FR2823459A1 - Equipment for double pass welding, comprises robotically controlled electromagnetic induction preheater able to vaporize zinc coating on plates for welding and high energy laser welding unit - Google Patents

Abstract

The equipment consists of a preheater (20) and high energy laser welder (40) which are mounted on a robotically controlled arm (60) which incudes a separate welder adjustment (61). The preheating is effected by an inductor which is supported and supplied through arms (23) and assisted by a field concentrator (25). The high energy keyhole laser welder produces a continuous band of fused material along the two plates (10,15) to be joined. An Independent claim is also included for a method of preheating by electromagnetic induction.

Description

préchanffage (20) et la tête de chanffage (21).prechanging (20) and the chanter head (21).

DISPOSITIF AMELIORE ET PROCEDE ASSOCIE  IMPROVED DEVICE AND RELATED METHOD

DE SOUDAGE DIT BI-PASSESOF WELDING SAID BI-PASSES

L' invention concerne un procédé et un dispositif associé de soudage d'un empilement de  The invention relates to a method and an associated device for welding a stack of

tôles revêtues.coated sheets.

Plus particulièrement, l' invention concerne un procédé et un dispositif associé de soudage d'un empilement comprenant au moins deux tôles dont l'une au moins est recouverte d'un revêtement métallique ayant une température de vaporisation inférieure à une température de fusion de l'une au moins des tôles  More particularly, the invention relates to a method and an associated device for welding a stack comprising at least two sheets, at least one of which is covered with a metallic coating having a vaporization temperature below a melting temperature of 1 '' at least one of the sheets

à souder.welding.

De tels procédés de soudage sont par exemple utilisés en carrosserie automobile, o il est fréquent d'utiliser des tôles recouvertes d'une mince couche d'un revêtement à base de zinc ou d'alliage de  Such welding processes are for example used in automobile bodywork, where it is frequent to use sheets coated with a thin layer of a coating based on zinc or a alloy of

zinc, revêtements ayant des propriétés anti-  zinc, coatings with anti-aging properties

corrosion. Un procédé d' assemblage connu pour ce type  corrosion. A known assembly process for this type

d'application est le soudage laser par transparence.  of application is laser welding by transparency.

Il consiste à chauffer jusqu'à la fusion, par l'intermédiaire d'une source laser, la la tôle  It consists in heating until the fusion, via a laser source, the sheet

supérieure lO (figure l) et la tôle inférieure 15.  upper lO (figure l) and the lower plate 15.

Cependant, avec ce procédé, un problème apparaît au niveau du cordon de soudure, notamment lorsqu'on soude des tôles revêtues de zinc ou d'oxyde de zinc. En effet, la température de vaporisation du revêtement (environ 900 C) étant inférieure à la température de fusion des tôles d'acier (environ 1500 C), il se produit une vaporisation du revêtement  However, with this method, a problem appears at the weld bead, especially when welding sheets coated with zinc or zinc oxide. In fact, the vaporization temperature of the coating (approximately 900 C) being lower than the melting temperature of the steel sheets (approximately 1500 C), vaporization of the coating occurs.

qui est préjudiciable à la qualité de la soudure.  which is detrimental to the quality of the weld.

Si la distance entre la tôle 10 et la tôle 15 niest pas suffisante, les vapeurs de zinc ne peuvent s s'évacuer que par une la zone métallique en fusion créée par le faisceau laser. Des bulles de vapeur de zinc se forment alors dans le bain liquide, entraînant la formation de porosités à l'intérieur de la soudure, ce qui affecte l'esthétique et surtout la qualité de la soudure: la soudure étant poreuse, sa résistance mécanique est plus faible et son  If the distance between the sheet 10 and the sheet 15 is not sufficient, the zinc vapors can only escape through a molten metal zone created by the laser beam. Zinc vapor bubbles then form in the liquid bath, causing the formation of porosities inside the weld, which affects the aesthetics and especially the quality of the weld: the weld being porous, its mechanical resistance is weaker and its

étanchéité n'est pas assurée.tightness is not guaranteed.

Par ailleurs, les vapeurs de zinc provoquent des explosions du bain liquide métallique et des 1S projections de métal en fusion vers l'extérieur des tôles. Ces projections diminuent la qualité de la soudure par manque de matière. Ces projections peuvent également endommager les tôles à l'extérieur  In addition, the zinc vapors cause explosions of the metallic liquid bath and 1S splashes of molten metal towards the outside of the sheets. These projections reduce the quality of the weld due to lack of material. These splashes can also damage the sheets on the outside

de la zone à souder.of the area to be welded.

Pour remédier à ces problèmes, il est proposé, dans la demande de brevet français n 2 798 084, d'utiliser un procédé de soudage au laser par transparence, dit "bi-passes", comprenant  To remedy these problems, it is proposed, in French patent application No. 2 798 084, to use a laser welding process by transparency, called "two-pass", comprising

essentiellement deux étapes.basically two steps.

