FR2906170A1

FR2906170A1 - Electrical resistance welding of two metal parts comprises maintaining a first and a second welding electrode in contact with a first and a second metal part respectively, and connecting the electrodes to an electric source

Info

Publication number: FR2906170A1
Application number: FR0608316A
Authority: FR
Inventors: Arnaud Monnier; Benoit Froidurot
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Schneider Electric Industries SAS; Ecole Superieure dElectricite SUPELEC
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS; Schneider Electric Industries SAS; Ecole Superieure dElectricite SUPELEC
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-03-28
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: FR2906170B1

Abstract

The process of electrical resistance welding of two metal parts (1, 2) comprises maintaining a first welding electrode in contact with a first metal part to generate a first electric resistance of equivalent interface between the first part and the first electrode, maintaining a second welding electrode in contact with a second metal part to generate a second electric resistance of equivalent interface between the second part and the second electrode, connecting the electrodes to an electric source, and applying an electrical current (4) through the metal parts for a period of time. The process of electrical resistance welding of two metal parts (1, 2) comprises maintaining a first welding electrode in contact with a first metal part to generate a first electric resistance of equivalent interface between the first part and the first electrode, maintaining a second welding electrode in contact with a second metal part to generate a second electric resistance of equivalent interface between the second part and the second electrode, connecting the electrodes to an electric source, and applying an electrical current (4) through the metal parts for a period of time. The electrodes (3) are maintained using units, so that each electric resistance of equivalent interface is lower than the electric welding resistance. A contact force (5) is applied to the metal parts. First and second connection forces are applied between the first electrode and the first metal part and between the second electrode and the second metal part respectively. The connection forces have an intensity higher than an intensity of the contact force, and are applied in a plane perpendicular to the contact force. The connection forces are applied by a first compression unit and the contact force is applied by a second compression unit. The first and second electrodes are welded with the metal parts by a tin-weld. An independent claim is included for a device for electrical resistance welding of two metal parts.

