FR3046738A1 - Procede et dispositif d'assemblage par soudage laser par transparence d'une premiere piece comprenant au moins un element de liaison avec une deuxieme piece - Google Patents

Procede et dispositif d'assemblage par soudage laser par transparence d'une premiere piece comprenant au moins un element de liaison avec une deuxieme piece Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'assemblage par soudage laser par transparence d'une première pièce en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison avec une deuxième pièce en un deuxième matériau absorbant, le procédé comprenant les étapes suivantes : • positionnement de la première pièce sur la deuxième pièce de sorte que l'élément de liaison forme une interface de soudage avec la deuxième pièce, et • soudage laser par transparence par l'intermédiaire d'un élément de projection d'un faisceau laser au niveau de l'interface de soudage de l'élément de liaison avec la deuxième pièce.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D’ASSEMBLAGE PAR SOUDAGE LASER PAR TRANSPARENCE D’UNE PREMIERE PIECE COMPRENANT AU MOINS UN ELEMENT DE LIAISON AVEC UNE DEUXIEME PIECE
La présente invention concerne procédé d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison avec une deuxième pièce en un deuxième matériau absorbant, ainsi qu’un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. L’invention concerne également un ouvrant de véhicule automobile ainsi qu’un véhicule automobile équipé d’un tel ouvrant.
On connaît dans l’état de la technique un ouvrant tel qu’un capot de compartiment moteur comprenant une première pièce formant une doublure et une deuxième pièce une peau de capot qui sont réalisées en un matériau similaire tel qu’un matériau thermoplastique. Dans ce contexte, la doublure et la peau de capot sont généralement fixées l’une à l’autre en partie périphérique lors d’un procédé d’assemblage prévoyant une étape de fixation mettant en oeuvre par exemple un processus de soudage laser.
Toutefois, un tel procédé d’assemblage ne permet pas de fixer la doublure à la peau de capot lorsque ces deux pièces sont réalisées dans des matériaux différents, par exemple lorsque la doublure est dans un matériau thermoplastique et la peau de capot en un matériau métallique comme l’aluminium. En effet, de tels matériaux ont des comportements qui sont différents lorsqu’ils sont exposés à un tel processus de fixation. Et une telle différence de comportements ne permet pas de réaliser une liaison mécanique satisfaisante de ces deux pièces entre elles.
Pour pallier cet inconvénient, on connaît dans l’état de la technique un procédé d’assemblage comprenant une étape de fixation prévoyant des processus de collage ou encore de vissage.
Cependant, la mise en oeuvre d’une telle étape de fixation est laborieuse et coûteuse car elle requiert systématiquement la réalisation d’un ensemble d’opérations complexes et précises qui se déroulent souvent durant de longues périodes. En effet, l’étape de fixation peut prévoir de manière non exhaustive, lors du processus de collage des opérations de préparation spécifique de la doublure et de la peau de capot, d’application d’une colle qui peut être différente pour chacune de ces deux pièces, de maintien de ces deux pièces ensemble avant une réticulation de la colle, d’étuvage permettant notamment de provoquer la réticulation de la colle, etc...
De plus, une telle étape de fixation n’est pas répétable car elle est définie selon la nature des matériaux constituant la doublure et la peau de capot à assembler. A titre d’exemple, le processus de collage et la colle utilisée sont propres à la nature du matériau constituant chacune de ces deux pièces à fixer l’une à l’autre.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients liés aux procédés d’assemblage de l’état de la technique.
Dans ce dessein, l’invention concerne un procédé d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison avec une deuxième pièce en un deuxième matériau absorbant, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionnement de la première pièce sur la deuxième pièce de sorte que l’élément de liaison forme une interface de soudage avec la deuxième pièce, et - soudage laser par transparence par l'intermédiaire d'un élément de projection d'un faisceau laser au niveau de l’interface de soudage de l’élément de liaison avec la deuxième pièce.
