FR2908335A1

FR2908335A1 - Electric spot welding for assembling elements of motor-vehicle body, comprises passing an electric current between electrodes framing the elements to weld and contact with them, and creating a permanent contact zone between the elements

Info

Publication number: FR2908335A1
Application number: FR0654868A
Authority: FR
Inventors: Zouhir Abbadi; Sylvain Germes
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2026-11-13
Also published as: FR2908335B1

Abstract

The method of electric spot welding for assembling elements of motor-vehicle body, comprises passing an electric current between two electrodes (20, 21) framing the elements to weld and contact with them, and creating a permanent contact zone between the elements around the spot welding by applying a pressure. The contact zone is a sum of multiple permanent contact sectors to configure the zone to be welded, and is created after the step of passing the current. The method of electric spot welding for assembling elements of motor-vehicle body, comprises passing an electric current between two electrodes (20, 21) framing the elements to weld and contact with them, and creating a permanent contact zone between the elements around the spot welding by applying a pressure. The contact zone is a sum of multiple permanent contact sectors to configure the zone to be welded, and is created after the step of passing the current. A selection of multiple permanent contact sectors among the whole predefined contact sectors is carried out by preliminary parameter according to the configuration of zone to be welded, by detecting obstacles belonging to each predefined contact sectors, and by activating the contact sectors. An independent claim is included for a device for electric spot welding.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SOUDAGE ELECTRIQUE PAR POINTS, DESTINES NOTAMMENTMETHOD AND DEVICE FOR ELECTRICAL WELDING BY STITCHES, IN PARTICULAR

A L'ASSEMBLAGE D'ELEMENTS DE CARROSSERIE AUTOMOBILE. ASSEMBLY OF ELEMENTS OF CAR BODY.

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de soudage électrique par points, destinés notamment à l'assemblage d'éléments de carrosserie automobile. Le soudage par points sert à assembler localement deux tôles, en utilisant l'effet Joule. On comprime ces tôles entre deux électrodes, généralement en alliage de cuivre, et on fait passer par ces mêmes électrodes un courant électrique de forte intensité. La chaleur engendrée par ce courant à l'interface tôle-tôle fait fondre localement le métal, ce qui crée, après solidification, un point de soudure. Un cycle de soudage par points se décompose, de manière classique, en quatre phases : - l'accostage : les électrodes se rapprochent et viennent comprimer les pièces à souder, à l'endroit prévu et sous un effort donné. L'électrode inférieure peut être fixe, tandis que l'électrode supérieure se rapproche. Cette phase se termine quand la valeur d'effort nominale est atteinte. -le soudage proprement dit le courant passe, déclenché par la fermeture du contacteur du circuit de puissance, et doit, par effet Joule, produire assez de chaleur à l'interface tôle-tôle pour qu'une zone fondue apparaisse, - le forgeage : effectué avec maintien de l'effort généré par les électrodes, mais sans passage de courant. Il permet au noyau fondu de se refroidir et de se solidifier en restant confiné, - la remontée des électrodes : l'ensemble des deux pôles peut alors être translaté afin de procéder à la 35 soudure d'un nouveau point. The present invention relates to a method and an electric spot welding device, intended in particular for the assembly of automobile bodywork elements. Spot welding is used to assemble two sheets locally, using the Joule effect. These sheets are compressed between two electrodes, generally made of copper alloy, and a high intensity electric current is passed through these same electrodes. The heat generated by this current at the sheet-metal interface melts the metal locally, which creates, after solidification, a weld spot. A spot welding cycle is broken down, in a classical way, into four phases: - docking: the electrodes come closer and compress the parts to be welded, at the intended place and under a given effort. The lower electrode can be fixed, while the upper electrode is getting closer. This phase ends when the nominal force value is reached. -the proper welding the current passes, triggered by the closure of the power circuit contactor, and must, by Joule effect, produce enough heat at the sheet-metal interface for a melted zone to appear, - the forging: performed with maintenance of the force generated by the electrodes, but without current flow. It allows the molten core to cool and solidify while remaining confined, - the rise of the electrodes: the set of two poles can then be translated to proceed to the welding of a new point.

2908335 2 Ce procédé de soudage est, depuis longtemps, le procédé le plus employé dans l'assemblage des éléments des carrosseries automobiles. On constate que le moteur et les autres organes 5 mécaniques des véhicules automobiles génèrent des vibrations qui se propagent dans la carrosserie et qui sont susceptibles de faire vibrer les tôles, notamment aux endroits de leur assemblage. Les bruits, désignés souvent bruits de carrosserie , ainsi provoqués sont audibles 10 dans l'habitacle, ce qui détériore la qualité du confort acoustique. Les vibrations peuvent également se propager dans le volant, ce qui est gênant pour le conducteur. On a donc cherché à réduire ces bruits et vibrations de carrosserie , et à améliorer la qualité acoustique des 15 véhicules. Différentes solutions techniques ont été déjà mises en oeuvre, parmi lesquelles une conception plus rigide des caisses des véhicules, ou l'adjonction de plaques constituées d'une couche de matériau absorbant les ondes, ou 20 encore l'intégration de batteurs acoustiques. Toutes ces solutions présentent l'inconvénient majeur d'accroître le poids des véhicules, par conséquent leur consommation de carburant, leur coût de fabrication, l'émission des gaz polluants, etc.2908335 2 This welding process has long been the most widely used method for assembling automotive body components. It can be seen that the engine and the other mechanical components of motor vehicles generate vibrations that propagate in the bodywork and that are likely to vibrate the sheets, especially at the places of their assembly. The noises, often referred to as bodywork noises, thus caused are audible in the passenger compartment, which deteriorates the quality of acoustic comfort. The vibrations can also spread in the steering wheel, which is inconvenient for the driver. It has therefore been sought to reduce these body noise and vibrations and to improve the acoustic quality of the vehicles. Various technical solutions have already been implemented, including a more rigid design of the bodies of the vehicles, or the addition of plates consisting of a layer of wave-absorbing material, or even the integration of acoustic drummers. All these solutions have the major disadvantage of increasing the weight of vehicles, therefore their fuel consumption, their manufacturing cost, the emission of gaseous pollutants, etc.