Au cours d'une étape de préchauffage local, une première source laser est utilisée pour chauffer localement les tôles 10, 15 à une première température qui est supérieure à la température de vaporisation du revêtement métallique et inférieure à la température de fusion de l'une ou l'autre des tôles. Cette étape de préchauffage a pour conséquence l'évacuation partielle ou totale du revêtement, par le passage de l'état solide à l'état gazeux ou liquide du zinc. Une zone moins revêtue de zinc est ainsi dégagée à la fin de la première étape, pour  During a local preheating step, a first laser source is used to locally heat the sheets 10, 15 to a first temperature which is higher than the vaporization temperature of the metal coating and lower than the melting temperature of one either of the sheets. This preheating step results in the partial or total evacuation of the coating, by passing from the solid state to the gaseous or liquid state of the zinc. A zone less coated with zinc is thus cleared at the end of the first stage, to

permettre le soudage dans une deuxTème étape.  allow welding in a second step.

Ensuite, au cours d'une étape de chauffage, une deuxième source laser est utilisée pour chauffer l'empilement de tôles dans une zone comprise dans la zone non revêtue, à une deuxTème température supérieure à la température de fusion de l'une et de l'autre des tôles, pour permettre la soudure des deux tôles sur une zone de largeur inférieure à la largeur de la zone non revêtue (car dézinguée lors de l'étape  Then, during a heating step, a second laser source is used to heat the stack of sheets in an area included in the uncoated area, at a second temperature higher than the melting temperature of one and the other of the sheets, to allow the welding of the two sheets over an area of width less than the width of the uncoated area (because it is dezinced during the step

de préchauffage).preheating).

L'utilisation de ce procédé en deux étapes permet d'améliorer considérablement la qualité de la soudure. En effet, la première étape permet de réduire (voire supprimer) localement le revêtement métallique par chauffage et ainsi de souder les tôles sans défaut (pas de porosité, pas d' explosion) créé par les vapeurs de zinc dans le bain liquide  The use of this two-step process considerably improves the quality of the weld. In fact, the first step makes it possible to locally reduce (or even eliminate) the metal coating by heating and thus to weld the sheets without defect (no porosity, no explosion) created by the zinc vapors in the liquid bath.

métallique.metallic.

Cependant ce procédé est particulièrement onéreux à mettre en oeuvre car il nocessite: - soit l'utilisation de deux sources laser, l'une pour l'étape de préchauffage et de vaporisation du revêtement métallique, l'autre pour l'étape de chauffage en vue du soudage, - soit l'utilisation d'une seule source laser de puissance double, le faisccau de cette source étant dans ce cas partagé en deux: un des faisceaux est utilisé pour réaliser l'étape de préchauffage et l'autre des faisceaux est utilisé pour réaliser  However, this process is particularly expensive to implement because it requires: - either the use of two laser sources, one for the step of preheating and vaporizing the metal coating, the other for the step of heating in view of the welding, - either the use of a single laser source of double power, the beam of this source being in this case split in two: one of the beams is used to carry out the preheating step and the other of the beams is used to realize

l'étape de soudage.the welding step.

Ceci est particulièrement vrai dans le cas o  This is particularly true in the case where

un cordon de soudure continu doit être réalisé.  a continuous weld bead must be made.

L' invention a pour but de proposer un  The object of the invention is to provide a

dispositif et un procédé associé de soudage dit "bi-  device and associated welding method called "bi-

passes", procurant les mêmes avantages qu'un 1S dispositif ou un procédé bi-passes selon l'art  passes ", providing the same advantages as a 1S device or a two-pass process according to the art

antérieur, mais moins chers à mettre en oeuvre.  earlier, but less expensive to implement.

Pour atteindre cet objectif, l 'invention propose un dispositif de soudage d'un empilement de tôles comprenant au moins deux tôles superposées dont l'une au moins est recouverte d'un revêtement métallique au moins sur sa face interne adjacente à l'autre tôle, le dispositif de soudage comprenant - une source de préchauffage, pour dégager une zone non revêtue par vaporisation locale du 2s revêtement métallique et évacuation des vapeurs, et s - une source de chauffage, pour souder l'empilement de tôles par fusion locale de chaque  To achieve this objective, the invention provides a device for welding a stack of sheets comprising at least two superposed sheets, at least one of which is covered with a metallic coating at least on its internal face adjacent to the other sheet. , the welding device comprising - a preheating source, for releasing an uncoated area by local vaporization of the 2s metallic coating and evacuation of the vapors, and s - a heating source, for welding the stack of sheets by local melting of each

tôle dans une zone comprise dans la zone non revêtue.  sheet metal in an area included in the uncoated area.

Le dispositif de l' invention est caractérisé en ce que la source de préchauffage est une source de  The device of the invention is characterized in that the preheating source is a source of

chauffage par induction.induction heating.

Le procédé associé mettant en oeuvre un tel dispositif comprend essentiellement les étapes suivantes: - empilage sans jeu des tôles, préchauffage local de l'empilement pour dogager une zone non revêtue par vaporisation locale du revêtement métallique et évacuation de vapeurs formoes, le préchauffage étant réalisé par induction, - chauffage pour souder l'empilement de tôles par fusion locale de chaque tôle dans une zone  The associated method using such a device essentially comprises the following steps: - stacking without play of the sheets, local preheating of the stack to dogage an uncoated area by local vaporization of the metal coating and evacuation of formed vapors, preheating being carried out by induction, - heating to weld the stack of sheets by local melting of each sheet in a zone

comprise dans la zone non revêtue.included in the unpaved area.