Dans d’autres modes de réalisation : - le procédé comprend une étape d’agencement dans la première pièce de l’élément de liaison ; - l’étape d’agencement comprend : • une sous-étape de montage de l’élément de liaison dans une ouverture de la première pièce, et • une sous-étape de fixation de l’élément de liaison avec la première pièce, ou • une sous-étape de surmoulage de l’élément de liaison lors d’un processus de moulage par injection de la première pièce ; - le procédé comprend une étape de maintien des première et deuxième pièces sur un support d’un dispositif d’assemblage, l’étape de maintien comprenant : • une sous-étape d’activation de premiers éléments de bridage, et /ou • une sous-étape de conformation des premier et deuxième pièces positionnées sur le support à partir de l’actionnement de deuxième et/ou troisième éléments de bridage ; - les premier et deuxième matériaux sont de natures différentes, et - l’élément de liaison est réalisé en un troisième matériau transparent dont la nature est choisie parmi celles qui sont compatibles au soudage laser avec le deuxième matériau absorbant. L’invention concerne également un dispositif d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison, avec une deuxième pièce en un deuxième matériau absorbant mettant en oeuvre un tel procédé, le dispositif comprenant : • un support sur lequel la première pièce est positionnée sur la deuxième pièce de sorte que l’élément de liaison forme une interface de soudage avec la deuxième pièce, et • un élément de projection d'un faisceau laser apte à réaliser un soudage laser par transparence au niveau de l’interface de soudage de l’élément de liaison avec la deuxième pièce. L’invention concerne aussi un ouvrant d’un véhicule automobile, notamment un capot de compartiment moteur ou de coffre à bagages, susceptible d’être obtenu par un tel procédé.
Avantageusement, l’ouvrant comprend : • au moins un élément de liaison notamment en matériau transparent ; • une première pièce en un premier matériau et une deuxième pièce en deuxième matériau, les premier et deuxième matériaux étant de natures différentes, et/ou • une deuxième pièce est fixée à une première pièce notamment à au moins un élément de liaison, par une liaison soudée. L’invention concerne aussi un véhicule comprenant un tel ouvrant. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d’un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux figures, réalisé à titre d’exemple indicatif et non limitatif : - la figure 1 représente une vue schématique du dispositif d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce comprenant au moins un élément de liaison et d’une deuxième pièce selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 2 représente un logigramme relatif à un procédé d’assemblage par soudage laser par transparence de la première pièce comprenant au moins un élément de liaison et de la deuxième pièce selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3A est une vue en perspective de la deuxième pièce selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3B est une vue en perspective de la première pièce comprenant au moins un élément de liaison selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3C est une vue en perspective de l’ensemble des premier et deuxième pièces avant la réalisation d’une étape de soudage laser par transparence selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3D, représente à plus grande échelle une partie du dispositif d’assemblage selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 3E est une vue en perspective de l’ensemble des premier et deuxième pièces après la réalisation d’une étape de soudage laser par transparence selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 4A est une vue d’une première variante de l’élément de liaison 2 selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 4B est une vue de la première variante de l’élément de liaison comprise dans la première pièce selon le mode de réalisation de l’invention ; - les figures 4C à 4E sont des vues de la première variante de l’élément de liaison reliée par une soudure laser à la deuxième pièce selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 4F est une vue éclatée de la figure 4E selon le mode de réalisation de l’invention ; - la figure 5A est une vue d’une deuxième variante de l’élément de liaison selon le mode de réalisation de l’invention, et - les figures 5B et 5C sont des vues de la deuxième variante de l’élément de liaison reliée par une soudure laser par transparence à la deuxième pièce selon le mode de réalisation de l’invention.
Dans la description qui va suivre, on utilisera à titre non limitatif les expressions telles que « arrière >> et « avant >>, « gauche >> et « droite >>, «supérieur» et «inférieur» et les orientations «longitudinale», « transversale » et « verticale » en référence au trièdre X, Y, Z, représenté sur la figure 1 et aux définitions données dans la description.
Dans un mode de réalisation représenté sur la figure 1, un dispositif 1 d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce 4 avec une deuxième pièce 5 permet notamment de fabriquer par exemple un ouvrant 6 de véhicule automobile tel qu’un capot de compartiment moteur ou de coffre à bagages.
Sur la figure 3E, cet ouvrant 6 est dans ce mode de réalisation un capot de compartiment moteur, comprenant l’ensemble formé par la première pièce 4 qui est alors une doublure de capot et la deuxième pièce 5 qui est une peau de capot. Ces première et deuxième pièces 4, 5 sont réalisées respectivement dans des premier et deuxième matériaux qui peuvent être similaires ou différents. Autrement dit, cet ouvrant 6 peut comprendre une première pièce 4 en métal et une deuxième pièce 5 en polymère, ou encore des première et deuxième pièces 4, 5 toutes deux réalisées en un même polymère.