25 Le Demandeur a également mis au point une solution technique ayant pour but de réduire les bruits et vibrations de carrosserie, qui consiste en un procédé perfectionné de soudage électrique par points des tôles de la carrosserie. Selon ce procédé, on réalise un point de soudure en faisant 30 passer, de manière classique, un courant électrique entre deux électrodes encadrant les deux tôles à souder et venant en contact avec les deux tôles, et, de manière originale, on crée, par application d'une pression pendant ou après la phase de forgeage (refroidissement), une zone de contact permanent des deux tôles entre elles qui entoure le point de soudure. La géométrie et les dimensions de la zone de contact permanent, la pression d'application, la durée 2908335 3 d'application de cette pression, sont choisies pour rendre maximale la dissipation d'énergie vibratoire par la zone de contact permanent. Toutefois, ce procédé, et le dispositif pour sa mise 5 en oeuvre, ne permettent pas de réaliser des points de soudure dans toutes les configurations de tôles à assembler rencontrées sur un véhicule automobile. S'il est relativement aisé d'appliquer le procédé de création de zone de contact permanent au voisinage du point de soudure 10 lorsque les tôles à assembler sont planes et peuvent être superposées sur une aire plus grande que la zone de contact permanent à réaliser, il en est différemment avec des tôles à assembler pour lesquelles les aires de contact planes et accessibles sont plus étroites que la zone de contact 15 permanent à réaliser. Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé de soudage électrique par points, destiné notamment à l'assemblage d'éléments de carrosserie automobile, qui permette de surmonter les difficultés 20 rencontrées dans les procédés de l'art antérieur, en particulier qui permette de réaliser des zones de contact permanent autour des points de soudure quelque soit la configuration des bords de tôle à assembler. En d'autres termes, le but de la présente invention 25 est de fournir un nouveau procédé de soudage électrique par points, qui permette de réaliser des zones de contact permanent autour des points de soudure, même lorsque les procédés de l'art antérieur ne peuvent pas être mis en oeuvre pour des raisons d'inaccessibilité des outils ou 30 d'inefficacité des pressions appliquées. Un autre but de la présente invention est de fournir un nouveau dispositif de soudage électrique par points, destiné notamment à l'assemblage d'éléments de carrosserie automobile, pour la mise en oeuvre du procédé nouveau de la 35 présente invention. C'est aussi un but de la présente invention de fournir un tel nouveau dispositif de soudage électrique par points, 2908335 4 qui soit de conception simple, de fabrication relativement aisée, de fonctionnement facile, qui soit robuste, fiable, et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention 5 conçoit un nouveau procédé de soudage électrique par points, notamment pour l'assemblage d'éléments de carrosserie automobile, selon lequel on réalise au moins un point de soudure en faisant passer un courant électrique entre deux électrodes encadrant lesdits éléments à souder et venant en 10 contact avec eux, et on crée une zone de contact permanent desdits éléments à souder entre eux, de forme prédéterminée et entourant le point de soudure, par application de pression. Cette zone de contact permanent, de forme prédéterminée, est la somme d'une pluralité de secteurs de 15 contact permanent, créés indépendamment les uns des autres, sélectionnés parmi un ensemble de secteurs de contact prédéfinis disponibles, de manière à s'adapter à la configuration de la zone à souder. De préférence, la création de la zone de contact 20 permanent est réalisée après le passage du courant créant le point de soudure. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la sélection de la pluralité de secteurs de contact permanent parmi l'ensemble de secteurs de contact prédéfinis 25 disponibles est réalisée par paramétrage préalable, lequel paramétrage est fonction de la configuration connue de la zone à souder. En variante, la sélection de la pluralité de secteurs de contact permanent parmi l'ensemble de secteurs de contact 30 prédéfinis disponibles est réalisée en détectant les obstacles appartenant à chaque secteur de contact prédéfini disponible et en activant les seuls secteurs de contact prédéfinis disponibles qui, lors de cette activation, ne rencontrent aucun obstacle.The Applicant has also developed a technical solution aimed at reducing body noise and vibration, which consists of an improved electrical spot welding process of the body panels. According to this method, a weld spot is produced by passing, in a conventional manner, an electric current between two electrodes flanking the two sheets to be welded and coming into contact with the two sheets, and, in an original manner, is created by application of a pressure during or after the forging phase (cooling), a zone of permanent contact of the two sheets between them which surrounds the welding point. The geometry and the dimensions of the zone of permanent contact, the application pressure, the duration of application of this pressure, are chosen to maximize the dissipation of vibratory energy by the permanent contact zone. However, this method, and the device for its implementation, do not make it possible to produce solder points in all the configurations of sheets to be assembled encountered on a motor vehicle. If it is relatively easy to apply the method of creating a permanent contact zone in the vicinity of the weld point 10 when the sheets to be assembled are planar and can be superimposed over an area larger than the permanent contact area to be made, it is different with sheets to assemble for which the contact areas planar and accessible are narrower than the permanent contact area 15 to achieve. The object of the present invention is to provide a new electric spot welding method, intended in particular for the assembly of automobile bodywork elements, which makes it possible to overcome the difficulties encountered in the processes of the prior art, in particular which makes it possible to create permanent contact areas around the welding points whatever the configuration of the edges of the sheet to be assembled. In other words, the object of the present invention is to provide a new electric spot welding method, which makes it possible to achieve permanent contact areas around the soldering points, even when the methods of the prior art do not may not be implemented for reasons of inaccessibility of the tools or inefficiency of the applied pressures. Another object of the present invention is to provide a new electric spot welding device, intended in particular for the assembly of automobile bodywork elements, for the implementation of the novel method of the present invention. It is also an object of the present invention to provide such a novel electric spot welding device 2908335 which is simple in design, relatively easy to manufacture, easy to operate, robust, reliable, and economical. To achieve these goals, the present invention provides a novel electric spot welding method, particularly for assembling automotive body elements, wherein at least one spot is made by passing an electric current between two electrodes flanking and contacting said elements to be welded together, and creating a zone of permanent contact of said elements to be welded together, of predetermined shape and surrounding the point of welding, by application of pressure. This permanent contact zone, of predetermined shape, is the sum of a plurality of permanent contact sectors, created independently of each other, selected from among a set of predefined contact areas available, so as to adapt to the configuration of the area to be welded. Preferably, the creation of the permanent contact zone is performed after the passage of the current creating the weld point. According to a first embodiment of the invention, the selection of the plurality of permanent contact sectors from the set of predefined contact sectors 25 available is carried out by prior parameter setting, which parameter setting is a function of the known configuration of the zone to be used. welded. Alternatively, the selection of the plurality of permanent contact areas from the set of available predefined contact areas is accomplished by detecting the obstacles belonging to each available predefined contact area and activating the only predefined contact areas available which, during this activation, do not encounter any obstacle.