Description

1 PROCEDE DE SOUDAGE PAR RESISTANCE DE DEUX PIECES METALLIQUES ET1 METHOD FOR RESISTOR WELDING OF TWO METAL PIECES AND

DISPOSITIF DE SOUDAGE UTILISE POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention est relative à un procédé de soudage par résistance de deux pièces métalliques consistant à maintenir en contact les pièces métalliques afin de générer une résistance électrique de soudure entre lesdites pièces et à maintenir au moins une première électrode de soudage en contact avec une première pièce métallique fin de générer une première résistance électrique d'interface équivalente entre ladite première pièce et ladite au moins une première électrode de soudage en contact. Le procédé consiste aussi à maintenir au moins une seconde électrode de soudage en contact avec une seconde pièce métallique, afin de générer une seconde résistance électrique d'interface équivalente entre ladite seconde pièce et ladite au moins une seconde électrode de soudage. Enfn le procédé de soudage consiste à connecter les électrodes de soudage à une source de courant électrique et à appliquer, pendant une durée, un courant électrique à travers les pièces métalliques. [0002] L'invention est aussi relative à dispositif de soudage utilisé pour la mise en oeuvre dudit procédé de soudage. The invention relates to a method of resistance welding of two metal parts consisting in keeping the metal parts in contact in order to generate an electrical resistance. welding between said pieces and maintaining at least a first welding electrode in contact with a first thin metal piece to generate a first equivalent interface electrical resistance between said first piece and said at least one first contacting welding electrode. The method also includes maintaining at least a second welding electrode in contact with a second metal part to generate a second equivalent interface electrical resistance between said second part and said at least one second welding electrode. Finally, the welding process involves connecting the welding electrodes to a source of electrical power and applying electrical current through the metal parts for a period of time. The invention also relates to welding device used for the implementation of said welding process.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0003] Les procédés de soudage par résistance sont largement exploités pour la fixation de pièces métalliques utilisées notamment dans la fabrication de contacts électriques d'appareillages électriques comme décrit dans le document FR2665026. Ces procédés de soudage par résistance peuvent être utilisés avec apport de matière (soudage hétérogène) ou sans (soudage autogène). L'apport de matière peut faciliter la création d'une liaison entre les pièces métalliques à souder. [0004] Le passage d'un courant électrique d'intensité I entre deux pièces métalliques 1, 2 entraîne un échauffement de la matière au niveau d'une interface 2906170 2 de contact 5 entre lesdites pièces. En effet, le courant électrique d'intensité I traverse une résistance de soudure Rs entre les pièces métalliques 1, 2 et provoque leur échauffement par effet Joule. En fonction de la force de contact entre les pièces, du temps d'application du courant électrique et de son intensité I, 5 l'échauffement présent localement au niveau de la surface de contact 5 peut provoquer le soudage des pièces métalliques 1, 2. [0005] La quantité d'énergie électrique nécessaire au soudage par résistance des deux pièces dépend des différentes résistances présentes dans la chaîne de soudage. io [0006] Comme représenté sur la figure 2, dans un outillage classique, la chaîne de soudage comprend une résistance de soudure Rs entre les deux pièces métalliques 1, 2. La chaîne de soudage comprend aussi généralement une résistance d'interface Ri entre chaque électrode 3 et pièce métallique 1, 2. On schématise alors les résistances de soudure Rs et d'interface Ri par trois 15 résistances montées en série avec une source de courant 4. Deux résistances d'interface Ri sont placées en série avec une résistance de soudure Rs. [0007] Les résistances Ri, Rs de ' la chaîne de soudage classique dépendent principalement de trois paramètres. [0008] Premièrement, les résistances d'interface Ri et soudure Rs 20 dépendent de la force de contact FC appliquée sur les pièces métalliques 1, 2 pour les maintenir en contact. Comme représenté sur la figure 1, la force de contact FC est généralement directement appliquée par l'intermédiaire des électrodes 3. Ainsi, l'influence de la force de contact FC sur la détermination des valeurs de toutes les résistances d'interface Ri et de la résistance de soudure Rs 25 est sensiblement identique. [0009] Deuxièmement, lesdites résistances dépendent de l'état de surface respectif des pièces métalliques. [0010] Troisièmement, lesdites résistances dépendent de la taille de la surface de contact utilisée pour le passage du courant électrique. Ainsi, les résistances d'interface Ri sont dépendantes de la taille de la surface de contact 2906170 3 entre chaque électrode et les pièces à souder. La résistance de soudure Rs est dépendante de la taille de la surface de contact entre les pièces à souder. [0011] L'énergie dissipée par effet joule dans chacune des résistances d'interface Ri n'est pas utilisée directement pour le soudage des pièces à 5 assembler 1, 2. Suivant le type d'installation, on peut considérer que les deux tiers de l'énergie électrique générée par une source de courant 4 est dissipée en dehors de la résistance de soudure, autrement dit en dehors de la surface de contact entre les pièces métalliques 1, 2. Ceci représente une perte de rentabilité importante compte tenu que l'énergie dissipée dans les résistance d'interface Ri Io n'est pas utilisée pour souder les pièces métalliques 1, 2. [0012] En outre, l'échauffement observé au niveau des résistances d'interface Ri peut aussi être responsable du soudage non souhaité entre les électrodes 3 et les pièces métalliques 1, 2. Ce phénomène peut entraîner une détérioration des pièces métalliques et/ou des électrodes au moment du retrait 15 des pièces en fin de procédé de soudage. Le choix des matériaux constituant les électrodes est alors déterminant pour éviter une soudure complète des électrodes sur la ou les pièces à souder. On choisira de préférence un matériau ayant une température de fusion largement supérieure à celles des matériaux à souder. [0013] Les systèmes connus de soudage par résistance présentent ainsi le 20 double inconvénient d'avoir un rendement énergétique faible et d'avoir des risques de soudage ou de dégradation des électrodes sur les pièces à souder. EXPOSE DE L'INVENTION [0014] L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer un procédé de soudage électrique par 25 résistance à haut rendement énergétique et dans lequel les risques de soudage des électrodes sur les pièces métalliques sont réduits. [0015] Le procédé de soudage électrique selon l'invention consiste à calibrer des moyens de maintien, maintenant les électrodes de soudage en contact avec les pièces métalliques et maintenant les pièces