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PROCEDE DE SOUDAGE PAR COMPRESSION A FROID.
La présente invention concerne le soudage par compression et plus spécialement, quoique pas exclusivement;, le soudage par compression à froid., c'est-à-dire le soudage uniquement par compression, sans aucun apport exté- rieur de chaleur aux pièces à soudero L'invention n'est cependant pas limitée- au soudage par compression à froid, mais est applicable aussi dans les cas où.
de la chaleur est apportée aux pièces à soudero
Dans les procédés de soudage par compression en général et de sou- dage par compression à froid en particulier, le métal doit fluer latéralement c'est-à-dire en substance perpendiculairement à la direction de la pression, pour obtenir la soudure et il y a donc une certaine diminution d-épaisseur des pièces à souder, l'outil de soudage laissant, dans certains cas, une empreinte dans une pièce soudée à une autreo Quand il faut par exemple pourvoir un ré- cipient, tel qu'un ustensile de cuisine, d9une poignée soudée à la paroi la- térale du récipients l'outil laissera une ou plusieurs empreintes sur une face intérieure ou extérieure ou à la fois à l'intérieur et à l'extérieur.,
quand on utilise les procédés connus de soudage par compression à froidp De telles em- preintes ou enfoncements constituent un défaut pour un ustensile de cuisine, parce que la nourriture se loge dans ces creux et il est difficile de-l'en en- lever lors du nettoyage, de sorte que des procédés de soudage de cette nature sont en général moins intéressants que certains procédés de rivetage qui lais- sent généralement une tête ronde ou planeo
La présente invention a pour but de procurer un procédé de soudage par compression à froid convenant spécialement pour fixer des poignées à des ustensiles de cuisinée
Suivant la présente invention, pour fixer un goujon boulon.,
écrou ou autre pièce rapportée du même genre à une pièce en métal soudable par com- pression, on emprisonne un épaulement, une tête, un rebord, une nervure ou une partie saillante équivalente de la pièce rapportée, entre la dite pièce en mé- tal soudable et une.autre pièce également soudable par compression que l'on
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soude à la première, au moins l'une des deux pièces étant pourvue d'une ouver- ture pour recevoir ou laisser passer la pièce rapportée.
Ainsi, la tête d'une pièce rapportée peut être emprisonnée entre les deux pièces à souder l'une à l'autre par compression.
Une rondelle constituant la deuxième pièce peut être soudée par compression sur tout son pourtour à la première pièce,la rondelle recouvrant ou entourant la tête de la pièce rapportéeo La tête peut simplement consis- ter en une pièce filetée que l'on dévisse après soudage, de manière à laisser un trou taraudéo
Pendant l'opération de soudage, le métal d'une pièce ou des deux pièces peut fluer de manière à s'accrocher dans une ou plusieurs cavités de la pièce rapportée et la tête de la pièce rapportée peut être tronconique de manière que le disque ou la rondelle,déformée par soudage, s'accroche autour de la tête.
Diverses formes de soudures par compression à froid conformes à la présente invention seront décrites à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dont les figures 1 à 6 montrent une façon de fixer sur un us- tensile de cuisine un goujon en acier servant à porter une poignée, la figure 1 étant une vue en plan de dessous de l'outil supérieur d'une paire d'outils associés dont l'outil inférieur est une enclume plate, la figure 2 une coupe suivant la ligne II-II de la figure. 1, la figure 3 une coupe montrant le gou- jon et les pièces à souder avant soudage, la figure 4 une vue en plan de la soudure achevée, la figure 5 montrant en variante une rondelle différente et la figure 6 une coupe de la soudure obtenue avec cette autre rondelle.
Les figures 7 à 9 montrent comment fixer ou emprisonner une pièce rapportée file- tée en acier dans une platine, la figure 7 étant une coupe montrant les par- ties à assembler avant soudage, la figure 8 une coupe de la soudure achevée, et la figure 9 une vue en plan de la soudure. Les figures 10 à 12 montrent une façon de former sur une plaque un renflement avec un trou taraudé, la fi- gure 10 étant une coupe montrant les parties à assembler avant soudage, la figure 11 une coupe de la soudure et la figure 12 une vue en plan de la soudu- reo Les outils nécessaires au soudage des pièces des figures 7 à 9, et des figures 10 à 12 sont semblables dans l'ensemble à ceux décrits avec référence aux figures 1 et 2 et ne sont pas représentés. Pour la simplicité, toutes les parties semblables portent sur toutes les figures les mêmes références.
Les figures 1 à 6 montrent comment un goujon d'acier fileté 1 qui peut être en acier doux mais qui est de préférence en acier à haute résis- tance, peut être fixé à la paroi d'un ustensile de cuisine qui peut être en t ô- le d'aluminium de pureté commerciale, la poignée (non représentée) de l'usten- sile étant attachée au goujon l, en engagement avec un renflement matricé et nervuré 2 sur la face extérieure de l'ustensile qui empêche la poignée de tour- ner par rapport au goujon 1. Les dessins représentent une paroi plane, mais le même procédé peut être appliqué aussi facilement à des parois courbes, si on donne à toutes les parties la courbure nécessaire.
La solidité de la sou- dure le long de l'axe du-goujon 1 est égale au moins à la solidité du goujon même, et comme le montre clairement la figure 3, le corps du goujon 1 passe de l'intérieur de l'ustensile vers l'extérieur par une ouverture serrante dans la paroi 3 de l'ustensile et une tête carrée 4 du goujon 1 vient porter contre la face intérieure de la paroi 3 de l'ustensileo On nettoie par brossage mé- canique la surface autour de cette ouverture sur un diamètre correspondant au pourtour d'une rondelle 5 qui-emprisonne le goujon 1, avant d'introduire ce dernier, et la rondelle 5 a un trou.central 6 dans lequel vient s'adapter une partie tronconique 7 de la tête du goujon 1.