35 En variante également, la pression appliquée pour créer la zone de contact permanent peut être différente d'un secteur de contact activé à l'autre.Also alternatively, the pressure applied to create the permanent contact area may be different from one activated contact area to the other.

2908335 5 La présente invention fournit également un dispositif de soudage électrique par points, destiné notamment à l'assemblage d'éléments de carrosserie automobile, pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus dans ses grandes 5 lignes. Ce dispositif comporte deux électrodes de soudage se faisant face et entre lesquelles peuvent être positionnés les éléments à souder, des moyens de déplacement des électrodes pour les amener en contact des éléments à souder à l'endroit où le point de soudure doit être réalisé puis 10 pour les écarter des éléments, une source de courant électrique pour alimenter les électrodes, et des moyens pour appliquer une pression de contact au voisinage du point de soudure de façon à créer une zone de contact permanent. Les moyens pour appliquer une pression de contact sont 15 constitués par une pluralité de moyens d'application de pression unitaires, qui peuvent être activés indépendamment les uns des autres et qui créent, chacun, lorsqu'ils sont activés, un secteur de contact permanent, la somme géométrique des secteurs de contact permanent réalisés 20 formant la zone de contact permanent adaptée à la zone à souder. Le dispositif de l'invention comporte un ensemble de moyens d'application de pression installés parmi lesquels est sélectionnée la pluralité de moyens d'application de 25 pression unitaires. Selon un mode de réalisation du dispositif, ce dernier comporte un moyen de paramétrage préalable pour réaliser la sélection desdits moyens d'application de pression unitaires parmi lesdits moyens d'application de pression installés, en 30 fonction de la forme de la zone de contact permanent à obtenir. En variante, le dispositif de soudage électrique par points selon l'invention comporte un moyen de détection d'obstacle à l'application de chaque moyen d'application de 35 pression installé, de façon à n'activer que les seuls moyens de pression installés qui, lors de cette activation, ne rencontrent aucun obstacle.The present invention also provides an electric spot welding device, in particular for assembling automobile body elements, for carrying out the method described above in its broad lines. This device comprises two welding electrodes facing each other and between which can be positioned the elements to be welded, means for moving the electrodes to bring them into contact with the elements to be welded at the point where the welding point must be made and then 10 for removing them from the elements, a source of electric current for supplying the electrodes, and means for applying a contact pressure in the vicinity of the weld point so as to create a permanent contact zone. The means for applying a contact pressure are constituted by a plurality of unit pressure application means, which can be activated independently of each other and which each create, when activated, a permanent contact area, the geometrical sum of the permanent contact areas made 20 forming the permanent contact zone adapted to the area to be welded. The device of the invention comprises a set of pressure application means installed among which is selected the plurality of unit pressure application means. According to one embodiment of the device, the device comprises a prior parameter setting means for selecting said unit pressure application means from said installed pressure application means, depending on the shape of the permanent contact zone. to obtain. Alternatively, the electric spot welding device according to the invention comprises an obstacle detection means for the application of each pressure application means installed, so as to activate only the pressure means installed. which, during this activation, do not encounter any obstacle.

2908335 6 De préférence, chaque moyen d'application de pression installé comporte deux pistons se faisant face, chacun d'eux étant mobile entre une position ouverte et une position de serrage pour laquelle les pistons pressent les éléments à 5 souder l'un contre l'autre, de façon à créer ledit secteur de contact permanent. En variante, chaque moyen d'application de pression installé comporte un piston mobile et un support fixe se faisant face, le piston mobile étant mobile entre une 10 position ouverte et une position de serrage pour laquelle il presse les éléments à souder l'un contre l'autre, de façon à créer ledit secteur de contact permanent. De manière préférentielle, les deux pistons sont dans le voisinage des électrodes.Preferably, each pressure application means installed comprises two pistons facing each other, each of them being movable between an open position and a clamping position for which the pistons press the elements to be welded against each other. other, so as to create said permanent contact area. In a variant, each pressure application means installed comprises a movable piston and a fixed support facing each other, the movable piston being movable between an open position and a clamping position for which it presses the elements to be welded against one another. the other, so as to create said permanent contact area. Preferably, the two pistons are in the vicinity of the electrodes.

15 La forme de la zone de contact permanent qui serait obtenue par l'activation de tous les moyens d'application de pression installés est, de préférence, une forme choisie parmi les formes suivantes : circulaire, elliptique, polygonale à coins vifs, polygonale à coins arrondis.The shape of the permanent contact zone that would be obtained by the activation of all installed pressure-applying means is preferably one of the following forms: circular, elliptical, polygonal with sharp corners, polygonal to rounded corners.