Sur les figures 3B, 3C, 3E, 4A à 4F et 5A à 5C, la première pièce 4 comprend au moins un élément de liaison 2a, 2b encore appelé « barrette >>. Sur les figures 3B, 3C et 3E, cette première pièce 4 comprend plusieurs éléments de liaison 2a, 2b et en particulier huit. Dans cette configuration, chaque élément de liaison 2a, 2b est situé au niveau d’un pourtour ou bord de ladite pièce 4.
Cet élément de liaison 2a, 2b est dit « transparent » car il est fabriqué en un troisième matériau possédant des propriétés de transparence au faisceau laser F du dispositif 1. Ce troisième matériau peut être de préférence un polymère. Cet élément de liaison 2a, 2b transparent a une forme générale qui est similaire à celle de la partie du pourtour ou bord de la première pièce 4 où il est agencé. Ainsi selon son agencement, cette forme peut donc être courbée ou encore rectiligne. L’élément de liaison 2a, 2b comprend des faces intérieure et extérieure 10a, 10b. La face intérieure 10a comprend une partie saillante 11 pourvue d’une face de contact 12 dont la largeur et la longueur sont de préférence inférieures à celles de la face intérieure 10a. Cette face de contact 12 est plane, lisse et sans défaut de surface ni en creux ni en bosse.
Dans une première variante illustrée sur les figures 4A à 4F, l’élément de liaison 2a est une pièce rapportée à la première pièce 4. Dans cet élément de liaison 2a, la partie saillante 11 comprend une paroi 18 périphérique pourvue d’éléments de guidage 16. Les éléments de guidage 16 sont aptes à se déformer lorsque l’élément de liaison 2a est rapporté à la première pièce 4 de sorte que la partie saillante 11 est emboîtée en force dans la première pièce 4. Chaque élément de liaison 2a comprend des éléments de fixation 14 permettant d’assurer une liaison mécanique sous contrainte avec la première pièce 4. Plus précisément, dans le cadre de cette variante, la première pièce 4 comprend une ouverture 17 visible sur la figure 4F, chaque ouverture 17 étant définie pour recevoir l’élément de liaison 2a et en particulier la partie saillante 11 de ce dernier. La forme de l’ouverture 17 est de préférence complémentaire à celle de la partie saillante 11 de l’élément de liaison 2a. Cette ouverture 17 comprend une paroi qui est apte à relier des faces inférieure et supérieure 8a, 8b de ladite première pièce 4 entre elles et qui est pourvue de zone de pilotage apte à coopérer avec les éléments de guidage 16 de l’élément de liaison 2a. La première pièce 4 comprend également des zones fixation qui sont définies pour coopérer avec les éléments de fixation 14 afin d’assurer une liaison mécanique entre l’élément de liaison 2a et cette première pièce 4. A titre d’exemple, les éléments de fixation 14 et les zones de fixation peuvent coopérer entre eux selon un mécanisme de clipage.
Dans une alternative de réalisation (non représentée) de la variante, qui n’est pas représentée, l’élément de liaison 2a est dépourvu d’élément de fixation 14 de telle sorte que la liaison mécanique entre l’élément de liaison 2a et la première pièce 4 s’effectue au moyen desdits éléments de guidage 16. Ces derniers sont conçus de telle manière qu’ils sont aptes à se déformer lorsque l’élément de liaison 2a est rapporté sur la première pièce 4 de sorte que la partie saillante 11 est emboîtée en force dans l’ouverture 17 de la première pièce 4 et maintenue par la déformation desdits éléments de guidage 16.
Dans la deuxième variante visible sur les figures 5A à 5C, l’élément de liaison 2b peut former avec la première pièce 4, lorsque celle-ci est par exemple en un matériau polymère, un ensemble monobloc en étant surmoulée dans cette première pièce 4 lors du procédé de fabrication par moulage par injection de cette première pièce 4. Cet élément de liaison 2b comprend des éléments de fixation 15 tels que des orifices. Ces orifices sont définis pour être traversés par le premier matériau constituant la première pièce 4 lors du surmoulage de sorte à assurer ainsi une fixation irréversible de l’élément de liaison 2b dans la première pièce 4. Autrement dit, ce premier matériau est ainsi emprisonné dans ces orifices 15 pendant la phase de surmoulage. Ces orifices 15 agissent alors comme un rivetage.
