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Prooédé de fabrication de tubes soudés à la chaude soudante
La présente invention a trait à un procédé de fabrica- tion de tubes soudés à la chaude soudante.
L'un des objets de l'invention consiste à produire d'u- ne manière rapide et économique des tubes en acier et en fer soudés à la chaude soudanto d'une manière parfaite et présen- tant des parois .épaisses, de (façon à obtenir des soudures lis ses et impeccables, dont la résistance est comparable ou supé-
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rieurs à celle du tube lui-même.
Le procédé, objet de la présente invention, offre l'a- vantage particulier de produire, à un prix de revient peu éle- vé, des tubes soudés à la chaude soudante et à paroi épaisse et présentant les dimensions de petits calibres qui n'avaient été réalisées jusqu'ici qu'avec la plus grande difficulté at qui avaient donné peu de bénéfices ou occasionné aux fabricants des pertes très àmportantes.
Des tubes de ce genre comprennent des conduits utilisés pour la circulation de fluides, tels que : dela vapeur, de l'eau, de l'air, des gaz, etc...pour des installations domestiques et autres emplois analogues. Ces tubes sont généralement définis en indiquant la valeur de leur diamètre intérieur.
Le procédé dont s'agit convient parfaitemont à une fabrication extrêmement économique de tubes de calibres faibles et moyens, dont le dia- mètre intérieur varie entre 3 mm et 10 cm. -et dont l'épaisseur de la paroi oscille généralement entre 2,5 mm. environ et 6 mm. environ, bien que ces dimensions ne doivent/être considérées comme étant limitatives, puisque le procédé peut s'appliquer à la fabrication de tubes de dimensions plus importantes, si on le désire, et à des conduits en général, indépendamment du but dans lequel ils peuvent être utilisés.
Pour des buts commerciaux, des tubes soudés à la chaude soudante, du genre de ceux indiqués précédemment, ont été pro- duits presque entièrement par le procédé au four. Conformément à un mode de mise en oeuvre de ce procédé, des bandes de métal, battues de façon à être planes et ayant une longueur limitée, sont entraînées, après avoir été chauffées dans un four légero ment au-dessus de la température de soudure, à travers un moule ou gabarit ou à travers une succession de ces appareils,à l'in- térieur desquels la bande de métal prend une forme tubulaire et où ses bords sont rapprochés l'un de l'autre et réunis après application d'une forte pression.
Suivant ,une variante de mise
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.en oeuvre du procédé, des laminoirs ont été utilisés pour for- mer et souder des tubes en partant de bandes de métal chauffées à l'intérieur du four; il est également bien connu de reoour-
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bar ces bandes dd faon à lour doiiiiur lu. forma d'un U ou d'un tube non fermé, et ce avant de les introduire à 1'intérieru du four. Un procédé continu de fabrication des tubes soudés a éga- lement consisté à déployer une bande métallique plane ayant une longueur illimitée,à la fairepasser dans un four où elle est chauffée progressivement jusqu'à la température de soudure, puis à la faire passer dans des laminoirs qui lui donnent la
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forme voulue ut où lus tubea formus sont uoudou.
Au lieu de chauffer, à 1'intérioe du four, le métal jusqu'à la température ou au-dessus de la température à laquel- le les bords de ce flan métallique se trouvent réunis après l'application d'une pression, il est également connu de ohauf- fer, à l'intérieur du four, et à une température plus basse, ce flan métallique et à diriger u courant d'air ou d'oxygène sur les bords de ce flan, avant que ces derniers soient pressés 1'un contre l'autre. De cette manière, la température des bords du flan peut être suffisamment élevée pour que les dits bords soient réunis par la seule application d'une forte pression, mais aux dépens du métal lui-même, l'augmentation de températu- re étant due à l'oxydation rapide qui s'est produite.
Ue procé- dé, bien entendu, est délicat et les soudures ainsi réalisées sont susceptibles de ne pas offrir une sécurité absolue.
Dans les tubes soudés à la chaude soudante suivant l'un des procédés précités, les soudures réalisées sont obtenues par adhérence, ainsi que le met en évidence le fait qu'une soudure de ce genre, après sa rupture, fait apparaître généralement la surface originaire du métal.
Alors que ces procédés de fabrication ont été réalisés
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atti' uno 6LJ!lQllo llttb uu UlU1UQ t'C:Ul<.1g <.10.111;1 Ù.;.rr61'Q11.Lo;j imnLa,lla- tions, il ressort généralement de lexamen de ces procédés que
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les soudures ainsi produites ont, vraisemblablement, l'inoonvé- nient non seulement d'être loin de présenter une résistance ab- solue, mais encore de risquer d'offrir beauooup d'imperfections.