20 La forme des secteurs de contact permanents (c'est-à-dire des secteurs unitaires pouvant être activés indépendamment) peut être choisie, de préférence, parmi les formes suivantes : surface annulaire, en secteur d'anneau, en secteur de cercle, en secteur d'ellipse, en secteur de 25 polygone. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de 30 dessins dans lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, une configuration de point de soudure d'assemblage de deux bords plans de tôles, avec une zone de contact permanent autour du point de soudure créée selon un procédé connu de l'art 35 antérieur, - la figure 2 représente, de manière schématique, une configuration de point de soudure d'assemblage de deux bords 2908335 7 étroits de tôles non planes, illustrant les difficultés d'accessibilité de l'outil de création de la zone de contact permanent autour du point de soudure, - les figures 3A, 3B et 3C représentent des exemples 5 de forme géométrique et d'arrangement des secteurs de contact prédéfinis disponibles dans le cas particulier où la partie mobile de l'outil qui vient impacter les tôles est de forme elliptique, - la figure 4 représente, de manière schématique, un 10 exemple de création d'une zone de contact permanent autour d'un point de soudure d'assemblage de deux bords étroits de tôles non planes, par conséquent aux formes difficiles d'accès, selon la présente invention, - les figures 5A à 5E illustrent les différentes 15 étapes du procédé de soudage électrique selon la présente invention, - la figure 6 représente, de manière schématique, un exemple d'outil permettant de générer les pressions résiduelles de contact avec rotation autorisée autour de 20 l'axe de l'électrode, selon la présente invention. - les figures 7A à 7F représentent des exemples de forme géométrique de la partie mobile de l'outil venant impacter les tôles à assembler par soudage. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté 25 deux éléments de carrosserie automobile (tôles), désignés A et B, assemblés par un point de soudure représenté par une tache de soudure standard désignée PSE (Point de Soudure Electrique). Le soudage électrique est complété par la création, selon le procédé de l'art antérieur exposé 30 précédemment, d'une zone de contact permanent référencée ZC, annulaire, autour du point de soudure PSE. La géométrie et les dimensions de la zone de contact permanent ZC, la pression d'application des moyens d'obtention de cette zone par pression, la durée d'application de cette pression, sont 35 choisies pour rendre maximale la dissipation d'énergie vibratoire par la zone de contact permanent.The shape of the permanent contact areas (i.e. unitary sectors which can be independently activated) can be preferably chosen from the following forms: annular surface, ring sector, circle sector, in the ellipse sector, in the polygon sector. Other objects, advantages and features of the invention will appear in the following description of a preferred embodiment, not limiting the object and scope of the present patent application, accompanied by drawings in which: FIG. 1 schematically represents an assembling weld point configuration of two plane sheet edges, with a zone of permanent contact around the weld spot created according to a method known from the prior art; FIG. 2 schematically represents an assembling weld point configuration of two narrow edges of non-flat sheets, illustrating the accessibility difficulties of the tool for creating the zone of permanent contact around the point. 3A, 3B and 3C show examples of geometric shape and arrangement of the predefined contact areas available in the particular case where the moving part of the The use of the impactor for impacting the sheets is elliptical in shape. FIG. 4 schematically shows an example of creating a zone of permanent contact around a joining point of two narrow edges of non-metallic sheets. Figs. 5A to 5E illustrate the various steps of the electrical welding process according to the present invention, and Fig. 6 shows, schematically, an example of an embodiment of the present invention. tool for generating the permissible rotational contact residual pressures around the axis of the electrode, according to the present invention. - Figures 7A to 7F are examples of geometric shape of the movable part of the tool impacting the sheets to be assembled by welding. Referring to the drawing of Figure 1, there is shown two automotive bodywork elements (sheets), designated A and B, assembled by a weld spot represented by a standard weld spot designated PSE (Electric Weld Point). Electrical welding is completed by the creation, according to the method of the prior art described above, of a permanent contact zone referenced ZC, annular, around the weld point PSE. The geometry and the dimensions of the zone of permanent contact ZC, the application pressure of the means for obtaining this zone by pressure, the duration of application of this pressure, are chosen so as to maximize the dissipation of vibratory energy. by the permanent contact zone.

2908335 8 Dans l'exemple de la figure 1, les parties superposées des tôles assemblées A et B sont planes et suffisamment grandes pour permettre la réalisation de la zone de contact permanent ZC. Le dessin de la figure 2 représente un cas 5 d'application différent du procédé de soudage, dans lequel la configuration géométrique des parties en contact des éléments de carrosserie A' et B' à assembler ne permet pas la création d'une zone de contact permanent ZC', annulaire, semblable à la zone ZC de la figure 1, et ne rend pas 10 possible l'accès facile de l'outil de génération de la zone de contact ZC' autour du point de soudure PSE, les parties planes superposées des éléments A' et B' à assembler étant plus étroites que le diamètre de la zone de contact permanent souhaitée.In the example of Figure 1, the superimposed parts of the assembled sheets A and B are flat and sufficiently large to allow the realization of the permanent contact zone ZC. The drawing of FIG. 2 represents a case of application different from the welding process, in which the geometrical configuration of the parts in contact with the bodywork elements A 'and B' to be assembled does not allow the creation of a contact zone. permanent ZC ', annular, similar to the zone ZC of Figure 1, and does not make 10 possible easy access of the generating tool of the contact zone ZC' around the weld point PSE, the plane parts superimposed elements A 'and B' to be assembled being narrower than the diameter of the desired permanent contact zone.