Dans ces deux variantes de l’élément de liaison 2a, 2b, lorsqu’il est compris dans la première pièce 4, les faces extérieure 10b et de contact 12 de cet élément de liaison 2a, 2b sont visibles respectivement des faces supérieure inférieure et supérieure 8a, 8b de la première pièce 4. On notera que la face de contact 12 est sensiblement coplanaire avec tout ou partie la face inférieure 8a de la première pièce 4 localisée dans sa proximité immédiate.
Dans ce mode de réalisation, l’agencement de l’élément de liaison 2a, 2b dans la première pièce 4 peut être réalisé manuellement par un opérateur ou encore de manière totalement ou partiellement automatisée par un élément robotisé du dispositif 1.
La première pièce 4 qui peut être par exemple une pièce rigide est réalisée en un premier matériau qui peut être un polymère tel qu’un polyamide PA ou un métal tel que l’aluminium, ou encore un alliage, un matériau composite ou un thermoplastique. S’agissant de la deuxième pièce qui peut être par exemple une pièce souple, le deuxième matériau dont elle est constituée est un matériau absorbant qui possède des propriétés d’absorption du faisceau laser F du dispositif 1. Ce matériau peut être un polymère de type polyamide PA, ou polypropylène PP ou encore un thermoplastique.
Par ailleurs, la nature du troisième matériau transparent constituant l’élément de liaison 2a, 2b transparent est choisie parmi celles qui sont compatibles au soudage avec le deuxième matériau absorbant du faisceau laser du dispositif 1. Ce troisième matériau peut être un polymère de type polyamide PA, ou polypropylène PP ou encore thermoplastique. Ce troisième matériau présente des caractéristiques optimales en termes de solidité, de coût, de recyclage et de bonne aptitude au soudage laser, à savoir transparence, etc...
Dans ce mode de réalisation, ce dispositif 1 est destiné à l'assemblage de la première pièce 4 avec la deuxième pièce 5 pourvue d’au moins un élément de liaison 2a, 2b, et qui peuvent être réalisées dans des matériaux similaires ou différents et ce, par soudage laser par transparence. Ce dispositif 1 d'assemblage est particulièrement adapter pour réaliser un accostage nécessairement parfait à une interface de soudage 13 des première et deuxième pièces 4, 5 et en particulier de l’élément de liaison 2a, 2b avec la deuxième pièce 5.
Les caractéristiques techniques de ce dispositif 1 qui permettent d’assurer cet accostage ainsi qu’un tel soudage laser sont sensiblement similaires à celles du dispositif 1 décrit dans le document FR2959692A1. Plus précisément, en référence à la figure 1, ce dispositif 1 comprend un support 3 sur lequel sont positionnées les première et deuxième pièces 4, 5. Ce support 3 est réglé de sorte à recevoir de façon stable ces première et deuxième pièces 4, 5 dans le respect de la géométrie souhaitée pour ces dites pièces 4, 5. Le dispositif 1 comporte un élément de projection 7 d'un faisceau laser F, destiné à projeter le faisceau laser F sur l'assemblage des première et deuxième pièces 4, 5. L'interface 13 entre chaque élément de liaison 2a, 2b et la deuxième pièce 5 est destinée à être chauffée par le faisceau laser F jusqu'à la fusion de la deuxième pièce 5 réalisée dans le deuxième matériau absorbant, afin de fondre par diffusion le troisième matériau transparent de chaque élément de liaison 2a, 2b, créant ainsi une soudure permanente lors d’une phase de refroidissement. Ainsi la deuxième pièce 5 est fixée à la première pièce 4 notamment à au moins un élément de liaison 2a, 2b, par une liaison soudée.