Le point de fusion du fer ou de l'acier est l'un de ceux qui n'existent qu'entre des limites strictes de température et il est par puits, nécesaire pour l'opérateur de vérifier avec exactitude, par l'aspect que présente le métal, la température à laquelle-se trouve ce dernier au moment où il sort du four avant d'être envoyé dans le gabarit ou les laminoirs. Si la tem- pérature de ce métal est un peu trop basse, les bords du tube métallique ne se réuniront pas, quelle que'soit la pression ap- pliquée, tandis que, si cette température est un peu trop éle-
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v6ti, 1' ,oier ue trouve brÜl6, ou, a'il n ' ueb pua brûlé, il est souvent suffisamment mou pour se ployer à l'intérieur du- gabarit ou laminoir.
Les bords du tube ne se trouvent souvent pas sui- vant le même alignement et l'intérieur du tube peut présenter une grande quantité de bavures. Une erreur dtappréoiation dans la température du métal, erreur qui se produit souvent, peut avoir pour conséquence de faire manquer l'opération de soudure et donne lieu à la production d'une grande quantité de déchets de tube;.
Dans le cas habituel où l'on ne dirige pas un oourant d'air ou d'oxygène sur les bords du flan métallique, lorsque ce dernier sort du four, la pièce de métal, qu'elle soit plane ou reoourbée, peut être'suffisamment chauffée, à l'intérieur du
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(tout, u..doilJ1u, do lu, touiporaturu d4il Boudura pour provoquer usa grande perte de chaleur avant que se produise la soudure vérita- ble, Une grande quantité de tubes ainsi fabriqué)) est brûlée à un point tel que le métal se trouve fortement affaibli et que les tubes ne résistent pas à une cubure
Dans les prooédés ordinaires de'soudure au four et aveo application d'une pression,
il est d'usage courant de réchauffer
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le tube soudé et de le faire repasser une ou plusieurs fois à travers les gabarits ou les laminoirs afin de resserrer le mé-. tal et d'augmenter la résistance de la soudure. Ces opérations de réchauffage et de passages répétés des tubes dans les lami- noirs augmentent naturellement le prix de revient du produit.
La température à laquelle le métal est chauffé a pour conséquence de rendre ce métal susceptible d'être attaqué par l'oxygène de l'air au moment où il sort du four,, s'il n'a pas été déjà oxydé à l'intérieur de ce dernier, et la présence doxy de constitue toujours un obstacle à la soudure au marteau ou par pression.
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Le Chalumeau oxy-.wotylqn3lue a lL6 UL11106 !lU!' unau 1.:1..1.'- ge échelle pour la soudure par fusion de joints longitudinaux de tubes ayant de faibles dimensions et dont les parois sont min- ces si on les compare au diamètre des tubes ; il a été égale- ment utilisé pour la soudure de joints d'éléments tubulaires particuliers, mais le prix de revient du procédé a été prohibi- tif si on le oompare à celui du procédé au four pour la soudure de tubas de fabiels dimensions et de parole épaisses par rap- port au diamètre de ces tubes.
Des produits de ce genre doivent être fabriquée en grande quantité pour être vendus à un prix peu élevé et la vitesse linéaire de la soudure au ohalumeau oxy- aoétylénique, telle qu'elle est pratiquée jusqu'ioi, est beau- coup trop lente dans le cas de son application à des tubes à parois épaisses. Des soudures au chalumeau oxy -aoétylénique,
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lor"qu'11e" acat rQBlig6aQ oonvonaUlnmont, sont très avantageu- ses paroe que les éléments se trouvent véritablement fondus en- semble et réunis d'une manière résistante et homogène, contrai- rement à ce qui se produit dans le cas de la soudure par adhé- renoe obtenue par le procédé au four et parce qu'elles ne sont pas des soudures fragiles, comme le sont les soudures électri-
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quai.
En outre, alors que, dmna les proo6cl6o o.t'dlllt.,.l.l'Olil au four, il se produit Vraisemblablement des défauts en un ou plu-
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sieurs pointe où les bords des tubes se trouvent réunis à propre ment parler, ce qui nécessite l'abarbage d'une grande partie du produit, le procédé au chalumeau oxy-acéthylénique offre une cer-tiue beaucoup plus grande d'obtenir une soudure parfaite parce qu'il ne dépend pas du chauffage du flan métallique ou du tube non fermé jusqu'à une tmepérature critiqua à l'intérieur du four, puis de l'application sous l'action d'une forte pres sion des bords du, tube pour obliger ces derniers à se trouver réunie, et parce que ltopération de soudure est visible et ai- sée à contrôler.