métalliques en 2906170 4 contact, de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface équivalente soit strictement inférieure à la résistance électrique de soudure. [0016] Selon un mode de développement de l'invention, une force de contact est appliquée sur les pièces métalliques, une première force de connexion 5 est appliquée entre ladite au moins une première électrode et la première pièce métallique, une seconde force de connexion est appliquée entre ladite au moins une seconde électrode et la seconde pièce métallique. Les forces de connexion et la force de contact sont respectivement fixées de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface soit strictement inférieure à la résistance 10 électrique de soudure. [0017] Avantageusement, la première force de connexion, la seconde force de connexion et la force de contact sont d'intensité différente. [0018] Dans un mode de réalisation particulier, la première force de connexion et la seconde force de connexion sont respectivement d'intensité 15 supérieure à la force de contact. [0019] Dans un mode de réalisation particulier, les première et seconde forces de connexion et la force de contact sont appliquées dans un même plan selon au moins deux directions non parallèles. [0020] Avantageusement, les première et seconde forces de connexion 20 sont respectivement appliquées perpendiculairement à la force de contact. [0021] De préférence, les première et seconde forces de connexion sont appliquées par des premiers moyens de maintien et la force de contact est appliquée par des seconds moyens de maintien. [0022] De préférence, les première et seconde forces de connexion et la 25 force de contact sont appliquées par des moyens de maintien identiques. [0023] De préférence, les première et seconde forces de connexion et la force de contact sont appliquées selon au moins deux directions parallèles. 2906170 5 [0024] Dans un mode de réalisation particulier, les première et seconde forces de connexion sont appliquées par des premiers moyens de compression et la force de contact est appliquée par des seconds moyens de compression. [0025] Dans un mode de réalisation particulier, les premières et secondes 5 électrodes sont soudées ou brasées aux pièces métalliques. [0026] Avantageusement, les premières et secondes électrodes (6A, 6B) sont soudées aux pièces métalliques (1, 2) par une soudure à l'étain. [0027] Un déclencheur électrique comprend des moyens de traitement connectés à au moins un dispositif de mesure de. 10 [0028] Un dispositif de soudage de deux pièces métalliques à souder pour la mise en oeuvre du procédé courant tel que défini ci-dessus, comprend des moyens pour maintenir en contact les pièces métalliques afin de générer une résistance électrique de soudure entre lesdites pièces. Le dispositif comprend des moyens pour maintenir au moins une électrode en contact avec chaque pièce 15 métallique afin de générer des résistances électriques d'interface équivalentes entre lesdites pièces et lesdites électrodes, les électrodes étant destinées à être connectées à une source de courant électrique. Les moyens de maintien, maintenant les électrodes en contact avec chaque pièce métallique et maintenant les pièces métalliques en contact, sont calibrés de telle sorte que chaque 20 résistance électrique d'interface équivalente soit strictement inférieure à la résistance électrique de soudure. [0029] Selon un mode de développement de l'invention, le dispositif de soudage comprend des moyens pour fournir une force de contact sur les pièces métalliques, des moyens pour fournir une première force de connexion entre une 25 première électrode et une première pièce métallique. Le dispositif de soudage comprend des moyens pour fournir une seconde force de connexion entre une seconde électrode et une seconde pièce métallique. Les forces de connexion et la force de contact sont respectivement fixées de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface équivalente soit strictement inférieure à la résistance 30 électrique de soudure. 2906170 6 [0030] Avantageusement, la première force de connexion, la seconde force de connexion sont respectivement d'intensité supérieure à la force de contact. [0031] De préférence, des premiers moyens de maintien fournissent les première et seconde forces de connexion, et des seconds moyens de maintien 5 fournissent la force de contact, les premier et seconds moyens de maintien étant découplés. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0032] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, 10 donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : [0033] la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif de soudage selon un mode connu de réalisation ; [0034] la figure 2 représente un schéma électrique équivalent du dispositif 15 de soudage selon la figure 1 ; [0035] la figure 3 représente une vue schématique d'un dispositif de soudage selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention ; [0036] La figure 4 représente une vue schématique d'un dispositif de soudage selon une variante de réalisation du dispositif de soudage selon la figure 20 3 ; [0037] la figure 5 représente une vue schématique d'un dispositif de soudage selon un second mode préférentiel de réalisation de l'invention ; [0038] la figure 6 représente un schéma électrique équivalent du dispositif de soudage selon les différents mode de réalisation de l'invention. STATE OF THE PRIOR ART [0003] Resistance welding processes are widely used for fixing metal parts used in particular in the manufacture of electrical contacts of electrical equipment as described in document FR2665026. These resistance welding processes can be used with material supply (heterogeneous welding) or without (autogenous welding). The addition of material can facilitate the creation of a connection between the metal parts to be welded. The passage of an electric current of intensity I between two metal parts 1, 2 causes a heating of the material at a contact interface 2906170 2 between said parts. Indeed, the current of current I passes through a solder resistance Rs between the metal parts 1, 2 and causes their heating Joule effect. Depending on the contact force between the parts, the time of application of the electric current and its intensity I, the heating present locally at the contact surface 5 can cause the welding of the metal parts 1, 2. The amount of electrical energy required for the resistance welding of the two parts depends on the different resistances present in the welding chain. [0006] As shown in FIG. 2, in a conventional tooling, the welding chain comprises a solder resistor Rs between the two metal parts 1, 2. The welding chain also generally comprises an interface resistor Ri between each electrode 3 and metal part 1, 2. The solder resistors Rs and Ri are then schematized by three resistors connected in series with a current source 4. Two interface resistors Ri are placed in series with a resistance of [0007] Resistors R 1, R 3 of the conventional welding chain depend mainly on three parameters. First, the interface resistor Ri and solder Rs 20 