Dans ce mode de réalisation visible sur la figure 1, le dispositif 1 comprend des premiers éléments de bridage 18a, ou moyens de mise en référence géométrique, destinés à bloquer les première et deuxième pièces 4, 5 sur le support 3, pendant l'étape de soudage 38. A titre d'exemple, le support 3 comporte un pilier 20, ou pilote de référence ou standard de pilotage, sur lequel sont montées les première et deuxième pièces 4, 5 et des pinces de verrouillage 19, associées au pilier 20 et destinées à maintenir l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées sur le support 3. De tels premiers éléments de bridage 18a permettent notamment de maintenir globalement l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées sur le support 3 et éviter, par exemple, tout soulèvement ou décalage d'un côté des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées, lors du soudage laser à l'opposé de ce côté.
Ce dispositif 1 peut également comporter des deuxièmes éléments de bridage 18b qui sont aptes à venir en appui contre la face supérieure 8b de la première pièce 4. Ces deuxièmes éléments de bridage 18b comportent par exemple une pluralité de pinces articulées 21 réparties tout le long du périmètre des première et deuxième pièces 4, 5 à assembler, plus précisément tout le long de l’interface de soudage 13, ou piste de soudage, au niveau de laquelle s'effectue le soudage des première et deuxième pièces 4, 5 et plus précisément de l’élément de liaison 2a, 2b avec la deuxième pièce 5.
Par interface de soudage 13, ou piste de soudage, il faut comprendre ici l'interface 13 de contact entre les première et deuxième pièces 4, 5, à savoir entre la face de contact 12 de l’élément de liaison 2a, 2b avec la zone correspondante sur la face supérieure 9a de la deuxième pièce 5 et qui sont destinées à être soudées. C'est-à-dire, dans le cas de pièces complexes d’ouvrant 6 de véhicule automobile, la face de contact 12 et la zone correspondante sont localisées sensiblement aux bords ou pourtours des première et deuxième pièces 4, 5, comme représentées sur les figures 1, 3B, 3C et 3D. De même, l'interface de soudage 13 comporte, de préférence, aucune surépaisseur du type marquage ou défaut de surface et aucune sous-épaisseur, du type résultant des empreintes d'éjecteurs de moules. D'une façon générale, l'interface de soudage 13 entre la face de contact 12 de l’élément de liaison 2a, 2b et la zone correspondante sur la face supérieure 9a de la deuxième pièce 5 doit être le plus lisse possible, sans défaut de surface ni en creux ni en bosse.
Ces deuxièmes éléments de bridage 18b ont pour fonction principale d'assurer le référencement géométrique de l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 positionnées sur le support 3 du dispositif 1. Un tel référencement géométrique a notamment pour but de placer les première et deuxième pièces 4, 5 dans une configuration telle qu'elles épousent parfaitement la forme de la pièce de référence, à savoir la deuxième pièce 5, afin de garantir l'accostage et la géométrie souhaitée de l’ouvrant 6 correspondant à l’ensemble formé par les première et de deuxième pièces 4, 5. A titre d'exemple, chaque pince 21 peut être articulée sur le support 3 à une première extrémité 22a et vient en appui à une seconde extrémité 22b sur la face supérieure 8b de la première pièce 4. De plus, la seconde extrémité 22b de chaque pince 21 est dotée avantageusement d’éléments de réglage additionnel, par exemple une touche réglable 23, de sorte à venir en appui sur la face supérieure 8b de la première pièce 4 et épouser parfaitement la forme de l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 superposées. De telles touches réglables 23 sont actionnées, de préférence, manuellement au moment de l'installation des première et deuxième pièces 4, 5 sur le support 3, mais peuvent également être actionnées automatiquement par tout type de moyen d'actionnement approprié (du type électrique, pneumatique, etc...) associé au dispositif 1.
Par ailleurs, comme représenté sur la figure 1, chaque touche réglable 23 est montée à déplacement selon la flèche f1, parallèle à l'axe vertical Y de la figure 1. D'une façon générale, l'extrémité 22b en appui de chaque pince articulée 21 des deuxièmes éléments de bridage 18b est en appui perpendiculairement sur la face supérieure 8b de l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées, à savoir dans le sens d'un axe YY de projection du faisceau laser F, lequel est projeté perpendiculairement à l'interface de soudage 13 de l’élément de liaison 2a, 2b et la deuxième pièce 5.