Le but de la présente invention est d'atteindre des vitesses linéaires élevées de soudure et une consommation très
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modérée de gaz, par suite una grW1.dt:l éoonomia dc.c.W la lJl."oo6ù6 de soudure, si l'on compare ce dernier à ce qu'il était possible d'obtenir jusqu'ioi pour ce genre d'articles par la soudure au chalumeau oxy-acétylénique Si l'on compare l'invention au procédé habituel au four, un point important réside dans l'élimi nation presque totale des rognures de métal qui représentaient une dépense, dans l'obtention de soudures plus résistantes et meilleures et dans la fabrication de tubes plus robustes et plus parfaits.
Ces résultats et oes avantages sont obtenus en dirigeant sur le flan métallique, lorsque ce dernier se déplace à une vitesse considérable à 1'hintérieu d'un four ou d'une atmosphère chaude, la plus grande partie de la chaleur sensible nécessaire pour réaliser la soudrue puis en introduisant, entre les broda du tube et les parties voisines de métal, de chaque côté de la jointure, et ce à l'aide d'un chalumeau ôxy-aoétylénique ou de tout âutre appareil envoyant le mélanga d'oxygène et de gaz combustible à une température élevée, un supplément suffisant de ohaleur arrivant progressivement,
d'une manière ininterrompue et rapidement pour faire fondre ensemble oe régions métalliques
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qui se ramollissent en s'étendant et en pénétrait dans l'épais- seur du métal suivant une largeur suffisante. On peut obtenir,de cette manière, une soudure par fusion supérieurs se produisant être aussi vite que le métal peut/chauffé dans le four, et un tube plus parfaite en raison de la bonnepénétration qui s'est réa- lisée et parce que la soudure ne se voit qu'à peine extérieure- ment et qu'aucune bavure ne se produit intérieurement si les conditions dans lesquelles évolue l'opération sont convenable- ment réglées et aussi parce qu'il est très probable qu'il ne se produit pas une combustion du métal .
La qualité de la soudre réalisée et la pénétration parfaite du métal des bords du tube sont le contraire de ce que l'on pourrait attendre d'opérations menées à grande vitesse avec des tubes dont la paroi présente l'épaisseur envisagée. Ce résultat peut être attribué au fait que le métal solide, qui s'est ramolli, se trouve déjà porté à une température si voisine de colle de la fluidité du métal qu' au moment où se produit la soudure, la perte de chaleur par con- duction est fortement réduite et, qu'également l'état de fusion subsiste suffisamment longtemps pour que l'on soit assuré que la soudure sera menée à bonne fin et se produira sur une car- tain$ largeur.
Directement au-delà de la région où s'est produite la soudure, en un point où la. soudre 4déjà été réalisée en cou- lant des parties en métal fondu en contact l'une avec l'autre le tube est soumis à une pression modérée qui s'exerce transver- salement à la soudure afin d'améliorer cette dernière et d'ame- ner le tube à être absolument rond.
Cette opération est aooom- pagnée par une certaine réduction du diamètre du tube, le métal à l'intérieur de la soudure étant encore un peu plastique à l'endroit où s'est exercée la compresion Le tube ;soudé pusse ensuite dans des laminoirs de calibrage et le produit se trouve alors terminé, si ce n'est qu'il reste à le couper en longueurs
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de dimensions désirées.
En fait, le procédé est continu, un tube après l'autre passant successivement dans les régions où ces tubes se trouvent chauffés et soudés. Alors qu'il est préférable d.'opérer avec des pièces métalliques recourbées ou des tubes ouverts à l'endroit du joint ayant des longueurs déterminées à l'avance, le procède déorit comprend également les opérations réalisées aveo un flan métallique plan ou des bandes planes de longueur illimitée aux- quelles on donne une forme tubulaire au moment où elles sortent du four et avant de les soumettre à l'opération de soudure, auquel cas, le métal qui vient de recevoir une forme tubulaire peut tre amené dans un espace étroit où il est réchauffé, si on le désire,
juste avant qu'il ne vienne au contact de la lame provoquant la soudures Le procédé oomprend également le fait de donner à un flan métallique plan une forme tubulaire no. fermée au cours d'un rpooédé continu et avant d'introduire ce flan dans le four.