Par zone non revêtue, il faut comprendre ici une zone de l'empilement de tôle dans laquelle le revêtement de la ou les tôles est partiellement ou totalement éliminé lors de la réalisation de l'étape  The term “uncoated area” should be understood here to mean an area of the sheet stack in which the coating of the sheet (s) is partially or completely removed during the performance of the step.

de chauffage.of heating.

Une source de chauffage par induction, dimensionnée pour obtenir un chauffage local d'une 2s zone de taille réduite à une température de l'ordre de 900 à 1000 C, est beaucoup moins onéreuse à réaliser qu'une source laser dimensionnce pour fournir un résultat équivalent. De même, les coûts de fonctionnement d'une source de chanffage par induction pour un même résultat, sont réduits par rapport aux coûts de fonctionnement d'une source de chanffage laser. Contrairement à un chauffage laser, on a, avec un chauffage par induction, un chauffage directement à l'intérieur du matériau à chauffer, plus efficace et plus rapide qu'un chauffage tel que celui obtenu par une source laser. On obtient plus rapidement une température de l'ordre de 900 à 1000 C localement dans l'empilement de tôles et on limite également le volume de matériau chauffé et en conséquence la  An induction heating source, dimensioned to obtain local heating of a small area 2s at a temperature of the order of 900 to 1000 C, is much less expensive to produce than a laser source dimensioned to provide a result. equivalent. Likewise, the operating costs of an induction changer source for the same result are reduced compared to the operating costs of a laser changer source. Unlike laser heating, there is, with induction heating, heating directly inside the material to be heated, more efficient and faster than heating such as that obtained by a laser source. A temperature of the order of 900 to 1000 ° C. is obtained more quickly locally in the stack of sheets and the volume of heated material is also limited and consequently the

consommation d'énergie.energy consumption.

L' invention permet ainsi de réaliser un soudage bipasses dans des conditions similaires à celles des procédés connus (voire des conditions meilleures: temps de préchauffage réduit, consommation moindre d'énergie), mais avec un coût de mise en oeuvre  The invention thus makes it possible to carry out double-pass welding under conditions similar to those of known methods (or even better conditions: reduced preheating time, lower energy consumption), but with an implementation cost.

limité.limit.

Selon un mode de réalisation de l 'invention, la source de préchanffage comprend un inducteur comprenant une partie active en forme de tube à section rectangulaire, une face de contact de la partie active de l'inducteur étant appliquée sur une  According to one embodiment of the invention, the prechanging source comprises an inductor comprising an active part in the form of a tube with rectangular section, a contact face of the active part of the inductor being applied to a

zone à préchauffer de l'empilement de tôles.  preheating zone of the sheet stack.

L'inducteur utilisé est réalisé de préférence dans un matériau très conducteur de l'électricité tel que par exemple le cuivre. Un tel inducteur est  The inductor used is preferably made of a material which is very conductive of electricity such as for example copper. One such inducer is

simple à réaliser et très peu cher.  simple to make and very inexpensive.

L'inducteur comprend également des pattes de fixation pour connecter la partie active à une source d'énergie électrique et l'alimenter par un courant électrique, par exemple un courant alternatif. LEs lignes de courant sont sensiblement parallèles à la  The inductor also includes fixing lugs for connecting the active part to a source of electrical energy and supplying it with an electric current, for example an alternating current. The streamlines are substantially parallel to the

longueur de la partie active de l'inducteur.  length of the active part of the inductor.

Elles sont réalisées de préférence dans le même  They are preferably carried out in the same

matériau que la partie active.material as the active part.

Les pattes de fixation ont essentiellement deux rôles: - la fixation mécanique de la partie active sur un out il af in de permettre le pos it ionnement et / ou le maintien de l'inducteur sur l'empilement de tôles à chauffer, et - l'alimentation électrique de la partie active de l'inducteur en vue de la création d'un champ magnétique au voisinage de la partie active de l'inducteur. La source de préchauffage comprend également un concentreur de champ magnétique en forme de U. adapté pour recouvrir la partie active de l'inducteur, la face de contact étant non recouverte par le  The fixing lugs have essentially two roles: - the mechanical fixing of the active part on an out in order to allow the positioning and / or the maintenance of the inductor on the stack of sheets to be heated, and - l electrical supply of the active part of the inductor with a view to creating a magnetic field in the vicinity of the active part of the inductor. The preheating source also comprises a U-shaped magnetic field concentrator suitable for covering the active part of the inductor, the contact face being not covered by the

concentreur de champ.field concentrator.

Le concentreur de champ est réalisé dans un 2s matériau pourvu essentiellement de propriétés  The field concentrator is made of a 2s material essentially provided with properties

magnétiques, tel que par exemple un acier magnétique.  magnetic, such as for example a magnetic steel.