Sur la figure 1, le dispositif 1 peut aussi comporter des troisièmes éléments de bridage 18c qui sont aptes à venir en appui contre la face inférieure 9b de la deuxième pièce 5. Les troisièmes éléments de bridage 18c ont pour fonction principale d'exercer un effort, ou force de poussée, prédéterminé contre l'ensemble des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées sur le support 3, sur tout le périmètre des deux pièces assemblées, plus particulièrement tout le long de l'interface de soudage 13.
Plus précisément, les troisièmes éléments de bridage 18c comportent des éléments de réglage 24 associés, destinés à optimiser la conformation de la deuxième pièce 5 en ajustant les efforts tout le long de l'interface de soudage 13, notamment en fonction de la géométrie des première et deuxième pièces 4, 5 afin de garantir l'accostage des première et deuxième pièces 4, 5 au niveau de l'interface de soudage 13. A titre d'exemple, comme représenté sur la figure 1, les éléments de réglage 24 comportent une pluralité d'organes mobiles 28, par exemple du type vis, touches, doigts, platines, etc., montés à déplacement indépendamment les uns des autres selon la flèche f2, parallèle à l'axe vertical Y de la figure 1. D'une façon générale, chaque organe mobile 28 est monté à déplacement indépendamment des autres et perpendiculairement à la face inférieure 8b de la deuxième pièce 5, plus particulièrement à l'interface de soudage 13 de l’élément de liaison 2a, 2b et de la deuxième pièce 5 et donc parallèlement à l'axe YY de projection du faisceau laser F.
Par ailleurs, comme représenté plus particulièrement sur la figure 1, les éléments de réglage 24 peuvent être actionnés manuellement, avec des vis jouant le rôle des organes mobiles, chaque vis étant réglée avant le départ de l'étape de soudage 38 laser du procédé d'assemblage associé, ou peut être actionné automatiquement par tout type de moyen d'actionnement approprié (du type électrique, pneumatique, etc...) associé au dispositif 1.
Dans une variante de réalisation particulièrement, le dispositif 1 peut comporter un élément de projection d'air 25, associé de préférence au élément de projection 7 du faisceau laser F et destiné à projeter un flux d'air A simultanément avec le faisceau laser F. Un tel apport d'air, projeté parallèlement au faisceau laser F et selon la même axe de référence YY (figure 1), a pour fonction principale d'empêcher un phénomène de carbonisation qui peut apparaître à la face supérieure 8b de la première pièce 4.
En effet, un phénomène de carbonisation peut apparaître sur la face de contact 12 et la zone complémentaire de la face supérieure 9a, en cas de mauvaise soudure, à savoir quand l’élément de liaison 2a, 2b a trop chauffé et carbonise, rendant cet élément de liaison 2a, 2b absorbant. Dans ce cas, il n'y a pas de soudage à l'interface de soudage 13, car l’élément de liaison 2a, 2b n'est plus transparent. Le flux d'air A, dont la puissance de projection dépend ainsi des caractéristiques plus ou moins transparentes de l’élément de liaison 2a, 2b, permet ainsi d'empêcher complètement ce phénomène de carbonisation, afin d'assurer une qualité de soudure optimale. A titre d'exemple, comme représenté plus particulièrement sur la figure 1, l’élément de projection d'air 25 comporte un tuyau 26 d'amenée d'air, relié à une source d'air (non représentée) et à un cône 27 de canalisation du flux d'air, lequel correspond à une extrémité du élément de projection 7 du faisceau laser F. Un tel cône 27 de canalisation du flux d'air A, qui joue également le rôle de cône de projection du faisceau laser F, permet notamment, pendant le procédé d’assemblage par soudage laser associé, d'obtenir un flux d'air A maîtrisé et calculé pour éviter le phénomène de carbonisation, comme décrit ci-dessus.
Ainsi dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 a pour avantage principal d'assurer un référencement géométrique et une conformation des première et deuxième pièces 4, 5 assemblées simples, efficaces et rapides, tout en garantissant un accostage optimal de l’élément de liaison 2a, 2b et de la deuxième pièce 5 au niveau de l'interface de soudage 13.
En référence à la figure 2, l’invention concerne également un procédé d’assemblage par soudage laser par transparence de la première pièce 4 comprenant au moins un élément de liaison 2a, 2b transparent avec la deuxième pièce 5.