15 Il y a donc nécessité d'adapter la surface de la zone de contact permanent à la configuration des bords à souder des éléments de carrosserie. Dans le procédé de l'art antérieur déjà mentionné précédemment, l'outil de création de la zone de contact 20 permanent est constitué par un ensemble comportant deux pistons se faisant face, ayant chacun une forme sensiblement annulaire. On comprend, ainsi, que la zone de contact permanent ne peut avoir que la forme de ces deux pistons, sans qu'il soit possible de la modifier ou d'en réaliser une 25 partie seulement. Pour surmonter cette difficulté, la présente invention fournit une partie mobile de l'outil de création de la zone de contact permanent, qui est constituée en plusieurs moyens de création de secteurs de contact permanent, et ces moyens 30 indépendants peuvent être actionnés séparément. Les secteurs de contact permanent résultants peuvent avoir les formes les plus diverses et être agencés de différentes manières. On a représenté, sur le dessin des figures 3A à 3C, des exemples de forme et d'arrangement de tels secteurs dans le cas très 35 particulier d'une partie mobile d'outil de création de la zone de contact de forme elliptique.It is therefore necessary to adapt the surface of the permanent contact zone to the configuration of the edges to be welded of the bodywork elements. In the method of the prior art already mentioned above, the tool for creating the permanent contact zone consists of an assembly comprising two pistons facing each other, each having a substantially annular shape. It will thus be understood that the zone of permanent contact can only have the shape of these two pistons, without it being possible to modify it or to make only a part of it. To overcome this difficulty, the present invention provides a movable portion of the tool for creating the permanent contact area, which is constituted by a plurality of means for creating permanent contact areas, and these independent means 30 can be actuated separately. The resulting permanent contact areas can have the most diverse forms and be arranged in different ways. FIGS. 3A to 3C show examples of the shape and arrangement of such sectors in the very particular case of a moving part of a tool for creating the elliptical shaped contact zone.

2908335 9 Ainsi, la figure 3A représente un exemple d'une partie mobile d'outil composée de secteurs s en forme d'anneaux elliptiques, complémentaires, autour du point de soudure PSE. La figure 3B représente un exemple d'une partie mobile 5 d'outil, qui est composée de secteurs s en forme de secteurs radiaux d'ellipse, complémentaires, autour du point de soudure PSE. La figure 3C représente un autre exemple d'une partie mobile d'outil, qui est composée de secteurs s en forme de secteurs d'anneaux elliptiques, 10 complémentaires, autour du point de soudure PSE. La configuration de la figure 3C est une combinaison des configurations des figures 3A et 3B. Chaque secteur s peut être activé indépendamment, comme décrit ci-après plus en détail. Ainsi, la structure de la partie mobile de 15 l'outil de création de la zone de contact permanent en différents secteurs s , actionnables séparément et indépendamment, permet d'adapter la forme géométrique de la zone de contact permanent à obtenir ZC' à la configuration de la zone à souder.Thus, FIG. 3A represents an example of a movable tool part composed of elliptical rings sectors, complementary, around the weld point PSE. FIG. 3B represents an example of a moving part 5 of a tool, which is composed of sectors in the form of complementary radial sectors of ellipse around the weld point PSE. FIG. 3C shows another example of a movable tool part, which is composed of elliptical ring sector sectors 10, which are complementary, around the weld point PSE. The configuration of Figure 3C is a combination of the configurations of Figures 3A and 3B. Each sector can be activated independently, as described in more detail below. Thus, the structure of the movable part of the tool for creating the permanent contact zone in different sectors, which can be actuated separately and independently, makes it possible to adapt the geometrical shape of the zone of permanent contact to obtain ZC 'at the configuration of the area to be welded.

20 Un exemple de cette adaptation est illustré par le dessin de la figure 4. Autour du point de soudure PSE, on a réalisé une zone de contact permanent qui résulte de l'activation de plusieurs secteurs de contact, précisément les secteurs si à s6, en forme de secteurs d'anneaux 25 elliptiques, tandis que les secteurs s7 et s8, en forme de secteurs d'anneaux elliptiques également, ne sont pas activés, parce qu'ils déborderaient de la bande plane d'assemblage, référencée 10, dans laquelle les deux tôles A' et B' sont planes et superposées.An example of this adaptation is illustrated by the drawing of FIG. 4. Around the weld point PSE, a permanent contact zone has been created which results from the activation of several contact sectors, precisely the sectors si at s6, in the form of sectors of elliptical rings, while sectors S7 and S8, in the form of elliptical ring sectors also, are not activated, because they would overflow the plane assembly strip, referenced 10, in which two sheets A 'and B' are flat and superimposed.