Dans le cas de la soudure par fusion au chalumeau oxy- aoétylémique pour des tubes à parois relativement minces, ayant une faible longueur et présentant une forme spéciale effilée, il est connu de soumettre les flan@ métalliques à un chauffage préalablement modéré. Ce procédé fait l'objet du brevet américain. du 23 jullet 1918, No 1.273.502, au nom de Mr. Frank Kritz, bre- vet qui comporte un petit four faisant partie ou s'ajoutant à l'appareil déterminant la soudure des tubes.
La température à laquelle est effectué ce chauffage préalable dans l'appareil dont il s'agit facilite, dans de grandes proportions, la soudure de la matière utilisée et économise une certaine quantité de gaz, mais, pour les buts envisagés dans la présente invention, ces résultats ne présentent pas d'importance.
Dans le cas de la soudure de tubes 'par le procédé de fuson au chauea oxy-acétylénique la tempêteure Rlevée
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de la flamme qui détermine un chauffage localisé offre toujours toute sécurité autant qu'on a pu le oonstater, afin de réaliser pratiquement toute l'opération oonsistant à chauffer le métal jusqu'à sa température de fusion aussi bien qu'à provoquer la fusion de ce métal.
Contrairement à ce qui se passe dans le cas de la mise en oeuvre du procédé précité, l'opération de soudure de tubes à parois épaisses, qui est envisagée dans la présente invention, consiste à chauffer le flan métallique ou le tube, auquel on a donné préalablement la forme ciroulaire aveo une ouverture à l'endroit de la jointure, au-dessus de la température du rouge vif ou un peu en-dessous de la température de fusion, et ce à l'aide de la chaleur du four, puis, au moyen d'un groupe de chalumeaux oxy-aoétyléniques ou utilisant de l'oxygène et tout autre gaz combustible porté à haute température à diriger, sur un point déterminé et très rapidement,
uniquement la quantité de ohaleur supplémentaire nécessaire pour déterminer la fusion des régions désirées et l'union intime des parties fondues? Il ne serait pas désirable de chauffer, à l'intérieur du four, le flan métallique pour le porter dans le voisinage du point de fusion et d'ajouter uniquement la chaleur latente de fusion à l'aide des jets de flammes à haute température, d'abord en raison du danger de combustion, et, ensuite en râison de la difficulté de la manipulation des tubes métalliques, l'acier
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n'ôtant pai oouuno la glaoo ot no prGSOl1ttUlt pas un ohH-Ëmnt brusque d'état physique en passant de l'état solide à l'état liquide,, mais offrant des étapes des transition en passant par différents états dans lesquels il devient de plus en plus plastique.
A titre d'exemple de mise en oeuvre pratique du procédé des résultats excellents ont été obtenus lorsque le flan métallique sort du four à une température voisine de 1100 C , Il est préférable de ohauffer la métal dans un four dans
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lequel l'atmosphère ou les gaz au contact desquels se trouve le métal ne sont pas oxydants. Ensuite, en raison de la rapidi- té aveo laquelle le métal passe de la sortie du four au contact de la flamme des chalumeaux déterminant la soudure et de l'at- mosphère réductrice de protection des gaz de la flamme de ces chalumeaux, on obtient une soudure ne contenant pas d'oxyde.
En-chauffant des pièces métalliques entre des limites élevées de température avoisinant la température de fusion, tout en restant suffisamment au-dessous de cette dernière, la vitesse linéaire de soudure qu'il est possible d'atteindre à l'aide d'un chalumeau oxy-aoétylénique peut être augmentée considérablement au-delà de ce qu'il était possible d'obtenir soit sans chauffage préalable au four, soit avec un chauffage préalable modéré seulement.. En même temps, la profondeur, la largeur et la résistance de la soudure peuvent être augemtées bien que la consommation d'oxygène et de gaz combustibles soit très faible.
Dans ces conditions, il est uniquement nécesaire d'u- tiliser un four suffisamment long pour que le passage du mé- tal dans ce stade du procédé dure un temps suffisant, ou, autre- ment, pour que 1'o soit assuré que le métal a été porté à la température élevée nécessaire avant qu'il ne sorte du four, et ce à la vitesse à laquelle il est déplacé.
Comme la puis- sance du ou des chalumeaux soudeurs et les quantités de gaz
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qu'il 6btl,it, pOI IIOI;1.b].c; da brûlai* o01.tlabitutl.lcn,t jua'iu'ioi loe facteurs qui limitaient la vitesse à laquelle était effectuée la soudure, la présente invention transfère au four la charge de chauffer fortement le métal et on a établi que le chalumeau peut souder le tube dans des conditions économiques et aussi rapidement que le four peut chauffer ce tube:. et ce avec une consommation de gaz qui, pour chaque élément,, décroît lorsque la vitesse augmente.
