entre les première et deuxième parties d'extrémités, la première partie d'extrémité étant soudée à ladite enveloppe métallique (10), la deuxième partie d'extrémité ayant, en regard de l'électrode centrale (30), une surface sur laquelle une pastille de métal noble (45) est soudée par laser, la partie médiane étant coudée pour amener la pastille de métal noble (45) à se 15 trouver face à la pastille de métal noble (35) de l'électrode centrale (30) en étant séparée de celle-ci par un intervalle de décharge (50); et des parties fusionnées formées autour d'une interface entre la pastille de métal noble (45) et la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30), lesdites parties fusionnées créant des soudures entre la 20 pastille de métal noble (45) et l'électrode de masse (40) et étant constituées par des matériaux de ladite électrode de masse (40) et de ladite pastille de métal noble (45) amalgamés l'un avec l'autre par fusion par émission de faisceaux laser autour de l'interface entre la pastille de métal noble (45) et la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30), caractérisée en ce que la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) a une longueur donnée et fait saillie vers ladite électrode centrale (30), depuis la surface en regard de l'électrode centrale (30), sur 0,3 mm ou plus dans une direction longitudinale de celle-ci, si on appelle axe central des sections transversales des parties fusionnées 30 une ligne s'étendant vers l'intérieur de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) en passant par le centre de la section transversale de chacune desdites parties fusionnées, prise à l'interface entre la pastille de métal noble (45) et la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30), et si on appelle 01 un angle que forment l'une avec l'autre des lignes s'étendant depuis 35 la pastille de métal noble (45) sur l'électrode de masse (40) avant cintrage jusqu'aux bords de ladite enveloppe métallique (10) opposés dans le sens de la largeur de ladite enveloppe métallique (10), définis dans un plan couvrant la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30), les axes centraux des sections transversales de parties fusionnées se trouvent à l'extérieur de l'angle 01, et si on appelle A une section transversale d'une partie de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) la plus proche desdites parties fusionnées, prise perpendiculairement à la longueur de la pastille de métal noble (45) de l'électrode de masse (40), et si on appelle B la section transversale d'une partie sans fusion de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40), prise 10 à l'interface entre la pastille de métal noble (45) et la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30), le pourcentage des sections transversales des parties sans fusion, qui est un pourcentage de la section transversale B dans la section transversale A est de 50% ou moins.

2. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un 15 angle 02 que forment l'un avec l'autre deux des axes centraux des sections transversales des parties fusionnées situées de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01, est plus grand que l'angle 01.

3. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que, si on appelle x une ligne passant par un centre O d'une section transversale de la 20 pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) parallèlement à un axe central longitudinal de ladite électrode de masse (40), au moins une des intersections de deux des axes centraux des sections transversales des parties fusionnées situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01 avec la ligne x est située plus près de la première partie d'extrémité de ladite électrode de masse (40) que du centre O de la 25 section transversale.

4. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 3, caractérisée en ce que, si on appelle DI la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) dans des directions perpendiculaires aux deux des axes centraux des sections transversales des parties fusionnées situés de manière 30 mutuellement adjacente sur l'angle 01, un intervalle LI entre l'un des deux axes centraux des sections transversales des parties fusionnées situés de manière mutuellement adjacente sur l'angle 01, qui se trouve plus près de la première partie d'extrémité de ladite électrode de masse (40) que du centre O de la section transversale et une ligne s'étendant parallèlement à celui des axes centraux des sections transversales des parties fusionnées qui passe par le centre O de la section transversale est égal à 0,5 fois la largeur Dl ou moins.

5. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pastille de métal noble (35) de ladite électrode centrale (30) est en alliage de Ir 5 contenant 50% en poids ou davantage de Ir, la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse (40) étant en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt, et en ce que, si on appelle Al la section transversale de la pastille de métal noble (35) de ladite électrode centrale (30), prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, et si on appelle A2 la section transversale de la pastille de métal noble 10 (45) de ladite électrode de masse (40), prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, chacune des sections transversales AI et A2 est de 0,1 mm2 à 1,15 mm2.

6. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 5, caractérisée en ce que chacune des pastilles de métal noble (35, 45) de ladite électrode centrale (30) et de 15 ladite électrode de masse (40) est en matière contenant, comme additif, l'un des éléments suivants: Ir, Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, Al, Y et Y203.

7. Bougie d'allumage (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pourcentage des sections transversales des parties sans fusion est de 30% ou moins.

8. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage (100) comprenant (a) une enveloppe métallique (10), et (b) une électrode centrale disposée dans ladite enveloppe métallique (10), une partie supérieure de celle-ci dépassant de ladite enveloppe métallique (10) et ayant une pastille de métal noble (35) soudée par laser à la partie supérieure, (c) une électrode de masse (40) ayant une première partie 25 d'extrémité, une deuxième partie d'extrémité et une partie médiane entre les première et deuxième parties d'extrémités, la première partie d'extrémité étant soudée à ladite enveloppe métallique (10), la deuxième partie d'extrémité ayant une surface en regard de ladite électrode centrale (30), sur laquelle est soudée par laser une pastille de métal noble (45), la partie médiane étant coudée pour faire venir la pastille de 30 métal noble (45) face à la pastille de métal noble (35) de ladite électrode centrale (30) dont elle est séparée par un intervalle de décharge (50), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: souder sur ladite enveloppe métallique (10) ladite électrode de masse (40) placer la pastille de métal noble (45) sur la surface de l'électrode de masse 35 (40) en regard de l'électrode centrale (30); irradier des faisceaux laser vers une interface entre la pastille de métal noble (45) et la surface de ladite électrode de masse en regard de l'électrode centrale (30) afin de créer des parties fusionnées qui créent des soudures entre la pastille de métal noble (45) et ladite électrode de masse (40) et sont constituées par des matières de 5 ladite électrode de masse (40) et de ladite pastille de métal noble (45) amalgamées par fusion l'une avec l'autre; et couder ladite électrode de masse (40) pour faire venir la pastille de métal noble (45) face à la pastille de métal noble (35) présente sur ladite électrode centrale (30) en étant séparée de celle-ci par un intervalle de décharge (50); et en ce que, si on appelle O1 un angle que forment l'une avec l'autre des lignes s'étendant depuis la pastille de métal noble (45) présente sur l'électrode de masse (40) avant cintrage vers les bords de ladite enveloppe métallique (10) opposés dans le sens de la largeur de ladite enveloppe métallique (10), définie dans un plan passant sur la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode 15 centrale (30), les trajets de rayonnement laser suivant lesquels les faisceaux laser sont irradiés se trouve en dehors de l'angle 0 1.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, si on appelle ligne de projection de trajet laser une ligne faite en projetant chacun des trajets de rayonnement laser sur un plan s'étendant sur la surface de ladite électrode de masse 20 (40) en regard de l'électrode centrale (30) avant cintrage, et si on appelle g3 un angle que forment l'une avec l'autre deux des lignes de projection de trajets laser situées de manière mutuellement adjacentes sur l'angle 01, l'angle 03 est plus grand que l'angle l1.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, si on appelle 25 ligne de projection de trajet laser une ligne faite en projetant chacun des trajets de rayonnement laser sur un plan s'étendant sur la surface de ladite électrode de masse (40) en regard de l'électrode centrale (30) avant cintrage, et si on appelle x une ligne passant par un centre O d'une section transversale de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse parallèlement à un axe central longitudinal de ladite 30 électrode de masse (40), au moins une des intersections de deux des lignes de projection de trajets laser situées de manière adjacente les unes aux autres sur l'angle 0l avec la ligne x est située plus près de la première partie d'extrémité de ladite électrode de masse (40) que du centre O de la section transversale.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que, si on appelle 35 D2 la plus grande des largeurs de la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse dans des directions perpendiculaires aux deux des lignes de projection de trajets laser adjacentes l'une à l'autre sur l'angle 01, un intervalle L2 entre une des deux lignes de projection de trajets laser adjacentes l'une à l'autre sur l'angle 81 qui se trouve plus près de la première partie d'extrémité de ladite électrode de masse (40) 5 que du centre O de la section transversale et une ligne s'étendant parallèlement à celle des deux lignes de projection de trajets laser qui passent par le centre O de la section transversale est de 0,5 fois la largeur D2 ou moins.

12. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pastille de métal noble (35) de ladite électrode centrale (30) est en alliage de Ir contenant 50% 10 en poids ou davantage de Ir, la pastille de métal noble (45) de ladite électrode de masse 40 étant en alliage de Pt contenant 50% en poids de Pt, et en ce que, si on appelle Al une section transversale de la pastille de métal noble (35) de ladite électrode centrale (30), prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, et A2 une section transversale de la pastille de métal noble (45) de ladite 15 électrode de masse (40), prise dans une direction perpendiculaire à la longueur de celle-ci, chacune des sections transversales A, etA2 mesure de 0,1 mm2 à 1,15 mm2.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que chacune des pastilles de métal noble (35, 45) de ladite électrode centrale (30) et de ladite électrode de masse (40) est en matière contenant, comme additif, l'un des éléments 20 suivants: Ir, Pt, Rh, Ni, W, Pd, Ru, Os, Al, Y et Y203.