30 Comme on peut le voir sur cet exemple de la figure 4, la présente invention repose sur l'activation sélective des secteurs si nécessaires pour la création de la zone de contact entourant le point de soudure. Cette sélection peut se faire de deux manières, au moins : 35 - de manière passive : par l'intermédiaire d'une définition a priori des secteurs nécessaires selon la configuration de l'environnement du point de soudure destiné 2908335 10 à assembler les éléments de carrosserie du véhicule, laquelle configuration est connue d'avance. On peut définir à l'avance les secteurs à activer, par exemple, en même temps que le paramétrage des robots qui pilotent les pinces 5 à souder, ou bien - de manière active : en introduisant une étape supplémentaire dans le procédé de soudage, qui consiste à détecter les obstacles au déplacement des moyens de création de chaque secteur de contact si, de façon à n'activer que les 10 secteurs sans obstacles . En se reportant aux figures 5A à 5E, le procédé de soudage électrique par points de la présente invention, destiné notamment à l'assemblage d'éléments A' et B' de carrosserie automobile, comporte les étapes suivantes, 15 prises en combinaison : - deux électrodes 20 et 21, qui se font face et sont situées de part et d'autre des deux tôles A' et B' à assembler, sont rapprochées l'une vers l'autre (sens des flèches de la figure 5A), de façon à venir presser fermement 20 les tôles A' et B' (c'est l'étape d'accostage), - un courant électrique circule ensuite dans les électrodes 20 et 21, qui permet d'atteindre la température de fusion du métal des éléments A' et B' à assembler au niveau de leur zone de contact (c'est l'étape de soudage 25 proprement dite, représentée sur la figure 5B), - après l'arrêt du passage du courant électrique, la zone fondue se refroidit entraînant l'assemblage des deux éléments A' et B' par la création d'un point de soudure, - ensuite, l'étape suivante est celle de la création 30 de la zone de contact permanent. Pour des raisons de clarté, la partie mobile de l'outil de création de la zone de contact permanent est représentée simplifiée avec seulement deux moyens de réalisation de secteurs de contact, actionnables séparément et indépendamment, à savoir un 35 premier moyen de réalisation d'un secteur si constitué par les pistons 30 et 31 se faisant face, et un second moyen pour la réalisation d'un secteur s2 constitué par les 2908335 11 pistons 40 et 41 se faisant face. Sur le dessin de la figure 5B, les pistons 30, 31, 40, 41, sont en position ouverte : ils ne sont pas en contact avec les éléments A' et B'. Sur les figures 5C et 5D, les pistons 30, 31, du secteur sl 5 ne viennent pas presser les bords à assembler des éléments A' et B', parce qu'ils rencontrent l'obstacle (figure 5C) constitué par les parties non planes des tôles, tandis que les pistons 40, 41, du secteur sz viennent presser les bords à assembler des éléments A' et B', parce qu'ils ne 10 rencontrent pas d'obstacle dans leur déplacement contre les tôles. De cette façon, on a créé une zone de contact permanent à géométrie adaptée à la zone des bords à souder des tôles A' et B' située autour du point de soudure. Le mouvement des pistons peut être piloté par un système à 15 vérins hydrauliques ou par un système pneumatique. Les pressions de réalisation de la zone de contact dépendent de l'effort appliqué sur les pistons mobiles et de la rigidité des tôles à souder. - lorsque la zone de contact permanent et un champ de 20 pressions de contact à l'interface des deux tôles A' et B' ont été créés par l'application d'une pression déterminée sur la surface des bords des tôles entourant le point de soudure, les électrodes 20, 21 sont remontées ainsi que les pistons mobiles (selon le sens des flèches de la figure 5E), 25 pour un cycle suivant de création d'un autre point de soudure électrique avec une zone de contact permanent l'entourant. Il va de soi que le temps d'application des pressions de contact et les valeurs des pressions de contact sont des 30 paramètres prédéterminés, de manière connue en soi, en fonction de l'énergie vibratoire à dissiper par la zone d'assemblage des éléments de carrosserie. Selon un autre mode de réalisation, l'un des pistons mobiles peut être remplacé par un support fixe sur lequel 35 repose les tôles A', B' à souder. La pression créant la zone de contact permanent est alors exercée par le piston 2908335 12 restant, les tôles étant maintenues pressées entre le piston et le support fixe. Ainsi, en référence au dessin de la figure 6, l'outil de création de la zone de contact permanent peut comprendre 5 une partie fixe, de référence 100, et/ou une partie mobile, de référence générale 200, ayant un degré de liberté en rotation autour de l'axe de révolution X des électrodes. Ce perfectionnement vise à apporter un meilleur niveau d'accessibilité de l'outil et une plus grande souplesse de 10 son utilisation. L'outil de création de zone de contact permanent, ainsi conformé, peut être ainsi utilisé pour une grande partie des points de soudure rencontrés sur véhicule s'il est orienté convenablement. Bien évidemment, les outils de création de la zone de contact permanent peuvent 15 également être composés de deux parties mobiles, dont au moins une possède un degré de liberté en rotation autour de l'axe de révolution X des électrodes. La forme de la partie mobile de l'outil venant impacter les tôles à souder peut avoir des configurations 20 très différentes. Ainsi, comme représenté sur le dessin des figures 7A à 7F, cette forme peut être choisie parmi les formes suivantes données seulement à titre d'exemples non limitatifs de l'objet de l'invention : forme elliptique (figure 7A), forme rectangulaire à angles arrondis (figure 25 7B), forme octogonale (figure 7C), forme circulaire (figure 7D), forme en losange (figure 7E), forme triangulaire (figure 7F). Bien que la description qui précède concerne l'assemblage de deux éléments de carrosserie, notamment de 30 véhicule automobile, le procédé décrit ci-dessus s'applique également à l'assemblage de plus de deux tôles, en particulier à l'assemblage par soudage de trois éléments de carrosserie. Le dispositif de soudage électrique par points, pour 35 la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, comporte les moyens suivants, pris en combinaison : 2908335 13 - les deux électrodes de soudage (20, 21), qui se font face et entre lesquelles peuvent être positionnés les éléments (A', B') à souder, - des moyens de déplacement des électrodes (20, 21) 5 pour les amener en contact des éléments (A', B') à souder à l'endroit où le point de soudure (PSE) doit être réalisé, puis pour les écarter des éléments (A', B'), - une source de courant électrique pour alimenter les électrodes (20, 21), et 10 - des moyens pour appliquer une pression de contact au voisinage du point de soudure (PSE) de façon à créer une zone de contact permanent (ZC'), ces moyens étant constitués par une pluralité de moyens d'application de pression unitaires, qui peuvent être activés indépendamment les uns 15 des autres et qui créent, chacun, lorsqu'ils sont activés, un secteur de contact permanent (si), la somme (et la complémentarité) des secteurs de contact permanent (si) réalisés formant la zone de contact permanent (ZC') adaptée à la zone à souder.As can be seen in this example of FIG. 4, the present invention relies on the selective activation of the sectors so necessary for the creation of the contact zone surrounding the weld spot. This selection can be done in two ways, at least: 35 - passively: via a priori definition of the sectors necessary according to the configuration of the environment of the weld point intended to assemble the elements of body of the vehicle, which configuration is known in advance. It is possible to define in advance the sectors to be activated, for example, at the same time as the parameterization of the robots that drive the clamps 5 to be welded, or else - in an active way: by introducing an additional step in the welding process, which it consists in detecting the obstacles to moving the means of creation of each contact sector if, so as to activate only the 10 sectors without obstacles. Referring to FIGS. 5A to 5E, the electric spot welding method of the present invention, particularly for assembling automobile body elements A 'and B', comprises the following steps taken in combination: two electrodes 20 and 21, which face each other and are situated on either side of the two sheets A 'and B' to be assembled, are brought closer to one another (in the direction of the arrows of FIG. 5A), in order to firmly press the sheets A 'and B' (this is the docking step), - an electric current then flows in the electrodes 20 and 21, which makes it possible to reach the melting temperature of the metal of the elements A 'and B' to be assembled at their contact zone (this is the welding step 25 itself, shown in FIG. 5B), - after stopping the passage of the electric current, the melted zone is cools causing the assembly of the two elements A 'and B' by the creation of a weld spot, - e Then, the next step is the creation of the permanent contact zone. For the sake of clarity, the movable part of the tool for creating the permanent contact area is shown simplified with only two means of producing contact areas, which can be actuated separately and independently, namely a first embodiment of FIG. a sector if constituted by the pistons 30 and 31 facing each other, and a second means for the realization of a sector s2 consisting of the pistons 40 and 41 facing each other. In the drawing of Figure 5B, the pistons 30, 31, 40, 41 are in the open position: they are not in contact with the elements A 'and B'. In FIGS. 5C and 5D, the pistons 30, 31 of sector S1 do not press the edges to assemble elements A 'and B' because they encounter the obstacle (FIG. 5C) constituted by the non planes of the sheets, while the pistons 40, 41, sector sz come squeezing the edges to assemble elements A 'and B', because they do not meet obstacles in their movement against the sheets. In this way, a permanent contact zone having a geometry adapted to the region of the edges to be welded of the sheets A 'and B' located around the weld point has been created. The movement of the pistons can be controlled by a system with 15 hydraulic cylinders or by a pneumatic system. The pressures of producing the contact zone depend on the force applied on the moving pistons and the rigidity of the sheets to be welded. when the zone of permanent contact and a field of contact pressures at the interface of the two sheets A 'and B' have been created by the application of a determined pressure on the surface of the edges of the sheets surrounding the point of contact. welding, the electrodes 20, 21 are raised and the movable pistons (in the direction of the arrows of Figure 5E), 25 for a subsequent cycle of creation of another electrical weld point with a permanent contact zone surrounding it . It goes without saying that the application time of the contact pressures and the values of the contact pressures are predetermined parameters, in a manner known per se, as a function of the vibratory energy to be dissipated by the assembly zone of the elements. of bodywork. According to another embodiment, one of the movable pistons can be replaced by a fixed support on which rests the sheets A ', B' to be welded. The pressure creating the permanent contact zone is then exerted by the remaining piston 2908335 12, the sheets being held pressed between the piston and the fixed support. Thus, with reference to the drawing of FIG. 6, the tool for creating the permanent contact zone may comprise a fixed part, reference part 100, and / or a mobile part, of general reference number 200, having a degree of freedom in rotation around the axis of revolution X of the electrodes. This improvement aims to bring a better level of accessibility of the tool and a greater flexibility of its use. The permanent contact zone creation tool, thus shaped, can thus be used for a large part of the weld points encountered on the vehicle if it is properly oriented. Of course, the tools for creating the permanent contact zone may also be composed of two moving parts, at least one of which has a degree of freedom in rotation around the axis of revolution X of the electrodes. The shape of the moving part of the tool impacting the sheets to be welded can have very different configurations. Thus, as shown in the drawing of FIGS. 7A to 7F, this form can be chosen from the following forms given only as non-limiting examples of the subject of the invention: elliptical shape (FIG. 7A), rectangular shape to rounded corners (FIG. 7B), octagonal shape (FIG. 7C), circular shape (FIG. 7D), diamond shape (FIG. 7E), triangular shape (FIG. 7F). Although the foregoing description relates to the assembly of two body elements, in particular of a motor vehicle, the method described above also applies to the assembly of more than two sheets, in particular to the assembly by welding. three body parts. The electric spot welding apparatus for carrying out the method described above comprises the following means taken in combination: - the two welding electrodes (20, 21) facing each other and between which can be positioned elements (A ', B') to be welded, - means for moving the electrodes (20, 21) 5 to bring them into contact with the elements (A ', B') to be welded at the place where the welding point (PSE) must be realized, then to separate them from the elements (A ', B'), - a source of electric current to supply the electrodes (20, 21), and 10 - means for applying a pressure in the vicinity of the weld point (PSE) so as to create a permanent contact zone (ZC '), these means being constituted by a plurality of unit pressure applying means, which can be activated independently of each other. others and create, each, when activated, a sector of permanent contact (si), the sum (and the complementarity) of the permanent contact areas (si) formed forming the permanent contact zone (ZC ') adapted to the zone to be welded.