Conformément au mode préféré de mise e oeuvre de
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1'invntion on réalise d'abord u tube à paroi épaisse et ouvert à l'endroit du joint; ce tube est coupé en éléments aussi longs que le permet leur manipulation, 15 mètres ou plue de préférence. Ces longueurs sont bien plus importantes que ne le permettait l'emploi du procédé habituel du four.
En partant de flans métalliques plans ou de bandes de métal et en leur donnant une forme tubulaire en les faisant passer,à froid ou à une température peu élevée, dans des laminoirs à plusieurs cylindres, on peut obtenir des tubes parfaits, ouverts à l'en- droit du joint et dont les bords correspondent exaotement les une avec les autres pour être ensuite amenés bout à bout et
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âtre soudés tfrls/;ll.l1bl. lli1 outra, la roi-iiij tubuleluo du osa piu- oes métalliques convient très bien pour leur manipulation et leur passage à l'intérieur d'un long four.
Ce passage de tubes ouverts suivant leur joint à l'in- térieur du four peut être effectué aisément à la main sans nécessiter aucune adresse particulière de la part de l'opéra- teur, puisque la vitesse exacte ou l'uniformité de déplacement
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dos 614monte métalliques à l'intérieur du four no prusontant pas une importance essentielle et puisque, après l'introduction du premier tube entre les cylindres de l'appareil déterminant la soudure, la vitesse à laquelle chaque tube est introduit successivement par l'opérateur est réglée, pour ce dernier, par la vitesse à laquelle le tube précédent a été entraîné' par le dit appareil soudeur;
en d'autres termes l'ouvrier pousse à l'intérieur du four chaque élément métàllique de façon à lui faire suivre immédiatement l'élément qui se trouve devant lui et il ne peut pas pousser cet élément plus rapidement que ne le permet le déplacement de l'élément précédent. Il est dé- sirable de ménager des guides dans le four de façon que les éléments métalliques successifs se déplacent suivant un même alignement. Bien entendu,, des dispositifs mécaniques pourraient être prévus pour 1'-introduction et l'entraînement à l'intérieur
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du four de tubes métalliques jusqu'au moment où ces derniers sont saisis et entraînés par l'appareil soudeur.
En quittant le four, les tubes fortement chauffés passent entre les cylindres d'un appareil à soudre au chalumeau oxy- acétylénique, un cylindre présentant une nervure guidant les tubes pour les amener sous le ou les chalumeaux. Ces derniers dont du genre de ceux qui dirigent sur l'objet une flamme ou un groupe de flammes sortant de multiples jets répartis sur une certaine distance le long du tube à souder; ces flammes viennent lécher les tubes de préférence transversalement par rapport à aux de telle façon que lesjeté, portée à une température éle vés frappent le métal un peu en'arrière des bords des tubes, comme o'est le cas dans le brevet anglais No 162.431 de Mr.'S.
Peroival et des brevets délivrés au'nom de la Société dite ; Davis Bournon-ville Company en Belgique, sous la No 285.241, en Franco sous le No 510.712 et en Allemagne sous le No 354.397.
Les cylindres de la dernière série de l'appareil sont destinés et réglés de façon à servir de cylindres calibreurs.
Le mode de réalisation de l'invention est 'représenté, schématiquement à titre d'exemple, sur les dessins ci -annexés, dans lesquels:
La figure 1 est une vue, partiellement en élévation laté- rale et partiellement en coupe verticale, de-l'appareil utilisé dont les parties intermédiaires ont été supprimées.
La figure 2 est une vue en plan, faite à plus grande échelle, d'une partie de l'appareil, le-tube à souder étant représenté au cours des différents stades des opérations du procédé dont-s'agit sur les deux figures.
Le chiffre 2 désigne un four dont la section est faible, mais dont la longueur est très importante, de préférence douze mettras ou plue. Le four peut être chauffé soit au gaz soit à l'huile, un beo de gaz étant représenté en 3. Les,tubes métal, liques à souder à sont déplacés de préférence dans une zone 4
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du four, dans laquelle ils ne sont pas en contact avec la flamme.