depend on the contact force FC applied to the metal parts 1, 2 to keep them in contact. As shown in FIG. 1, the contact force FC is generally directly applied via the electrodes 3. Thus, the influence of the contact force FC on the determination of the values of all the interface resistors Ri and of the welding resistance Rs 25 is substantially identical. Secondly, said resistors depend on the respective surface state of the metal parts. Third, said resistors depend on the size of the contact surface used for the passage of electric current. Thus, the interface resistors Ri are dependent on the size of the contact surface 2906170 3 between each electrode and the parts to be welded. The solder resistance Rs is dependent on the size of the contact surface between the parts to be welded. The energy dissipated by the joule effect in each of the interface resistors Ri is not used directly for the welding of the parts to be assembled 1, 2. Depending on the type of installation, it may be considered that the two-thirds electrical energy generated by a current source 4 is dissipated outside the solder resistance, that is to say outside the contact area between the metal parts 1, 2. This represents a significant loss of profitability given that the energy dissipated in the Ri Io interface resistor is not used to weld the metal parts 1, 2. [0012] In addition, the heating observed at the interface resistors Ri may also be responsible for the non-contact welding. This phenomenon may lead to deterioration of the metal parts and / or electrodes at the time of removal of the parts at the end of the welding process. The choice of materials constituting the electrodes is then critical to avoid a complete welding of the electrodes on the part or parts to be welded. A material having a melting temperature much greater than those of the materials to be welded will preferably be chosen. [0013] The known resistance welding systems thus have the double disadvantage of having a low energy yield and of having risks of welding or degradation of the electrodes on the parts to be welded. SUMMARY OF THE INVENTION [0014] The invention therefore aims to overcome the drawbacks of the state of the art, so as to propose a method of electrical welding by resistance with high energy efficiency and in which the risks of welding the electrodes on the metal parts are reduced. The electric welding method according to the invention consists in calibrating holding means, maintaining the welding electrodes in contact with the metal parts and maintaining the metal parts in contact with each other, so that each electrical resistance of equivalent interface is strictly less than the electrical resistance of welding. According to a development mode of the invention, a contact force is applied to the metal parts, a first connection force 5 is applied between the at least one first electrode and the first metal part, a second connection force. is applied between the at least one second electrode and the second metal part. The connection forces and the contact force are respectively set such that each interface electrical resistance is strictly less than the electrical soldering resistance. [0017] Advantageously, the first connection force, the second connection force and the contact force are of different intensity. In a particular embodiment, the first connection force and the second connection force are, respectively, of greater intensity than the contact force. In a particular embodiment, the first and second connection forces and the contact force are applied in the same plane in at least two non-parallel directions. Advantageously, the first and second connection forces 20 are respectively applied perpendicularly to the contact force. Preferably, the first and second connection forces are applied by first holding means and the contact force is applied by second holding means. [0022] Preferably, the first and second connection forces and the contact force are applied by identical holding means. [0023] Preferably, the first and second connection forces and the contact force are applied in at least two parallel directions. In a particular embodiment, the first and second connection forces are applied by first compression means and the contact force is applied by second compression means. In a particular embodiment, the first and second electrodes 5 are soldered or brazed to the metal parts. Advantageously, the first and second electrodes (6A, 6B) are welded to the metal parts (1, 2) by a solder with tin. An electric actuator comprises processing means connected to at least one measuring device. A device for welding two metal parts to be welded for the implementation of the current method as defined above, comprises means for keeping in contact the metal parts in order to generate an electrical resistance of welding between said parts. . The device comprises means for maintaining at least one electrode in contact with each metal part in order to generate equivalent interface electrical resistances between said parts and said electrodes, the electrodes being intended to be connected to a source of electric current. The holding means, keeping the electrodes in contact with each metal part and keeping the metal parts in contact, are calibrated such that each equivalent interface electrical resistance is strictly less than the electrical soldering resistance. According to a development mode of the invention, the welding device comprises means for providing a contact force on the metal parts, means for providing a first connection force between a first electrode and a first metal part. . The welding device includes means for providing a second connection force between a second electrode and a second metal part. The connection forces and the contact force are respectively set such that each equivalent interface electrical resistance is strictly less than the electrical solder resistance. Advantageously, the first connection force, the second connection force are respectively of greater intensity than the contact force. Preferably, first holding means provide the first and second connection forces, and second holding means 5 provide the contact force, the first and second holding means being decoupled. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES [0032] Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of nonlimiting examples, and represented in the accompanying drawings, in which: [0033] FIG. 1 represents a schematic view of a welding device according to a known embodiment; FIG. 2 represents an equivalent electrical diagram of the welding device according to FIG. 1; [0035] FIG. 3 represents a schematic view of a welding device according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 4 represents a schematic view of a welding device according to an alternative embodiment of the welding device according to FIG. 3; FIG. 5 represents a schematic view of a welding device according to a second preferred embodiment of the invention; Figure 6 shows an equivalent electrical diagram of the welding device according to different embodiments of the invention.