Le concentreur a pour rôle de concentrer, dans les tôles métalliques et sur une surface restreinte des tôles, les lignes du champ magnétique créé par l'inducteur lorsque ce dernier est alimenté par un courant électrique. Les lignes de champ magnétique créées sont globalement perpendiculaires à la longueur de la partie active de l'inducteur. Une ligne de champ circule dans la section en forme de U du concentreur, et se referme, entre les deux pattes du concentreur, par une courbe ayant la forme sensiblement d'un arc  The role of the concentrator is to concentrate, in the metal sheets and on a restricted surface of the sheets, the lines of the magnetic field created by the inductor when the latter is supplied by an electric current. The magnetic field lines created are generally perpendicular to the length of the active part of the inductor. A field line circulates in the U-shaped section of the concentrator, and closes, between the two legs of the concentrator, by a curve having the shape substantially of an arc

de cercle, comme on le verra mieux par la suite.  in a circle, as we will see better later.

Les lignes de champ magnétique créent des courants de Foucault induits dans les tôles. Les lignes de courant induit sont approximativement parallèles à la longueur de la partie active de l'inducteur. Les lignes de courant sont regroupées dans une zone située sous la partie active de  The magnetic field lines create eddy currents induced in the sheets. The lines of induced current are approximately parallel to the length of the active part of the inductor. The current lines are grouped in an area located under the active part of

l'inducteur, comme on le verra mieux par la suite.  the inductor, as we will see better later.

Les courants de Foucault induits entraînent un échauffement local du métal des tôles, dans une zone située à l'intérieur des lignes de champ magnétique, sous la partie active de l'inducteur. On a donc bien  The induced eddy currents cause local heating of the sheet metal, in an area located inside the magnetic field lines, under the active part of the inductor. So we have

ainsi un chauffage à coeur des tôles.  thus heating the core of the sheets.

La puissance électrique fournie à l'inducteur et la durée du préchauffage sont choisies de sorte que les courants de Foucault induits dans les tôles entraînent un échauffement local à une température comprise entre 900 C et 1 500 C, c'est-à-dire à une température suffisante pour vaporiser localement les revêtements de l'une ou de l'autre des tôles, et ceci sans fondre les tôles. Dans un exemple, on peut fournir à l'inducteur une puissance moyenne de 20 à  The electric power supplied to the inductor and the duration of the preheating are chosen so that the eddy currents induced in the sheets cause local heating at a temperature between 900 C and 1500 C, that is to say at a temperature sufficient to locally spray the coatings of one or other of the sheets, and this without melting the sheets. In an example, we can provide the inductor with an average power of 20 to

kW pendant quelques centaines de millisecondes.  kW for a few hundred milliseconds.

Après évacuation en dehors de la future zone de soudage des vapeurs de zinc ou d'alliage de zinc composant le revêtement, une zone non revêtue est formée au niveau de l' interface entre les tôles. La zone non revêtue est de forme approximativement rectangulaire, de dimensions légèrement inférieures à  After the zinc or zinc alloy vapors composing the coating have been removed from the future welding zone, an uncoated zone is formed at the interface between the sheets. The uncoated area is approximately rectangular in shape, slightly smaller than

celles de la partie active de l'inducteur.  those of the active part of the inductor.

Selon une autre disposition, la source de préchanffage par induction et la source de chauffage laser sont fixées sur un même bras, susceptible d'être déplacé. Le dit bras comprend également des moyens pour régler la distance entre la source de  According to another arrangement, the induction pre-heating source and the laser heating source are fixed on the same arm, capable of being moved. The said arm also includes means for adjusting the distance between the source of

préchauffage et la source de chauffage.  preheating and the heating source.

L'étape de préchanffage et l'étape de chauffage sont ainsi réalisées successivement en une seule passe. Le temps nécessaire à la réalisation de la soudure est limité. Un tel dispositif est de plus particulièrement bien adapté dans le cas o un cordon  The prechanging step and the heating step are thus carried out successively in a single pass. The time required to complete the weld is limited. Such a device is more particularly well suited in the case where a cord

continu de soudure est réalisé.continuous welding is performed.

Un choix convenable de la distance entre les deux sources, de la vitesse de déplacement du bras et des puissances de l'une et de l'autre des sources permet de réaliser une étape de préchauffage suivie d'une étape de chauffage en une seule passe et d'optimiser la qualité globale du cordon de soudure à réaliser. Ce choix est en général un compromis fait en prenant notamment en compte les contraintes suivantes: s - variations de courture de la trajectoire du cordon de soudure à effectuer, - variations de l'épaisseur des tôles le long du cordon de soudure, - un temps prédéterminé entre l'étape de préchauffage et l'étape de chauffage doit être suffisant pour: * permettre le refroidissement et la condensation des vapeurs de zinc au-delà de la zone non recouverte, * obtenir une valeur appropriée de la température résiduelle des tôles après l'étape de préchanffage et permettre une bonne maîtrise de la  A suitable choice of the distance between the two sources, the speed of movement of the arm and the powers of either of the sources makes it possible to carry out a preheating step followed by a heating step in a single pass and optimize the overall quality of the weld bead to be produced. This choice is generally a compromise made by taking into account in particular the following constraints: s - variations in the length of the trajectory of the weld bead to be made, - variations in the thickness of the sheets along the weld bead, - a time predetermined between the preheating step and the heating step must be sufficient to: * allow the cooling and condensation of the zinc vapors beyond the uncoated area, * obtain an appropriate value for the residual temperature of the sheets after the prechanging stage and allow good control of the

pénétration du soudage lors de l'étape de chanffage.  welding penetration during the changing step.

L' invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la  The invention will be better understood and other characteristics and advantages will become apparent from the invention.

lecture de la description qui va suivre, d'un mode de  reading of the description which will follow, of a mode of

mise en oeuvre du procédé selon l' invention et du  implementation of the method according to the invention and of the

dispositif de soudage associé. La description fait  associated welding device. Description made

2s référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1, précédemment décrite, est une vue en coupe d'un empilement comportant deux tôles revêtues, - les figures 2 à 5 détaillent les étapes d'un procédé de soudage selon l' invention, et - la figure 6 est un dispositif selon l'invention, mis en oeuvre pour effectuer un cordon  2s reference to the appended drawings in which: - Figure 1, previously described, is a sectional view of a stack comprising two coated sheets, - Figures 2 to 5 detail the steps of a welding process according to the invention, and - Figure 6 is a device according to the invention, used to make a cord

de soudure continu sur l'empilement de la figure 1.  of continuous welding on the stack of FIG. 1.

Dans les exemples ci-dessous, le dispositif est utilisé pour le soudage d'un empilement de deux tôles , 15 ayant chacune, conformément à la figure 1, une face galvanisée 12, 16, c'est-à-dire une face recouverte d'un revêtement de zinc ou d'alliage de  In the examples below, the device is used for welding a stack of two sheets, 15 each having, in accordance with FIG. 1, a galvanized face 12, 16, that is to say a face covered with '' a coating of zinc or

zinc.zinc.

L'épaisseur des tôles est par exemple de l'ordre de 0,6 à 2 mm et l'épaisseur de la couche de revêtement est par exemple de l'ordre de 8 à 12 m dans le cas d'application au domaine de la  The thickness of the sheets is for example of the order of 0.6 to 2 mm and the thickness of the coating layer is for example of the order of 8 to 12 m in the case of application in the field of

construction automobile.automobile construction.

Les deux tôles sont superposoes sans jeu vertical, de façon que les couches de zinc soient en  The two sheets are superposed without vertical play, so that the zinc layers are in

contact dans les zones à souder.contact in the areas to be welded.

Une soudure est réalisée conformément à l 'invention en deux étapes: une étape de préchauffage par induction, pour évacuer localement le ou les revêtement(s) de zinc, puis une étape de  Welding is carried out in accordance with the invention in two stages: a stage of induction preheating, to locally evacuate the zinc coating (s), then a stage of

chauffage par laser, pour effectuer la soudure.  laser heating, for welding.

Selon un premier mode de mise en oeuvre de s l'invention, on réalise un point de soudure sensiblement cylindrique. Pour ce mode de réalisation, les étapes de préchauffage et de  According to a first embodiment of the invention, a substantially cylindrical welding point is produced. For this embodiment, the steps of preheating and

chauffage sont détaillées sur les figures 2 à 5.  heating are detailed in Figures 2 to 5.

L'étape de préchauffage est détaillée sur les figures 2 et 3, la figure 3 étant une vue en coupe  The preheating step is detailed in Figures 2 and 3, Figure 3 being a sectional view

selon la ligne III-III de la figure 2.  along line III-III of Figure 2.

La source de chauffage à induction comprend un inducteur dont une partie active 2l est recouverte  The induction heating source includes an inductor, an active part 2l of which is covered

d'un concentreur de champ 25.a field concentrator 25.

L'inducteur est ici réalisé en cuivre. Il comprend essentiellement une partie active 21 et des pattes de fixation 23. Par souci de clarté, les pattes de fixation 23 n'ont pas été représentées sur la figure 3 afin de montrer plus clairement la forme  The inductor is here made of copper. It essentially comprises an active part 21 and fixing lugs 23. For clarity, the fixing lugs 23 have not been shown in FIG. 3 in order to show the shape more clearly

de la partie active 21.of the active part 21.

La partie active 21 de l'inducteur a la forme d'un tube de section rectangulaire de largeur ll et de hauteur hl. Sa longueur Ll est. dans l'exemple des figures 2 à 5, sensiblement égale à sa largeur ll,  The active part 21 of the inductor has the form of a rectangular section tube of width ll and height hl. Its length L1 is. in the example of FIGS. 2 to 5, substantially equal to its width ll,

par exemple de l'ordre de lO mm.for example of the order of 10 mm.

Les pattes de fixation 23 ont essentiellement pour rôle la fixation mécanique de la partie active 21 sur un outil (non représenté), et l'alimentation  The fixing lugs 23 essentially have the role of mechanically fixing the active part 21 to a tool (not shown), and supplying

électrique de la partie active 21 de l'inducteur.  the active part 21 of the inductor.