-Aux extrémités opposées du four, sont ménagés de petits orifices 5 et 6 pour l'entrée et la sortie des tubes et, comme le four n'a pas à être ouvert, on peut y maintenir à l'intérieur une atmosphère constante sensiblement non oxydante. Si on le désire, un gaz réducteur peut être admis dans le moufle 4ou, si le four ne comporte pas de moufle, une atmosphère de gaz inertes peut ê- tre créée par le calibrage approprié du four et par le réglage de la combustion.
Près de l'avant du four, c'est-à-dire dans le voisinage de l'orifice de sortie 6, est installé un appareil à souder au
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chalumeau oxy-cétyléniqua, cet appareil 7 oomprenant deux oy lindres 8 montés sur des axes horizontaux, deux cylindres 9 mon- tés sur des axes verticaux et deux cylindres 10 montés sur des axes horizontaux. Tl est bien entendu que tous ces cylindres peuvent être entraînés par une force motrice quelconque Le cylindre supérieur du premier jeu de cylindres 8 est fendu et présente une mince nervure de guidage 11 qui pénètre dans l'ou- verture du tube non fermé, au moment où ce dernier s'appreoche des chalumeaux oxy-aoétyléniques qui vont le chauffer et le souder.
La flamme sort de l'extrémité 12 àjets multiples d'un chalumeau 13 qui est supporté de manière appropriée au-dessus du tube qui se déplace,
Le groupe de jets o qui forment l'extrémité du chalu- meau préoité, se répartit le long du tube à souder sur une dis-.
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tunoa d'onviron quinzu oOllti1l!Ot.r"uf) ou plus, do pr6forunoe, et est monté transversalement par rapport à ce tube comme dans le cas du brevet anglais préoité No 162.431;
le dit groupe de jets de flammes est destiné à porter rapidement à la température de fusion, principalement par chauffage indirect oupar rayonnement, les bords du métal qui ont été fortement chauffés et les parties voisines du tube qui se déplace rapidement et à donner naissance
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à une partie allongée et pâteurse d se métal fondu s'étendant sur quelques oentimètres de la longueur du tube suivant lesquels les bords de oe dernier se trouvent en contact, Des deux côtés du joint du tube ainsi porté à la température de fusion, ces parties du tube se'réunissent, en assurant une union intime et homogène des bords du tube, laquelle, par un réglage approprié, peut être amenée à former le prolongement de l'épaisseur de la paroi du tube de façon à ne présenter extérieurement ou intérieurement ,
que peu ou prou de crevasses et, d'autre part, que peu ou prou de saillies à l'intérieur du tube, saillies qui s'opposeraient à la circulation du fluide lors.que le tube terminé serait uti- lisé, La soudure qui est produite est à peu près aussi large, en haut, que l'épaisseur de la paroi du tube'et se termine en s'effilant vers le bas.
Au lieu d'utiliser un seul chalumeau à jets multiples, on peut insler en tandem deux ou plusieurs de ces chalumeaux.
Le dernier des jets provoquant la soudure des tubes se trouve près, mais en arrière, de la circonférence des deux oy- lindres 9 et la surface de chauffage intense s'étend depuis ce point vers l'arrière aussi loin que cela peut être nécessaire
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pour /:a.IIIGj1'1li1r le tn6tr1 c la. t,;lIpf.1ra.tu1'Q de; fusion et pour datartoi** ner la oréation d'une partie fondue qui forme la soudure. Pour plus d'uniformité, les expressions "avant", "devant", "arrière" et "derrière" et des termes analogues sontutilisés dans un sens tel que "avant" ou "devant" veut dire en avant suivant la di- reotion du déplacement du tube,'tandis que "arrière" ou "derriè- re" signifie plutôt en arrière vers un point dont s'éloigne le tube en se déplaçant.
Les cylindres 9 exercent une pression sur le tube en un point où le métal fondu s'est solidifié et où la soudure a déjà été réalisée, tout en étant encore un peu plastique. Le rôle de ces cylindres 9 réside dans le fait qu'ils obliaen les borda
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du joint du tube à venir l'un contre l'autre ou tout pros l'un
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da l'autre, là où la noudura ost 1'8alil;j.j1;l tlt, 1wluédiatewoen< aprde, qu'ils exercent sur la soudure en action assez importante et une pression suffisante pour éliminer ou faire disparaître pratique- ment toute dépression à la partie supérieure du tube.
On ne re- cherche pas particulièrement une soudure renforcée, mais, s'il se produit quelque renforcement, ce dernier ne constitue pas un inconvénient et se trouve sensiblement éliminé lorsque le tube est saisi par les cylindres 10 qui sont installés et réglés de façon à servir de cylindres qui terminent et qui oalibrent le tube.