2906170 7 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0039] Le procédé de soudage électrique par résistance de deux pièces métalliques 1, 2, selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention consiste à maintenir en contact les pièces métalliques 1, 2 afin de générer une résistance 5 électrique de soudure Rs entre lesdites pièces à souder. [0040] Au moins une première électrode de soudage 6A est maintenue en contact avec une première pièce métallique 1 afin de générer une première résistance électrique d'interface équivalente Ria entre ladite première pièce et ladite au moins une première électrode de soudage en contact 6A -o [0041] Comme représenté sur les figures 3 et 5, deux premières électrodes de soudage 6A sont utilisées suivant un mode préférentiel de l'invention. Ainsi la résistance électrique d'interface équivalente Ria est égale à la somme de plusieurs résistances électriques d'interface Ri montées en parallèle. Selon le mode de réalisation de la figure 3, la résistance électrique d'interface équivalente 15 Ria est égale à la somme de deux résistances montées en parallèle. [0042] Ainsi le fait d'utiliser plusieurs premières électrodes de soudage 6A identiques en lieu et place d'une seule première électrode permet notamment de réduire de manière significative la valeur de la résistance électrique d'interface équivalente Ria. 20 [0043] Au moins une seconde électrode de soudage 6B est maintenue en contact avec une seconde pièce métallique 2, afin de générer une seconde résistance électrique d'interface équivalente Rib entre ladite seconde pièce et ladite au moins une seconde électrode de soudage. [0044] Comme représenté sur la figure 5, deux secondes électrodes de 25 soudage 6B sont utilisées suivant un mode préférentiel de l'invention. Ainsi la seconde résistance électrique d'interface équivalente Rib est égale à la somme de deux résistances électriques d'interface Ri montées en parallèle. [0045] Les première(s) et seconde(s) électrodes de soudage 6A, 6B sont connectées à une source de courant électrique 4. La soudure électrique par 2906170 8 résistance est réalisée en appliquant, pendant une durée t, un courant électrique I à travers les pièces métalliques 1, 2 via les première(s) et seconde(s) électrodes 6A, 6B. [0046] Les résistances électriques d'interface et de soudure Ri, Rs de la 5 chaîne de soudage sont respectivement dépendantes des trois paramètres principaux. Premièrement, les résistances d'interface Ri et soudure Rs dépendent de la ou des forces appliquées pour maintenir en contact les différents éléments de la chaîne de soudage. Ces éléments sont essentiellement les électrodes de soudage et les pièces métalliques 1, 2 à souder. Deuxièmement, lesdites io résistances dépendent de l'état de la surface de contact des éléments de la chaîne de soudage. Troisièmement, lesdites résistances dépendent de la taille de la surface de contact utilisée pour le passage du courant électrique à travers des éléments de la chaîne de soudage. [0047] Des moyens de maintien 6A, 6B, 7 sont utilisés d'une part pour 15 maintenir les première(s) et seconde(s) électrodes de soudage 6A, 6B en contact avec les pièces métalliques 1, 2 et d'autre part pour maintenir les pièces métalliques 1, 2 en contact entre elles. [0048] Selon un mode préférentiel de l'invention, ces moyens de maintien sont calibrés de telle sorte que chaque résistance électrique équivalente 20 d'interface Ria, Rib soit strictement inférieure à la résistance électrique de soudure Rs. A titre d'exemple, on peut établir au moins un rapport dix entre chaque résistance électrique équivalente d'interface Ria, Rib et la résistance de soudure Rs. [0049] Le calibrage des moyens de maintien est fonction de plusieurs 25 paramètres. Les principaux paramètres sont : - la taille des surfaces de contact par lesquelles circule le courant électrique, - la ou les forces de maintien maintenant en contact les surfaces de contact, et l'état de surface de chaque surface de contact. 2906170 9 [0050] Selon un premier mode préférentiel de réalisation du procédé de l'invention, le calibrage des moyens de maintien est réalisé en fonction de la ou des forces de maintien en présence dans la chaîne de soudage. En effet, dans le calcul des résistances de la chaîne de soudage, la ou les forces de maintien en 5 contact des éléments de la chaîne de soudage représentent un facteur à fort coefficient pondérateur par rapport aux autres paramètres. En outre, la valeur de la ou les forces de maintien peut être facilement modifiée au cours du déroulement du procédé de soudage. [0051] Ainsi, une force de contact FC est appliquée sur les pièces 10 métalliques 1, 2 afin de les maintenir en contact l'une par rapport à l'autre. La force de contact FC permet de fixer directement la résistance de soudure Rs entre les pièces 1 et 2, et permet de contrôler l'importance de l'effet Joule uniquement au niveau de la surface de contact entre les pièces à souder. [0052] En outre, une première force de connexion FCA est appliquée entre 15 ladite au moins une première électrode 6A et la première pièce métallique 1. Une seconde force de connexion FCB est appliquée entre ladite au moins une seconde électrode 6B et la seconde pièce métallique 2. [0053] Les forces de connexion permettent permet de fixer les résistances d'interface équivalentes entre pièces métalliques 1,2 et les électrodes de soudage 20 6. Lesdites résistances varieront de façon non significative au long de l'opération de soudage. Leurs valeurs seront de préférence les plus faibles possibles. Afin de minimiser leurs valeurs, les forces de connexion FCA, FCB seront les plus importantes. En outre, la surface de contact entre les pièces métalliques 1, 2 et les électrodes de soudage devra être maximale. 25 [0054] Selon un mode préférentiel de l'invention, les forces de connexion FCA, FCB et la force de contact FC étant respectivement fixées de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface équivalente Ria, Rib soit strictement inférieure à la résistance électrique de soudure Rs. [0055] La première force de connexion FCA, la seconde force de connexion 30 FCB et la force de contact FC sont d'intensité différente. Plus précisément, ladite 2906170 10 première force de connexion et ladite seconde force de connexion sont respectivement d'intensité supérieure à la force de contact FC. [0056] Comme représenté sur la figure 3, les première et seconde forces de connexion FCA, FCB et la force de contact FC sont appliquées dans un même 5 plan selon au moins deux directions non parallèles. Afin d'éviter que les forces de connexion aient une composante dans la direction de la force de contact, autrement dit pour augmenter le découplage des effets des forces de connexion et de contact, il est souhaitable que la première et seconde forces de connexion FCA, FCB soient respectivement appliquées perpendiculairement à la force de 1 o contact FC. Selon ce mode de réalisation de ce procédé de soudage, les première et seconde forces de connexion FCA, FCB sont appliquées par des premiers moyens de maintien 6A, 6B et la force de contact FC est appliquée par des seconds moyens de maintien 7. Les premiers et seconds moyens de maintien sont indépendants et peuvent être commandés à tous moments au cours du 15 procédé de soudage. Ils peuvent être commandé simultanément ou de façon décalée. [0057] Comme représenté sur la figure 5, selon un second mode de réalisation de l'invention, les première et seconde forces de connexion FCA, FCB et la force de contact FC sont appliquées selon au moins deux directions 20 parallèles. Les première et seconde forces de connexion FCA, FCB sont appliquées par des premiers moyens de maintien 6A, 6B et la force de contact FC est appliquée par des seconds moyens de maintien 7. Les premier et seconds moyens de maintien sont alors physiquement découplés. Un des principaux intérêts de cette configuration de soudage est la dissociation des flux de 25 puissance électrique et des flux de puissance mécanique. Cette dissociation réside surtout dans le fait que l'axe d'application de la force de contact FC et celui d'application de la force de connexion FCA, FCB des électrodes de soudage amenant le courant, ne se coupent pas. Contrairement au premier mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'angle d'application des forces de contact et 30 de connexion est sans influence sur le résultat recherché. En effet, selon le premier mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est préférable que ces axes d'application des forces soient disposés à angle droit. 