Le concentreur de champ 25 a une longueur sensiblement identique à la longueur L1 de la partie active 21 de l'inducteur. Sa section a une forme en U. de dimensions adéquates pour s'ajuster sur la partie active 21 de l'inducteur, afin de recouvrir totalement cette partie active 21. Le concentreur de  The field concentrator 25 has a length substantially identical to the length L1 of the active part 21 of the inductor. Its section has a U-shape. Adequate dimensions to fit on the active part 21 of the inductor, in order to completely cover this active part 21. The concentrator

champ 25 est réalisé ici en acier magnétique.  field 25 is made here of magnetic steel.

L'inducteur est alimenté par un courant électrique alternatif, circulant dans les pattes 23 et dans la partie active 21 de l'inducteur. Dans la partie active, les lignes de courant d'alimentation sont ainsi sensiblement parallèles à la longueur L1  The inductor is supplied by an alternating electric current, flowing in the legs 23 and in the active part 21 of the inductor. In the active part, the supply current lines are thus substantially parallel to the length L1

de la partie active 21.of the active part 21.

Ce courant crée, au niveau de la partie active 21, un champ magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculaires à la longueur L1 de la partie active. Le concentreur concentre dans les tôles 10, 15 à chauffer les lignes de champ magnétique créces  This current creates, at the active part 21, a magnetic field whose field lines are perpendicular to the length L1 of the active part. The concentrator concentrates in the sheets 10, 15 to heat the lines of magnetic fields

autour de la partie active 21.around the active part 21.

Les lignes de champ magnétique suivent ainsi, dans le concentreur 25, une trajectoire en forme de U selon la section du concentreur 25, elles passent notamment par l'une et l'autre des pointes 26, 27 du concentreur de champ 25. Les lignes de champ se referment ensuite entre les pointes 26, 27 dans les tôles 10, 15, selon une forme sensiblement en arc de cercle. Le champ magnétique crcé des courants de Foucault induits dans les tôles 10, 15, les lignes de courant induit étant sensiblement parallèle à la longueur de la partie active 21. Ces courants induits entraînent finalement un échauffement local des tôles, permettant la vaporisation locale des  The magnetic field lines thus follow, in the concentrator 25, a U-shaped trajectory along the section of the concentrator 25, they pass in particular through one and the other of the points 26, 27 of the field concentrator 25. The lines field then close between the tips 26, 27 in the sheets 10, 15, in a shape substantially in an arc. The magnetic field created by the eddy currents induced in the sheets 10, 15, the lines of induced current being substantially parallel to the length of the active part 21. These induced currents ultimately lead to local heating of the sheets, allowing the local vaporization of the

revêtements de zinc 12, 16.zinc coatings 12, 16.

La puissance électrique fournie à l'inducteur est de 20 à 30 kW et la durée du préchanffage est de  The electrical power supplied to the inductor is 20 to 30 kW and the duration of the pre-changage is

quelques centaines de millisecondes.  a few hundred milliseconds.

Après l'étape de préchauffage, une zone non revêtue est formée au niveau de l' interface entre les tôles 10, 15, de forme rectangulaire, de longueur L2 et de largeur 12, légèrement inférieures aux dimensions correspondantes L1, 11 de la partie active  After the preheating step, an uncoated area is formed at the interface between the sheets 10, 15, of rectangular shape, length L2 and width 12, slightly smaller than the corresponding dimensions L1, 11 of the active part.

21 de l'inducteur.21 of the inductor.

L'étape de chauffage illustrée sur les figures 4, 5 est réalisée après un temps déterminé après la fin de l'étape de préchauffage. La figure 5 est une  The heating step illustrated in FIGS. 4, 5 is carried out after a determined time after the end of the preheating step. Figure 5 is a

vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 4.  sectional view along line V-V in Figure 4.

Pour réaliser l'étape de chauffage, une source de chaleur 40 de type laser est utilisée qui permet le soudage à haute densité d'énergie selon un mode  To carry out the heating step, a laser type heat source 40 is used which allows high energy density welding in a mode

connu dit "key-hole".known as "key-hole".

Un faisceau d'énergie de la source laser 40 vient frapper la surface supérieure 11 de la tôle 10  An energy beam from the laser source 40 strikes the upper surface 11 of the sheet 10

sur une zone d' impact 41.on an impact area 41.

Un transfert de chaleur par conduction thermique de l'énergie fournie par le faisccau laser permet de fondre les deux tôles 10, 15 dans une  A heat transfer by thermal conduction of the energy supplied by the laser beam makes it possible to melt the two sheets 10, 15 in a

troisième zone 42.third zone 42.

S La troisième zone 42 a une forme sensiblement cylindrique dans l'axe du faisceau laser 51. Son diamètre D3 au niveau de l' interface entre la première tôle 10 et la deuxième tôle 15 est inférieur à la longueur L2 et la largeur 12 de la zone non  S The third zone 42 has a substantially cylindrical shape in the axis of the laser beam 51. Its diameter D3 at the interface between the first sheet 10 and the second sheet 15 is less than the length L2 and the width 12 of the no area

revêtue de zinc.coated with zinc.