Ce procédé comprend une étape d’agencement 29 dans la première pièce 4 d’au moins un élément de liaison 2a, 2b. Cette étape 29 comprend dans le cas de la première variante de l’élément de liaison 2a une sous-étape de montage 30 de l’élément de liaison 2a dans l’ouverture 17 de la première pièce 4. Plus précisément, lors de cette sous-étape de montage 30, la partie saillante 11 de la face intérieure 10a de l’élément de liaison 2a est insérée dans l’ouverture 17 aménagée dans cette première pièce 4. Par la suite l’étape d’agencement 29 prévoit une sous-étape de fixation 31 de cet élément de liaison 2a dans la première pièce 4 à partir de la coopération des zones fixation qui sont définies dans cette première pièce 4 avec les éléments de fixation 14 de l’élément de liaison 2a.
Dans le cas de la deuxième variante de l’élément de liaison 2b, l’étape d’agencement 29 comprend une sous-étape de surmoulage 32 de l’élément de liaison 2b lors d’un processus de moulage par injection de la première pièce 4 lorsque celle-ci est réalisée en matériau absorbant tel qu’un polymère.
Lors de cette étape d’agencement 29, la face de contact 12 et la face extérieure 10b de cet élément de liaison 2a, 2b sont visibles respectivement des faces inférieure et supérieure 8a, 8b de la première pièce 4. Dans cette configuration, la face de contact 12 est sensiblement coplanaire avec tout ou partie la face inférieure 8a de la première pièce 4 localisée dans sa proximité immédiate. Cette face de contact 12 peut être située à un même niveau que la face inférieure 8a voire à un niveau sensiblement supérieure à cette dernière. Une telle première pièce 4 comportant ces éléments de liaison 2a, 2b est visible notamment sur les figures 3B et 4B.
Le procédé comprend ensuite une étape de disposition 33 de la deuxième pièce 5 sur le support 3. Lors de cette étape 33, la face inférieure 9b de cette deuxième pièce 5 prend appui sur le support 3 de ce dispositif 1. Par la suite, le procédé comprend une étape de positionnement 34 de la première pièce 4 sur la deuxième pièce 5 de sorte que ledit au moins un élément de liaison 2a, 2b transparent forme l’interface de soudage 13 avec la deuxième pièce 5. Plus précisément, cette interface de soudage 13 est formée par l’accostage de la face de contact 12 de l’élément de liaison 2a, 2b avec la zone correspondante sur la face supérieure 9a de la deuxième pièce 5 destinées à être soudées. Un tel positionnement de la première pièce sur la deuxième pièce 4, 5 est visible sur les figures 1,3C, et 3D.
Ce procédé prévoit ensuite une étape de maintien 35 de ces première et deuxième pièces 4, 5 sur le support 3. Cette étape de maintien 35 comprend une sous-étape d’activation 36 des premier éléments de bridage 18a qui sont alors positionnés sur ces première et deuxième pièces 4, 5 afin d’éviter tout déplacement de ces dernières relativement au support 3 lors de la réalisation d’une étape de soudage 38.
Cette étape de maintien 35 peut également prévoir une sous-étape de conformation 37 de l'ensemble des premier et deuxième pièces 4, 5 positionné sur le support 3 à partir de l’actionnement de deuxième et/ou troisième éléments de bridage 18b, 18c.
Plus précisément, lors de l’actionnement des deuxièmes éléments de bridage 18b, les pinces articulées 21 sont toutes placées en appui contre la face supérieure 8b de la première pièce 4, tout le long de l'interface de soudage 13 de l’élément de liaison 2a, 2b et de la deuxième pièce 5. L’actionnement de ces deuxièmes éléments de bridage 18b, permet ainsi d’assurer un référencement géométrique de la première pièce 4 par rapport la deuxième pièce 5 qui sert alors de référence. De plus, cet actionnement permet de conformer la deuxième pièce 5 sur la première pièce 4 pour limiter les efforts de bridage d'une part et assurer un accostage parfait d'autre part, indispensable pour effectuer une bonne soudure laser.
Lors de l’actionnement des troisièmes éléments de bridage 18c l'ensemble des organes mobiles sont réglés indépendamment les uns des autres, de sorte que chaque organe mobile 28 exerce un effort prédéterminé contre la face inférieure 9b de la deuxième pièce 5, au niveau de l'interface de soudage 13 de l’élément de liaison 2a, 2b et de la deuxième pièce 5.