2906170 11 [0058] Comme représenté sur la figure 4, selon une autre variante de réalisation du procédé, les première et seconde forces de connexion FCA, FCB et la force de contact FC sont appliquées par des moyens de maintien identiques 8A, 8B. Une première force de maintien FMA est appliquée sur la première pièce 5 métallique 1 par les premiers moyens de maintien 8A. Une seconde force de maintien FMB est appliquée sur la seconde pièce métallique 2 par les seconds moyens de maintien 8A. Chaque force de maintien FMA, FMB se décompose en deux composantes perpendiculaires l'une par rapport à l'autre. On observe alors une première composante qui est utilisée en tant que force de compression FC et 1 o une seconde composante qui est utilisée en tant que force de connexion FCA, FCB. En fonction de l'inclinaison des première et seconde forces de maintien FMA, FMB le rapport d'intensité de la première composante par rapport à la seconde composante varie, le but étant que le rapport soit inférieur à un. [0059] Selon un autre mode de réalisation du procédé de l'invention, les 15 premières et secondes électrodes 6A, 6B sont soudées ou brasées aux pièces métalliques 1, 2. De préférence, lesdites premières et secondes électrodes sont soudées aux dites pièces métalliques par une soudure à l'étain. Cette étape de procédé permet de réduire de manière significative les résistances d'interface équivalentes Ria, Rib. Cette étape de soudure entre les pièces et les électrodes 20 de soudage permet d'augmenter le rapport entre les résistances d'interface équivalentes et la résistance de soudure. A la fin du procédé de soudage, ces soudures à l'étain sont cassées afin de séparer les pièces métalliques soudées des électrodes de soudage. [0060] Ainsi, en augmentant localement l'effet Joule au niveau de la surface 25 de contact des pièces métalliques 1, 2, on observe d'une part un échauffement important au niveau de la surface de contact et d'autre part un échauffement réduit des volumes métalliques de part et d'autre de ladite surface de contact. La dégradation des pièces métalliques est ainsi réduite. [0061] Pour favoriser l'effet joule au niveau de la surface de contact, la 30 force de contact FC doit être le plus faible possible tout en prenant garde de ne pas créer d'explosion au passage du courant électrique. Des seuils de répulsion électrodynamiques donnent la limite inférieure d'application de cette force de 2906170 12 contact FC. Il existe alors un effort minimum pour FC au-delà duquel le passage du courant provoque des effets indésirables. [0062] A l'inverse, pour réduire l'effet joule au niveau de la surface de contact entre les électrodes de soudage et les pièces métalliques, les forces de 5 connexion FCA, FCB doivent être maximisées de façon à réduire le plus possible la résistance d'interface entre lesdites pièces et lesdites électrodes. La limite supérieure d'application est principalement fixée par la dégradation des pièces engendrée par le serrage. [0063] L'invention concerne aussi un dispositif de soudage de deux pièces 10 métalliques 1, 2. Ledit dispositif est utilisé pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus. Ledit dispositif comprend des moyens pour maintenir en contact les pièces métalliques 1, 2 afin de générer une résistance électrique de soudure Rs entre lesdites pièces. Ledit dispositif comprend en outre des moyens pour maintenir au moins une électrode 6A, 6B en contact avec chaque pièce 15 métallique 1, 2 afin de générer des résistances électriques d'interface équivalentes Ria, Rib entre lesdites pièces et lesdites électrodes, les électrodes 6A, 6B étant destinées à être connectées à une source de courant électrique 4. [0064] Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les moyens de maintien maintenant les électrodes de soudage 6A, 6B en contact avec 20 chaque pièce métallique 1, 2 et maintenant les pièces métalliques 1, 2 en contact, sont calibrés de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface équivalente Ria, Rib soit strictement inférieure à la résistance électrique de soudure Rs. [0065] Le dispositif de soudage comprend des moyens pour fournir une 25 force de contact FC sur les pièces métalliques 1, 2. Le dispositif de soudage comprend aussi des moyens pour fournir une première force de connexion FCA entre une première électrode 6A et un première pièce métallique 1 et des moyens pour fournir une seconde force de connexion FCB entre une seconde électrode 6B et une seconde pièce métallique 2. Les forces de connexion FCA, FCB et la 30 force de contact (FC) sont respectivement fixées de telle sorte que chaque résistance électrique d'interface Ria, Rib soit strictement inférieure à la résistance 2906170 13 électrique de soudure Rs. De préférence, la force de connexion FCA, la seconde force de connexion FCB sont respectivement d'intensité supérieure à la force de contact FC. [0066] Le dispositif de soudage comprend des premiers moyens de 5 maintien 6A, 6B pour fournir les première et seconde forces de connexion FCA, FCB, et comprend des seconds moyens de maintien 7 pour fournir la force de contact FC. Les premier et seconds moyens de maintien sont physiquement découplés. [0067] Le dispositif de soudage selon un mode de réalisation de l'invention 10 comporte des électrodes de soudage fabriquées dans des matériaux pouvant être aussi conducteurs que les pièces métalliques. En outre, les électrodes de soudage comportent une température de fusion au moins égale à celle du matériau constituant les pièces métalliques 1, 2.DETAILED DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT The method of electrical resistance welding of two metal parts 1, 2, according to a preferred embodiment of the invention consists in keeping the metal parts 1, 2 in contact with one another in order to to generate an electrical solder resistance Rs between said parts to be welded. At least one first welding electrode 6A is kept in contact with a first metal part 1 in order to generate a first equivalent interface electric resistance Ria between said first part and said at least one first contact welding electrode 6A - As shown in FIGS. 3 and 5, two first welding electrodes 6A are used according to a preferred embodiment of the invention. Thus the equivalent interface electrical resistance Ria is equal to the sum of several electrical interface resistors Ri connected in parallel. According to the embodiment of FIG. 3, the equivalent interface electrical resistance Ria is equal to the sum of two resistors connected in parallel. Thus, the fact of using several identical first welding electrodes 6A in place of a single first electrode notably makes it possible to significantly reduce the value of the equivalent interface electrical resistance Ria. At least one second welding electrode 6B is held in contact with a second metal part 2, in order to generate a second equivalent interface electrical resistance Rib between said second part and said at least one second welding electrode. As shown in FIG. 5, two second welding electrodes 6B are used according to a preferred embodiment of the invention. Thus the second equivalent interface electrical resistance Rib is equal to the sum of two electrical interface resistors Ri connected in parallel. The first (s) and second (s) welding electrodes 6A, 6B are connected to a source of electric current 4. The electrical resistance welding is performed by applying, during a period t, an electric current I through the metal parts 1, 2 via the first (s) and second (s) electrodes 6A, 6B. The interface and solder resistors Ri, Rs of the welding chain are respectively dependent on the three main parameters. Firstly, the Ri and solder interface resistors Rs depend on the force or forces applied to keep the different elements of the welding chain in contact. These elements are essentially the welding electrodes and the metal parts 1, 2 to be welded. Second, said resistors depend on the state of the contact surface of the welding chain members. Thirdly, said resistors depend on the size of the contact surface used for the passage of electric current through elements of the welding chain. Holding means 6A, 6B, 7 are used on the one hand to maintain the first (s) and second (s) welding electrodes 6A, 6B in contact with the metal parts 1, 2 and other part to keep the metal parts 1, 2 in contact with each other. According to a preferred embodiment of the invention, these holding means are calibrated in such a way that each equivalent electrical resistance of interface Ria, Rib is strictly less than the electrical resistance of welding Rs. it is possible to establish at least a ratio of ten between each equivalent electrical interface resistance Ria, Rib and the solder resistance Rs. [0049] The calibration of the holding means is a function of several parameters. The main parameters are: - the size of the contact surfaces through which the electric current flows, - the holding force or forces now in contact with the contact