Des informations complémentaires concernant la réalisation de cette étape de chauffage et ses avantages, les caractéristiques techniques de la source laser à utiliser, etc. sont détaillées dans la  Additional information concerning the performance of this heating step and its advantages, the technical characteristics of the laser source to be used, etc. are detailed in the

demande de brevet franc,ais n 2 798 084.  French patent application, ais n 2 798 084.

Après refroidissement, la troisième zone 42 constitue une soudure sans porosité et sa tenue  After cooling, the third zone 42 constitutes a weld without porosity and its resistance

mécanique est maximale.mechanical is maximum.

La figure 6 détaille un autre mode de réalisation d'un dispositif de soudage selon l'invention, particulièrement bien adapté dans le cas  Figure 6 details another embodiment of a welding device according to the invention, particularly well suited in the case

o un cordon continu de soudure 62 est envisagé.  o a continuous weld bead 62 is envisaged.

La source de chauffage par induction 40 et la source de chauffage laser 40 sont fixées sur un même 2s bras robotisé 60, susceptible de se déplacer. Un cordon de soudure est réalisé simplement en dépla,cant  The induction heating source 40 and the laser heating source 40 are fixed on the same 2s robotic arm 60, capable of moving. A weld bead is made simply in place, cant

le bras robotisé 60 à une vitesse appropriée.  the robotic arm 60 at an appropriate speed.

La source de chauffage laser est fixée sur une coulisse 61 asservie. Cette dernière permet de régler la distance entre la première source 20 et la  The laser heating source is fixed on a slider 61. The latter makes it possible to adjust the distance between the first source 20 and the

deuxième source 40.second source 40.

La source de chauffage par induction utilisoe ici comprend un inducteur dont la partie active (situse sous la pièce 25) a une forme parallélépipédique; la largeur ll de la partie active est choisie en fonction de la largeur souhaitée de la zone à dézinguer. La longueur L1 est ensuite choi sie en fonction es sent iel lement de la vitesse de déplacement du bras robotisé, et donc de l'inducteur 21, de la puissance de la source et des paramètres de chanffage souhaités (température,  The induction heating source used here comprises an inductor whose active part (located under part 25) has a parallelepiped shape; the width ll of the active part is chosen as a function of the desired width of the zone to be dezinced. The length L1 is then chosen as a function of the speed of movement of the robotic arm, and therefore of the inductor 21, of the power of the source and of the desired change parameters (temperature,

etc.).etc.).

Le concentreur de champ 25 a comme précédemment une forme en U. sa longueur est simplement ajustée pour que le concentreur de champ recouvre la partie active 21 de l'inducteur. Les pattes de fixation 23 fixent mécaniquement la partie active 22 sur le bras  The field concentrator 25 has, as before, a U-shape. Its length is simply adjusted so that the field concentrator covers the active part 21 of the inductor. The fixing lugs 23 mechanically fix the active part 22 on the arm

robotisé et assurent son alimentation électrique.  robotized and ensure its electrical supply.

Les lignes de champ magnétique crcées par la part ie act ive 2 2 et concentrées dans l es tôles par le concentreur de champ se déplacent en parallèle avec l'inducteur 21, à la vitesse de déplacement du bras 60. Les lignes de champ dans les tôles sont perpendiculaires à l'axe de la partie active 21 de l'inducteur. Après le passage de la source de chanffage à induction 20, une zone non recouverte ayant la forme d'une bande de largeur 12 est débarrassée de son revêtement de zinc, permettant ainsi le soudage lors  The magnetic field lines created by the part ie act ive 2 2 and concentrated in the sheets by the field concentrator move in parallel with the inductor 21, at the speed of movement of the arm 60. The field lines in the sheets are perpendicular to the axis of the active part 21 of the inductor. After the passage of the induction changer source 20, an uncovered zone in the form of a strip of width 12 is stripped of its zinc coating, thus allowing welding during