La rondelle 5 est aussi en aluminium de pureté commerciale et son épaisseur est égale à celle de la paroi 3 du récipient; elle est de forme circulaire en plan et son contour est biseauté à 45 . Le diamètre extérieur de la rondelle 5 est égal au diamètre "D" de la figure 2 et il est choisi de façon que la soudure obtenue soit aus- si solide que le goujon 1 lui-même. On nettoie aussi par brossage mécanique la paroi de la rondelle 5 qui fait face à la paroi 3 et on place ensuite les parties à assembler entre les outils associés qui réalisent une soudure en for- me d'anneau incomplet, l'outil supérieur 17 étant représenté aux figures l'et
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Comme il a été dit, l'outil inférieur est une enclume plate et la face in- férieure de la rondelle 5 ainsi que la tête 6 du goujon 1 reposent sur l'ou- til inférieur,, L'outil supérieur 17 a un alésage 8 dans lequel pénètre le gou- jon 1, une surface de soudage discontinue 9 pratiquement plane dans le sens de fluage général du métal pendant le soudage, et un évidement 10-qui sert à former le renflement 2o Les creux 11 pratiqués dans la surface de soudage 9 correspondent aux nervures en saillie 12 du renflement 2.
La largeur radiale de la surface 9 est un peu inférieure à l'épais- seur de la paroi 3 ou de la rondelle 5 (si l'épaisseur de la paroi'et de la rondelle est de 2,4 mm, la largeur radiale peut être de 1,6 mm), et la surface 9 ressort axialement par rapport à la face principale de l'outil 17. Quand on applique de la pression aux outils, le métal de la paroi 3 et de la rondel- le 5 flue radialement vers l'intérieur et à un degré moindre radialement vers l'extérieur de dessous la surface 9 et la soudure se fait entre les faces join- tives de la rondelle 5 et de la paroi 3 suivant un anneau incomplet entourant l'axe central du goujon, la largeur radiale du ruban de soudage étant environ égale à la largeur radiale de la surface 9.
La rondelle 5 est engloutie dans la paroi 3 et le bas de la tête 7 affleure le bas de la rondelle 5 et de la paroi 3, l'épaisseur finale du métal sous la surface 9 étant environ égale à 50% de 19épaisseur de la paroi 3. Le métal de la rondelle 5 flue de façon à enrober la tête 7 du goujon 1 tandis que le métal de la paroi 3 est matricé dans le creux 10 de l'outil 17 autour du corps du goujon de façon à constituer le renflement 2.
Les nervures 12.renforcent la liaison entre la partie épais- se de la paroi'3 et le renflement 2 et quoiqu'il n'y ait'pas dé soudage réel des nervures, il y a une bonne adhérence mécanique et aucune fuite ne peut se produire en ces endroitso Le chanfrein à 45 à la périphérie assure une sur- face bien plane du côté intérieur de la soudure;
ceci est de grande importan- ce dans les ustensiles de cuisineo
Avec une rondelle 5 du genre représenté à la figure 3 le dessous de la', tête 7 du goujon est à nu après soudage comme il a été dit, mais i on emploie une rondelle 5 telle que celle représentée à la figure'5, la tête 7 du goujon l.est complètement recouverte quand la soudure est achevée, comme le montre la figure 60 La profondeur du renfoncement 13 dans la rondelle 5 de la figure 5 détermine la hauteur dont le renflement 2 dépasse la tête 4, cette hauteur étant d'autant plus grande que le renfoncement est plus impor- tanto L'épaisseur du métal au bas du creux 13 peut varier entre le tiers et le sixième de l'épaisseur de la rondelle, un tiers donnant d'excellents ré- sultatso
Dans l'opération de soudage décrite ,ci-dessus,
le goujon fait sail- lie du coté de la pièce (paroi 3),opposé à celui auquel l'autre pièce (rondel- le 5) est soudée, mais, comme les figures 7 à 9 le montrent, la première pièce peut être imperforée et la pièce rapportée peut passer par une ouverture prati- quée dans la seconde pièce à souder.
Sur les figures 7 à 9, une pièce rappor- tée 14 en acier doux poli est pourvue de trois saillies ou rebord annulaires 15),les deux inférieures ayant des surfaces tronconiques et la supérieure une surface partiellement sphériqueo On utilise comme avant une rondelle 5 qui est soudée sur une plaque ou paroi 3. exactement comme dans le cas précédento
Comme la figure 8 le montre clairement,après soudage, la pièce rapportée est fermement emprisonnée dans la paroi 3 et la rondelle 5 et la partie supérieure de la pièce rapportée 14 est entièrement recouverte par le métal du renflement 2.
La seule modification importante apportée aux outils pour cette soudure est l'omission de l'alésage 8 dans l'outil supérieur des,- figures 1 et-2.-- @ @ @
Daus l'opération de soudage représentée aux figures la à 12, le renflement 2 a un trou taraudé 16 obtenu en introduisant une tige 18 à bout fileté 19 dans un trou 20 de la plaque 3. Cette tige 18 reste en place pen- dant le soudage, l'outil de soudage supérieur étant semblable dans l'ensemble à celui représenté aux figures 1 et 2, la tige étant logée dans l'alésage 8 avec son bout 19 dans la plaque 10. Une fois la soudure faite et l'outil su- périeur enlevé, on peut dévisser la tige pour obtenir dans le renflement 2 le trou taraudé 16.