Au moment de son passage entre ces cylindres, le tube soudé b diminue de diamètre, de sorte que, lorsqu'il'sort de l'appareil et qu'il se refroidit, il présente le calibre désiré.
Les bandes métalliques, qui sont recourbées de façon à affecter une forme tubulaire non fermée et qui sont soudées ensuite, sont légèrement plus larges que ne le comportent les dimensions requises à la fin de l'opération, et ce afin de permettre une légère perte de diamètre résultant de la fusion et de l'union des deux bords opposés du joint du tube, puis de la compression de la soudure de façon qu'on soit assuré d'obtenir la section désirée et les proportions voulues.
Dans le mode particulier de mise en oeuvre de l'invention qui est représenté, les bandes de métal reçoivent, dans des la- minoirs appropriés, la forme de tubes recourbés ouverts à l'en- droit du joint, sont déooupées à une longueur aussi importante que le permet la manipulation ultérieure du tube, mais il n'est pas nécessaire de réaliser ces conditions dans tous les cas.
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Un olotuaut tubulalno moL L el 61J I 0.0 (j en bout, à 11. lIIo.i1'1 ou par tout autre dispositif, tout en restant sur des supports ap- propriés 14 et son extrémité avant est introduite par l'orifioe arrière 5 du four. A l'intérieur de ce dernier le tube s'avance àune vitesse plus ou moins uniforme jusqu'à ce que son extrêmi-
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té avant sorte de l'orifioe 6; il est alors salol par les oylin- dres de l'appareil soudeur par lesquels il est entraînée la ner- vure 11 des cylindres 8 guident exactement les borda non fermés' du tube par rapport à la position des jets de flammes provoquant le chauffage et la soudure des dits bords.
Le tube soudé s'échap- pe de l'appareil lorsqu'il est complètement terminé et qu'il ne nécessite plus que son sectionnement suivant la longueur re- quise.
Un élément tubulaire 15 effilé vers son extrémité avant., peut être prévu defacn à faire'saillie par rapport au four au, tour de l'orifice de sortie 6. Un élément de ce genre sert de guide pour aider au déplacement approprié des tubes vers la pre- mière série de cylindres de l'appareil soudeur et protège éga- lement ces tubas du contact avec l'atmosphère ambiante dans l'intervalle compris entre l'extrémité du four et l'appareil soudeur.,
Les extrémités des tubes qui passent successivement dans l'appareil peuvent être bien soudées ensemble de telle manière que lorsque le premier élément du tube a traversé le four, l'ouvrier, placé à l'extrémité arrière de ce four, peut être relevé de son
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oblign/ton de I1o\wnm' les âl6mrni.o 0. tra,vrrp le four. ,1!:
n.f!i.n, dans le but d'éviter d'exercer des efforts sur les tubes lorsqu' ils sont chauffés dans le four à une température élevée, un dis- positif mécanique peut être installé à l'arrière du four pour assurer l'entraînement synohrome des éléments par rapport à l'effort exercé sur ces éléments par l'appareil Boudeur*
On donne au four une longueur telle que les éléments de ,le tubes qui traversant à la vitesse voulue peuvent être chauffée progressivement jusqu'à la température élevée appropriée pen dant le temps nécessité par le passage de chacun fes tubes de- puis l'entrée jusque la sortie du four:
Par exemple si un tour a une longueur d'environ douze mètres et si, à 1l sortie du foru,
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le métal à été porté à une température voisine de 1100 C des tu- bes à parois épaisses peuvent traverser le four à des vitesses comprises entre douze et quinze mètres à la mnute et peuvent être soudés à ces vitesses, bien que la consommation d'oxygène et d'a- très céthylène soit modérée, le produit obtenu à la sortie de l'appa- reil étant de qualité supérieure? Sans l'emploi d'un four, mais avec la même oonsommation de gaz par unité de temps la vitesse linéaire de soudure pour des tubes analogues serait d'evir 45om par minute.
La vitesse la plus élevée que l'on sait avoir atteinte dans le cas de la soudure par fusion oxy-aoétylénique de tubes du genre précitée alors que le chalumeau avait pour rôle de fai- re tout le travail et que de grandes quantités de gaz étaient brûlées, est d'environ 1 mètre à la minute.
Le terme "éléments de tubes" a été utilisé dans le sens général de bandes planes ou recourbées ou de tubes ouverts à l'endroit du joint et à l'aide desquels on forme le tube soudé.