surfaces, and the surface state of each contact surface. According to a first preferred embodiment of the method of the invention, the calibration of the holding means is performed as a function of the holding force or forces present in the welding chain. In fact, in the calculation of the resistances of the welding chain, the one or more keeping-in-contact forces of the elements of the welding chain represent a factor with a high weighting coefficient relative to the other parameters. In addition, the value of the holding force (s) can be easily changed during the course of the welding process. Thus, a contact force FC is applied to the metal parts 1, 2 in order to keep them in contact with one another. The contact force FC makes it possible to directly fix the solder resistance Rs between the parts 1 and 2, and makes it possible to control the importance of the Joule effect only at the level of the contact surface between the parts to be welded. In addition, a first connection force FCA is applied between the at least one first electrode 6A and the first metal part 1. A second connection force FCB is applied between the at least one second electrode 6B and the second component 2. The connection forces allow to set the equivalent interface resistances between metal parts 1,2 and welding electrodes 6. These resistors will vary insignificantly throughout the welding operation. Their values will preferably be the lowest possible. In order to minimize their values, the FCA, FCB connection forces will be the most important. In addition, the contact area between the metal parts 1, 2 and the welding electrodes should be maximum. According to a preferred embodiment of the invention, the connection forces FCA, FCB and the contact force FC are respectively fixed so that each equivalent interface electrical resistance Ria, Rib is strictly lower than the electrical resistance. [0055] The first connection force FCA, the second connection force FCB and the contact force FC are of different intensity. More specifically, said first connection force and said second connection force are respectively greater in intensity than the contact force FC. As shown in FIG. 3, the first and second connection forces FCA, FCB and the contact force FC are applied in the same plane in at least two non-parallel directions. In order to prevent the connection forces from having a component in the direction of the contact force, ie to increase the decoupling of the effects of the connection and contact forces, it is desirable that the first and second connection forces FCA, FCB are respectively applied perpendicularly to the force of 1 o FC contact. According to this embodiment of this welding method, the first and second connection forces FCA, FCB are applied by first holding means 6A, 6B and the contact force FC is applied by second holding means 7. The first and second holding means are independent and can be controlled at any time during the welding process. They can be ordered simultaneously or off-line. As shown in FIG. 5, according to a second embodiment of the invention, the first and second connection forces FCA, FCB and the contact force FC are applied in at least two parallel directions. The first and second connection forces FCA, FCB are applied by first holding means 6A, 6B and the contact force FC is applied by second holding means 7. The first and second holding means are then physically decoupled. One of the main interests of this welding configuration is the dissociation of electrical power flows and mechanical power flows. This dissociation resides mainly in the fact that the axis of application of the contact force FC and that of application of the connection force FCA, FCB welding electrodes bringing current, do not intersect. In contrast to the first preferred embodiment of the invention, the angle of application of the contact and connection forces has no influence on the desired result. Indeed, according to the first preferred embodiment of the invention, it is preferable that these force application axes are arranged at right angles. As shown in FIG. 4, according to another variant embodiment of the method, the first and second connection forces FCA, FCB and the contact force FC are applied by identical holding means 8A, 8B. A first holding force FMA is applied to the first metal part 1 by the first holding means 8A. A second holding force FMB is applied to the second metal part 2 by the second holding means 8A. Each holding force FMA, FMB is divided into two components perpendicular to each other. A first component is then observed which is used as the compression force FC and a second component which is used as the connection force FCA, FCB. As a function of the inclination of the first and second holding forces FMA, FMB the intensity ratio of the first component with respect to the second component varies, the goal being that the ratio is less than one. According to another embodiment of the method of the invention, the first 15 and second electrodes 6A, 6B are soldered or brazed to the metal parts 1, 2. Preferably, said first and second electrodes are welded to said metal parts. by a tin solder. This process step significantly reduces the equivalent interface resistors Ria, Rib. This welding step between the parts and the welding electrodes makes it possible to increase the ratio between the equivalent interface resistances and the solder resistance. At the end of the welding process, these tin welds are broken in order to separate the welded metal parts from the welding electrodes. Thus, by locally increasing the Joule effect at the contact surface 25 of the metal parts 1, 2, one observes on the one hand a significant heating at the contact surface and on the other hand a warm-up reduces metal volumes on either side of said contact surface. The degradation of the metal parts is thus reduced. In order to promote the joule effect at the contact surface, the contact force FC must be as low as possible while being careful not to create an explosion when the electric current passes. Electrodynamic repulsion thresholds give the lower limit of application of this FC contact force. There is then a minimum force for FC beyond which the passage of the current causes undesirable effects. On the other hand, to reduce the Joule effect at the contact surface between the welding electrodes and the metal parts, the FCA, FCB connection forces must be maximized so as to minimize the interface resistance between said parts and said electrodes. The upper limit of application is mainly determined by the degradation of the parts caused by the tightening. The invention also relates to a device for welding two metal parts 1, 2. Said device is used for the implementation of the method as described above. Said device comprises means for keeping in contact the metal parts 1, 2 in order to generate an electric solder resistance Rs between said parts. Said device further comprises means for maintaining at least one electrode 6A, 6B in contact with each metal part 1, 2 in order to generate equivalent interface electrical resistors Ria, Rib between said parts and said electrodes, the electrodes 6A, 6B being intended to be connected to a source of electric current 4. According to a preferred embodiment of the invention, the holding means keeping the welding electrodes 6A, 6B in contact with each metal part 1, 2 and now the metal parts 1, 2 in contact, are calibrated so that each equivalent interface electrical resistance Ria, Rib is strictly less than the electrical soldering resistance Rs. The welding device comprises means for providing a contact force FC on the metal parts 1, 2. The welding device also comprises means for providing a first force connection connection FCA between a first electrode 6A and a first metal part 1 and means for providing a second FCB connection force between a second electrode 6B and a second metal part 2. The connection forces FCA, FCB and the contact force (FC) are respectively fixed such that each interface electrical resistance Ria, Rib is strictly less than the electrical soldering resistor Rs. Preferably, the connection force FCA, the second connection force FCB are respectively intensity greater than the contact force FC. The welding device comprises first holding means 6A, 6B for providing the first and second FCA connection forces, FCB, and includes second holding means 7 for providing the contact force FC. The first and second holding means are physically decoupled. The welding device according to one embodiment of the invention comprises welding electrodes made of materials that can be as conductive as the metal parts. In addition, the welding electrodes have a melting temperature at least equal to that of the material constituting the metal parts 1, 2.