du passage de la source de chauffage laser 40.  of the passage of the laser heating source 40.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de soudage d'un empilement de tôles comprenant au moins deux tôles (10, 15) superposées dont l'une au moins est recouverte d'un revêtement métallique au moins sur sa face interne adjacente à l'autre tôle, le s dispositif de soudage comprenant: - une source de préchauffage (20), pour dégager une zone non recouverte par vaporisation locale du revêtement métallique et évacuation des vapeurs, et - un source de chauffage (40), pour souder l'empilement de tôles par fusion locale de chaque tôle dans une zone (42) comprise dans la zone non recouverte, le dispositif étant caractérisé en ce que la source de préchauffage (20) est une source de chanffage par induction.  1. Device for welding a stack of sheets comprising at least two superposed sheets (10, 15), at least one of which is covered with a metallic coating at least on its internal face adjacent to the other sheet, the s welding device comprising: - a preheating source (20), for releasing an area not covered by local vaporization of the metal coating and evacuation of vapors, and - a heating source (40), for welding the stack of sheets by fusion local of each sheet in a zone (42) included in the uncovered zone, the device being characterized in that the preheating source (20) is a source of chanffage by induction. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de préchauffage (20) comprend un inducteur comprenant une partie active (21) en forme de tube à section rectangulaire, une face de contact (24) de la partie active (21) de l'inducteur étant appliquée sur2. Device according to claim 1, characterized in that the preheating source (20) comprises an inductor comprising an active part (21) in the form of a tube with rectangular section, a contact face (24) of the active part (21 ) of the inductor being applied to une zone à préchauffer de l'empilement de tôles.  an area to be preheated from the stack of sheets. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'inducteur comprend également des pattes de fixation (23) pour connecter la partie active (21) et  3. Device according to claim 2, characterized in that the inductor also comprises fixing lugs (23) for connecting the active part (21) and l'alimenter par un courant électrique.  supply it with an electric current. 2s  2s 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 3,4. Device according to one of claims 2 to 3, caractérisé en ce que la source de préchauffage (20) comprend également un concentreur de champ magnétique (25) en forme de U. adapté pour recouvrir la partie active (21) de l'inducteur, la face de contact (24) étant  characterized in that the preheating source (20) also includes a U-shaped magnetic field concentrator (25) suitable for covering the active part (21) of the inductor, the contact face (24) being non recouverte par le concentreur de champ (25).  not covered by the field concentrator (25). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4,  5. Device according to one of claims 2 to 4, caractérisé en ce que la source de préchauffage (20) et la source de chauffage (40) sont fixces sur un même bras (60), le dit bras (60) comprenant également des moyens (61) pour régler la distance entre la source de  characterized in that the preheating source (20) and the heating source (40) are fixed on the same arm (60), the said arm (60) also comprising means (61) for adjusting the distance between the source of préchanffage (20) et la source de chauffage (40).  prechanging (20) and the heating source (40). 6. Procédé de soudage d'un empilement de tôles comprenant au moins deux tôles (10, 15) superposées dont l'une au moins est recouverte d'un revêtement métallique au moins sur sa face interne (12, 16) adjacente à l'autre tôle, le procédé comprenant les étapes suivantes: - empilage sans jeu des tôles, - préchauffage local de l'empilement pour dogager une zone non revêtue par vaporisation locale du revêtement métallique et évacuation de vapeurs formées, - chauffage pour souder l'empilement de tôles par fusion locale de chaque tôle dans une zone (42) comprise  6. A method of welding a stack of sheets comprising at least two superposed sheets (10, 15), at least one of which is covered with a metallic coating at least on its internal face (12, 16) adjacent to the other sheet, the method comprising the following steps: - stacking without play of the sheets, - local preheating of the stack to dogage an uncoated area by local spraying of the metal coating and evacuation of vapors formed, - heating to weld the stack of sheets by local fusion of each sheet in a zone (42) included dans la zone non revêtue.in the unpaved area. le procédé étant caractérisé en ce que, lors de l'étape de préchauffage, on réalise un préchauffage par induction.  the method being characterized in that, during the preheating step, an induction preheating is carried out. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour réaliser le préchanffage local, on applique, sur une zone à préchauffer de l'empilement de tôles, une face de contact (24) d'une partie active (21) d'un indUcLeur, ladiLe partie active (21) ayant une forme de7. Method according to claim 6, characterized in that, in order to carry out the local prechanging, a contact face (24) of an active part (21) d is applied to a zone to be preheated of the sheet stack. '' an inductor, the active part (21) having a form of tUbe section rectangulaire.tUbe rectangular section. 8. ProcAd selon la revendicatio 7, caracL6risA en ce gue pour rdaliser le prAchaUffage local, on applique galemenL un concenLreur de champ (25) en forme de G GUr la arLie active (21) de l'indUcteUr, poUr concentrer leG ligneG de champ magnAtiqUe cr66es au voiGinage de la partie active (21) danG 1'empilement de tales ar  8. ProcAd according to claim 7, characteristic in this regard to achieve local preheating, a field concenter (25) in the form of G GU is also applied to the active array (21) of the industry, to concentrate the field line G MagnaGe created in the vicinity of the active part (21) in the stack of tales ar l'intermAdiaire de la face de contact (24).  the intermediate of the contact face (24). 9. ProcAdA selon l'une des revendications 5 8,  9. ProcAdA according to one of claims 5 8, caractArisA en ce que, pour effectuer Un cordon continu de soudure, le procAdA est miG en oeuvre en Une GeUle passe d'Un bras (60) qUi porte 1'inducteUr pour raliser l'Atape de prAchaUffage et une source de chanffage 1aser  Characterized in that, in order to carry out a continuous weld bead, the procAdA is implemented in a single pass of an arm (60) which carries the inductor for carrying out the preheating step and a source of heat exchange (40) pour raliser l'6tape de chaUffage.  (40) to carry out the heating step. 10. [rocAdA selon la revendication 9, caract6risA en ce qUe, avant d'effectuer la passe, on effectue Un rAglage d'une distance entre l'inducteur eLla source de  10. [RocAdA according to claim 9, characterized in that, before performing the pass, an adjustment is made of a distance between the inductor and the source of