20 La pluralité de moyens d'application de pression unitaires est sélectionnée parmi un ensemble déterminé de moyens d'application de pression installés. On a vu ainsi que la zone de contact permanent de la figure 4 est obtenue par l'application des moyens d'application de pression 25 unitaires relatifs aux secteurs si à s6, lesquels sont sélectionnés parmi un ensemble de moyens d'application installés relatifs aux secteurs si à s8. Un moyen de paramétrage préalable peut être prévu pour réaliser la sélection des moyens d'application de pression 30 unitaires parmi l'ensemble des moyens d'application de pression installés, en fonction de la forme de la zone de contact permanent à obtenir. En variante, il peut être prévu un moyen de détection d'obstacle à l'application de chaque moyen d'application de 35 pression installé, de façon à n'activer que les moyens d'application de pression qui sont sans obstacle et donc situé en face d'une surface plane. En se reportant de 2908335 14 nouveau à la figure 4, les moyens d'application de pression unitaires relatifs aux secteurs s7 et s8 ne sont pas activés parce qu'ils rencontreraient les obstacles constitués par les surfaces non planes des tôles.The plurality of unit pressure application means is selected from a selected set of installed pressure application means. It has thus been seen that the permanent contact zone of FIG. 4 is obtained by the application of the unit pressure application means relating to sectors if at s6, which are selected from among a set of installed application means relative to sectors though at s8. Prior parameterization means may be provided for selecting the unit pressure applying means from among all of the installed pressure application means, depending on the shape of the permanent contact zone to be obtained. Alternatively, an obstacle detection means may be provided for the application of each pressure application means installed, so as to activate only the pressure application means which are unobstructed and therefore located in front of a flat surface. Referring again to FIG. 4, the unit pressure application means relating to sectors s7 and s8 are not activated because they would encounter the obstacles constituted by the non-planar surfaces of the sheets.