Claims

1. Method of electric resistance welding of two metal parts (1,

2) comprising: • keeping the metal parts (1, 2) in contact in order to generate an electrical soldering resistance (Rs) between said parts, • maintaining at least a first welding electrode (6A) in contact with a first part metal (1) to generate a first equivalent electrical interface resistance (Ria) between said first part and said at least one first contact welding electrode (6A), • hold at least a second welding electrode (6B) in contacting a second metal part (2), to generate a second equivalent electrical interface resistance (Rib) between said second part and said at least one second welding electrode, • connecting the welding electrodes (6A, 6B) to a source of electric current (4), • apply, during a period (t), an electric current (I) through the metal parts (1, 2), characterized in that holding means (6) A, 6B, 7), maintaining the welding electrodes (6A, 6B) in contact with the metal parts (1, 2) and keeping the metal parts (1, 2) in contact, are calibrated so that each electrical resistance equivalent interface (Ria, Rib) is strictly lower than the electrical resistance of welding (Rs). Welding method according to claim 1, characterized in that: a contact force (FC) is applied to the metal parts (1, 2), a first connection force (FCA) is applied between the at least one first electrode (6A) and the first metal part (1), a second connection force (FCB) is applied between the at least one second electrode (6B) and the second metal part (2), the connection forces ( FCA, FCB) and the contact force (FC) are respectively set so that each interface electrical resistance (Ria, Rib) is strictly less than the electrical soldering resistance (Rs). 5

Welding method according to claim 2, characterized in that the first connection force (FCA), the second connection force (FCB) and the contact force (FC) are of different intensity.

Welding method according to claim 2 or 3, characterized in that the first connection force (FCA) and the second connection force (FCB) are respectively greater than the contact force (FC).

Welding process according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) and the contact force (FC) are applied in the same plane in at least two directions. not parallel. 15

Welding process according to Claim 5, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) are respectively applied perpendicularly to the contact force (FC).

A welding method according to claim 5 or 6, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) are applied by first holding means (6A, 6B) and the contact force (FC). is applied by second holding means (7).

8. A welding method according to claim 5 or 6, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) and the contact force (FC) are applied by identical holding means (8A, 8B). 25

Welding process according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) and the contact force (FC) are applied in at least two parallel directions.

Welding method according to claim 9, characterized in that the first and second connection forces (FCA, FCB) are applied by first compression means (6A, 6B) and the contact force (FC) is applied by second compression means (7). 2906170 16

11. Welding process according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and second electrodes (6A, 6B) are welded or brazed to the metal parts (1, 2).

12. A welding method according to claim 11 characterized in that the first 5 and second electrodes (6A, 6B) are welded to the metal parts (1, 2) by a solder with tin.

13. A device for welding two metal parts to be welded (1, 2) for the implementation of the method according to the preceding claims, comprising: means for keeping the metal parts (1, 2) in contact in order to generate resistance electrical welding (Rs) between said parts, means for maintaining at least one electrode (6A, 6B) in contact with each metal part (1, 2) in order to generate equivalent interface electrical resistors (Ria, Rib) between said parts and said electrodes, the electrodes (6a, 6b) being intended to be connected to a source of electric current (4), characterized in that holding means, keeping the electrodes (6A, 6B) in contact with each metal piece (1, 2) and now the metal parts (1, 2) in contact, are calibrated so that each equivalent interface electrical resistance (Ria, Rib) is strictly less than the r electrical resistance of welding (Rs).

Welding device according to claim 13, characterized in that it comprises: means for providing a contact force (FC) on the metal parts (1, 2), means for providing a first connection force (FCA) between a first electrode (6A) and a first metal part (1), means for providing a second connection force (FCB) between a second electrode (6B) and a second metal part (2), the forces of connection (FCA, FCB) and the contact force (FC) being respectively set such that each equivalent interface electrical resistance (Ria, Rib) is strictly less than the electrical soldering resistor (Rs).

Welding device according to claim 14, characterized in that the first connection force (FCA), the second connection force (FCB) are respectively greater in intensity than the contact force (FC).

16. Welding device according to claim 14 or 15, characterized in that it comprises first holding means (6A, 6B) for providing the first and second connection forces (FCA, FCB), and second holding means (7) for providing the contact force (FC), the first and second holding means being decoupled.