Le procédé prévoit ensuite l’étape de soudage 38 laser par transparence par l'intermédiaire de l’élément de projection 7 du faisceau laser F, qui projette donc le faisceau laser F tout le long de l'interface de soudage 13 définie entre l’élément de liaison 2a, 2b et la deuxième pièce 5. Les première et deuxième pièces 4, 5 ainsi soudées sont visibles sur les figures 3E, 4C à 4E, 5B et 5C.
Par ailleurs, le procédé peut prévoir une étape de projection 39 d'un flux d'air A maîtrisé, simultanément à l'étape de soudage 38 laser, au niveau de la face extérieure 10b de l’élément de liaison 2a, 2b. Un tel apport d'air permet notamment d'éviter tout phénomène de carbonisation de surface de l’élément de liaison 2a, 2b et de la deuxième pièce 5 pendant l'étape de soudage 38, comme décrit précédemment.
Ainsi un tel procédé permet de réaliser un assemblage par soudage laser par transparence de façon simple, rapide et efficace, de première et deuxième pièces 4, 5 quelle que soit la nature des premier et deuxième matériaux dont ils sont constitués.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été explicitement décrit, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce (4) en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison (2a, 2b) avec une deuxième pièce (5) en un deuxième matériau absorbant, le procédé comprenant les étapes suivantes : - positionnement (34) de la première pièce (4) sur la deuxième pièce (5) de sorte que l’élément de liaison (2a, 2b) forme une interface de soudage (13) avec la deuxième pièce (5), et - soudage (38) laser par transparence par l'intermédiaire d'un élément de projection d'un faisceau laser (F) au niveau de l’interface de soudage (13) de l’élément de liaison (2a, 2b) avec la deuxième pièce (5).
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’agencement (29) dans la première pièce (4) de l’élément de liaison (2a, 2b).
  3. 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’étape d’agencement (29) comprend : • une sous-étape de montage (30) de l’élément de liaison (2a) dans une ouverture (17) de la première pièce (4), et • une sous-étape de fixation (31) de l’élément de liaison (2a) avec la première pièce (4), ou • une sous-étape de surmoulage (32) de l’élément de liaison (2b) lors d’un processus de moulage par injection de la première pièce (4).
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de maintien (35) des première et deuxième pièces (4, 5) sur un support (3) d’un dispositif d’assemblage (1), l’étape de maintien (35) comprenant : une sous-étape d’activation (36) de premiers éléments de bridage (18a), et/ou une sous-étape de conformation (37) des premier et deuxième pièces (4,5) positionnées sur le support (3) à partir de l’actionnement de deuxième et/ou troisième éléments de bridage (18b, 18c).
  5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et deuxième matériaux sont de natures différentes.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de liaison (2a, 2b) est réalisé en un troisième matériau transparent dont la nature est choisie parmi celles qui sont compatibles au soudage laser avec le deuxième matériau absorbant.
  7. 7. Dispositif (1) d’assemblage par soudage laser par transparence d’une première pièce (4) en un premier matériau comprenant au moins un élément de liaison (2a, 2b), avec une deuxième pièce (5) en un deuxième matériau absorbant mettant en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif (1) comprenant : • un support (3) sur lequel la première pièce (4) est positionnée sur la deuxième pièce (5) de sorte que l’élément de liaison (2a, 2b) forme une interface de soudage (13) avec la deuxième pièce (5), et • un élément de projection d'un faisceau laser (F) apte à réaliser un soudage laser par transparence au niveau de l’interface de soudage (13) de l’élément de liaison (2a, 2b) avec la deuxième pièce (5).
  8. 8. Ouvrant (6) d’un véhicule automobile, notamment un capot de compartiment moteur ou de coffre à bagages, susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  9. 9. Ouvrant (6) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend : • au moins un élément de liaison (2a, 2b) notamment en matériau transparent ; • une première pièce (4) en un premier matériau et une deuxième pièce (5) en deuxième matériau, les premier et deuxième matériaux étant de natures différentes, et/ou • une deuxième pièce est fixée à une première pièce notamment à au moins un élément de liaison, par une liaison soudée.
  10. 10. Véhicule comprenant un ouvrant (6) selon l’une quelconque des revendications 8 et 9.
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