5 Chaque moyen d'application de pression installé comporte deux pistons (30, 31, et 40, 41, par exemple sur les figures 5A à 5E) se faisant face, chacun d'eux étant mobile entre une position ouverte et une position de serrage pour laquelle les pistons pressent les éléments (A', B') à 10 souder l'un contre l'autre, de façon à créer un secteur de contact permanent (si). Les pistons (30, 31, 40, 41) sont dans le voisinage des électrodes (20, 21). En variante, le moyen d'application de pression peut 15 être composé d'un support fixe sur lequel reposent les tôles A', B' à souder et d'un piston mobile créant la pression nécessaire à la création de la zone de contact permanent. Le procédé et le dispositif de la présente invention permettent d'augmenter la capacité dissipative des 20 assemblages d'éléments de carrosserie quelque soit la configuration de la carrosserie du véhicule. Ils ont, par conséquent, un domaine d'application beaucoup plus important que les procédés et dispositifs connus de l'art antérieur, parce qu'ils sont très adaptables aux situations les plus 25 diverses de zones à souder. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de 30 la portée de la présente invention.Each pressure application means installed comprises two pistons (30, 31, and 40, 41, for example in FIGS. 5A to 5E) facing each other, each of them being movable between an open position and a clamping position. for which the pistons press the elements (A ', B') to be soldered against each other, so as to create a permanent contact area (si). The pistons (30, 31, 40, 41) are in the vicinity of the electrodes (20, 21). Alternatively, the pressure application means may be composed of a fixed support on which the sheets A ', B' to be welded and a movable piston creating the pressure necessary to create the permanent contact zone. . The method and apparatus of the present invention makes it possible to increase the dissipative capacity of the assemblies of bodywork elements regardless of the configuration of the bodywork of the vehicle. They therefore have a much wider application range than the known methods and devices of the prior art because they are very adaptable to the most diverse situations of areas to be welded. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and represented above by way of examples; other embodiments may be devised by those skilled in the art without departing from the scope and scope of the present invention.

Claims

1. A method of electric spot welding, intended in particular for the assembly of elements (A ', B') of automobile bodywork, in which at least one weld spot (PSE) is produced by passing an electric current between two electrodes (20, 21) surrounding said elements (A ', B') to be welded and coming into contact therewith, and creating a zone of permanent contact of said elements with each other, of predetermined shape and surrounding the welding point (PSE) by applying pressure, characterized in that said permanent contact area is the sum of a plurality of permanent contact areas (si), created independently of one another, selected from a set of predefined contact areas available, of to adapt to the configuration of the area to be welded.

2. Method according to claim 1, characterized in that the creation of said permanent contact zone is performed after the passage of the current creating the weld point (PSE).

3. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the selection of said plurality of permanent contact sectors (si) among said set of predefined contact areas available is performed by prior parameterization, according to the known configuration of the area to be welded.

4. Method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the selection of said plurality of permanent contact areas (si) among said set of predefined contact areas available is achieved by detecting obstacles belonging to each sector. predefined contact contact and activating the only sectors of contact which, during said activation, do not encounter any obstacle.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pressure applied to create the zone of permanent contact is different from a permanent contact area (si) to another.

6. An electric spot welding device, intended in particular for assembling elements (A ', B') of an automobile body, for carrying out the process according to one of claims 1 to 5, which comprises two welding electrodes (20, 21) facing each other and between which the elements (A ', B') to be welded can be positioned, means for moving the electrodes (20, 21) to bring them into contact with the elements ( A ', B') to be welded at the point where the welding point (PSE) is to be made and then to separate them from the elements (A ', B'), a source of electric current for supplying the electrodes (20, 21). ), and means for applying a contact pressure in the vicinity of the weld spot (PSE) so as to create a permanent contact zone, said device being characterized in that said means for applying a contact pressure are constituted by a plurality of unit pressure applying means, which i can be activated independently of each other and which create, each when activated, a permanent contact area (si), the sum of the permanent contact areas (si) formed forming the permanent contact area adapted to the area to be welded. 25

7. Electrical spot welding device according to claim 6, characterized in that it comprises a set of pressure application means installed among which is selected the plurality of unit pressure application means. 30

Electric spot welding device according to claim 7, characterized in that a prior parameterization means is provided for selecting said unitary pressure application means from said installed pressure application means, in accordance with the present invention. depending on the shape of the permanent contact area to be obtained. 2908335 17

Electric spot welding device according to claim 7, characterized in that an obstacle detection means is provided for the application of each installed pressure application means so as to activate only said means which, during said activation, do not encounter any obstacle.

Electric spot welding apparatus according to one of claims 6 to 9, characterized in that each pressure application means installed comprises two pistons (30, 31, 40, 41) facing each other, each they being movable between an open position and a clamping position for which the pistons press the elements (A ', B') to be welded against each other, so as to create said permanent contact sector (si). 15

Electrical spot welding device according to any one of claims 6 to 9, characterized in that each pressure application means installed comprises a movable piston and a fixed support facing each other, the movable piston being movable between a open position and a clamping position for which it presses the elements (A ', B') to be welded against each other, so as to create said permanent contact sector (si).

Electric spot welding apparatus according to claim 10, characterized in that said two pistons (30, 31, 40, 41) are in the vicinity of the electrodes (20, 21).

13. Electrical spot welding device according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the shape of the permanent contact zone which would be obtained by the activation of all the pressure application means installed is a shape chosen from the following shapes: circular, elliptical, polygonal with sharp corners, polygonal with rounded corners.

Electric spot welding device according to one of Claims 6 to 13, characterized in that the shape of the permanent contact areas can be chosen from the following forms: annular, ring sector, circle area, in ellipse area, in polygon area.