Par comparaison avec le procédé habituel de soudure de tubes au chalumeau oxy-acéthlénique le procédé faisant l'objet de la présente invention permet de régler mieux, et dans des conditions plus parfaites, le chauffage du joint du tube jus- qu'à la température de soudure., parce que le chauffage préalable auquel a été soumis le tube enlève au métal toute tendance à jouer. La perfection obtenue dans la soudure et l'absence de défauts au niveau des bords soudés présentent un avantage oonsi- dérable pour le filetage ultérieur du tube ou pour toutes autres opérations auxquelles pourrait être soumis le tube soudé. D'une façon générale, le procédé quivient d'être décrit permet d'obte- nir des produits parfaits en partant d'une matière première dont le prix de revient est le plus bas.
On connaît également le prooédé décrit dans le brevet amérioain du 21 octobre 1913 No 1,076.641, au nom de Mr Gustav Ostermann, procédé qui, comme celui faisant l'objet du brevet
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américain précitô oI2'ï3a502 comporte un petit four combiné
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avec un appareil soudeur.
Dans le brevet No 1.076.641, le tube à souder doit être chauffé "à une certaine température qui ne doit pas être trop élevée", c'est-à-dire au rouge sombre, tem- pérature qui est trop basse pour le procédé objet de la présen- te invention, lequel est tout à fait différent du procédé de soudure décrit dans le brevet No 1.076.641:
en effet, dans ce dernier, la flamme du chalumeau, qui ne comporte évidemment
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qu'un nil1l];11Q j jat, 41 pour rôle d'agir sur ait entra 7.a broda du tube au moment ou ceux-ci sont maintenus à une certaine distance l'un de l'autre,$ ce qui rend ces bords pâteux ou au plue ce qui produit seulement un état de fusion superficielle, la soudure étant réalisée ensuite en pressant les bords l'un contre l'autre, Le procédé objet de la présenta invention n'exclut pas cependant la possibilité d'utiliser une modification connue du procédé de soudure par fusion dans lequel les régions des borde du tube sont soudées par le jet de flammes à température élevée avant d'amener en contact réel les dits bords,
l'opération de soudure étant conduite de façon que le métal fondu s'écoule et déborde à travers le court espace ménagé entre les deux bords du tube.
Dans ce cas, l'opération de fusion peut être poursuivie au moment où les bords vont être rapprochés d'une autre manière l'un de
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lcLuLrv ou bien la rJourlu.t'1aI jtou4 sure ràmlio6e Qaticsiwu:ttt 1Jo.1' le débordement et le mélange des parties fondues, la soudure étant ensuite comprimée jusqu'à ce qu'elle atteigne une épais- seur suffisante.
Un caractère important de l'invention découlant du pro- oédé décrit réside dans le fait que des gaz non brûlés envelop- pant la flamme de soudure, gaz qui sont riohes en hydrogène ou en oxyde de carbone (dans le cas de la flamme oxy-écétylnique on obtient plus particulièrement le premier de ces gaz), pénè- trent dans le joint non fermé du tube, dans le voisinage immé diat du point où s'est faite la soudure, et remplissant l'inté- rieur de ce joint dans lequel ils s'écoulent suivant deux direo-
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tions parallèles au plan des bords soudés. Les gaz traversent la
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partie soudée du tube Bu:ivl1.nt 1/x diruotinn du dpll1oarnfjnt du tube et brûlent au moment où ils s'échappent par l'extrémité avant de ce tube.
Ces gaz désoxydants agissent sur toute la surfaoe inté- rieure du tube qui a été chauffé à une haute température et sou- dé, entraînant les pailles et l'oxyde qui ont pu se déposer et laissant brillante et nette la surface du tube.
Une partie de ces gaz réducteurs, qui traversent le tube non fermé dans le four, peut servir à produire ou contribuer à produire une atmohère non oxydante ou réductrice à l'intérieur du four.
REVENDICATIONS.
1 Procédé de fabrication de tubes à paroi épaisse
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soudas 0. la chaude 8oudu.n.te oonaiotlJJ1t à ohuufffol1' le flun du métal jusqu'à la température du rouge vif à l'intérieur d'un four d'une certaine longueur, puis, lorsque ce flan se déplace à une vitesse considérable,à diriger, au moyen d'un groupe de chalu- meaux produisant une'forte température, une quantité suffisante de chaleur supplémentaire sur les bords contigus et sur les par- ties métalliques adjacentes de part et d'autre du joint pour sou- der le métal sur toute son épaisseur, et provoquer le mélange des parties fondues du métal.
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