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Procédé de fabrication de tuyaux soudés.
Dans la présente invention, il s'agit d'un procédé par lequel il est possible, en réunissant divers détails connus pour la fabrication de tuyaux, de fabriquer de manière continue des tuyaux soudés à rapprocyhement pa.r pression, tels qu'ils sont produits dans les machines enrouleuses, qui ne sont chauf- fés à la température soudante que le long du joint longitudinal à souder.
La fabrication continue de tuyaux dont le joint à souder est seul chauffén'est connue actuellement que pour destuyaux soudés à rapprochement. On connaît pour cela des machines 'en - rouleuses de tuyaux dans lesquelles des tuyaux de diamètre re - lativement faible, en particulier à parois minces, sont enrou-, lés sur un mandrin. Dans la soudure au feu, il est déjà d'usage de presser à rapprochement l'un contre l'autre les bords chauf- fés de la bande par des rouleaux disposés latéralement. Une soudure à recouvrement de ce genre effectuée de manière continue
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n'existe pas encore. pour une soudure longitudinale à recouvre- ment, on ne connaît que la confection de tronçons par les mé - thodes de la soudure au gaz à l'eau (martelage ou analogue) et de la soudure à recouvrement au feu (laminage).
Dans les deux procédés, il s'agit, contrairerent à ce qui est le cas dans la soudure par fusion, d'une véritable soudure par pres - sion ; mais ces procédés sont, au surplus, essentiellement différents l'un de l'autre. Dans la soudure au gaz à l'eau,le joint à recouvrement est chauffé localement par tronçons au moyen d'une flamme de gaz à l'eau et ensuite soudé par pression sur une enclume au moyen d'un marteau ou d'un rouleau à mouve - ,ment de va-et-vient. Les pans peuvent ici être appliqués l'un sur l'autre et le chauffage peut alors avoir lieu simultanément de l'intérieur et de l'extérieur, ou bien les pans peuvent se trouver dans une position angulaire l'un par rapport à l'au - tre et la flamme est alors dirigée sur les pans et entre ceux- ci vers l'intérieur du tuyau.
Pour. la soudure au gaz à l'eau, il a aussi été émis l'idée d'utiliser, au lieu du gaz à l'eau, uneflamme autogène, parce que la. température nécessaire pour la soudure par pression est aussi traversée en cas de chauffage au moyen d'une flamme autogène. Des dispositifs appropriés pour cette soudure n'ont pas étécréés jusqu'ici. Comme la flamme oxyacétylénique ou oxhydrique a une chaleur qui n'est pas né - cessaire pour une soudure par pression, on peut aussi utiliser, pour l'usage prévu par l'invention, les gaz combustibles connus en soi, lesquels sont moins coûteux que l'acétylène et l'hydro - gène.
Dans la soudure à recouvrement au feu, des tronçons de tuyau enroulés à recouvrement sont, dans un four, portés à la température soudante dans toute leur section et ensuite, dans un laminoir, laminés sur un support en forme de mandrin tenu contre le laminoir. Les pans se trouvant à la température sou - dante sont, dans cette opération, pressés l'un dans l'autre et @ soudés, sur le mandrin, par le cylindre supérieur.
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A ces méthodes de soudure, 'on emprunte, d'après l'inven - tion, desdétails connus qu'on combine de manière que des tuyaux de faible diamètre, qui se, fabriquent dans les machines enrou - leuses, soient maintenant.,'soudés à recouvrement par pression, de manière continue, avec chauffage du joint seulement. On emprunte : à la soudure autogène : la machine enrouleuse de tuyaux ; à la soudure au gaz à l'eau : le marteau, la préparation du joint à recouvrement et le mode de chauffage des pans ; à la soudure à recouvrement au four . le laminoir à mandrin avec barre.
Il y a lieu de mentionner encore que le chauffage des pans pour la soudure par pression peut, au lieu d'avoir lieu par des gaz combustibles, être effectuée aussi par un autre dispositif déjà connu.
Il est décrit ci-après un dispositif à l'aide duquel il est possible de produire aussi d'une manière continue des tuyaux soudés à recouvrement dans lesquels le joint est seulement chauffé localement jusqu'à la température soudante. Il est in- différent, en cela, qu'on utilise une bande froide ou préala - blement chauffée. La fig.1 est une vue de côté schématique et les figs.2-8 montrent des détails de ce dispositif.
Le dispositif consiste essentiellement en une machine en - rouleuse qui enroule les bandes plates pour en faire des tuyaux à recouvrement, machine à laquelle fait suite un marteau, une presse ou un laminoir qui unit et soude, sur un mandrin, les bords du joint portés entretemps à la température soudante,ce mandrin étant tenu à l'intérieur de la machine enrouleuse.
Au commencement de la production, la bande a (fig.l) est introduite dans une étampe de presse et reçoit une forme telle qu'elle puisse être saisie par une paire de rouleaux commandée d-e disposée immédiatement à la suite de la dite étampe. Dans
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la paire de rouleauxd-e la bande est courbée en U. Dès que la bande a été saisie par les rouleaux d-e et est tirée,elle prend de façon continue, entre la forme d'U et la forme plate initiale, une forme de transition naturelle toujours la même et se formant d'elle-même. L'étampe fermée b-c imite exactement cette forme de transition naturelle, de sorte que, lorsqu'on ouvre un tout petit peu cette étampe, elle peut en même temps, sans produire beaucoup de frottèrent, être utilisée continuel - lement au guidage de la bande.
Un tel guidage est nécessaire afin que la forme d'U se réalise toujours d'une manière uni - forme dans les rouleaux d-e. La fig.2 montre en vue transver - sale les rouleauxd-e dans lesquels se trouve la bande a en forme d'U. Derrière les rouleaux d-e se trouve un cadre f qui pénètre par le haut dans la bande à tuyau recourbée en U et porte la barre-mandrin g refroidie intérieurement par de l'eau, sur laquelle la bande doit ëtre arrondie à recouvrement et sou- dée.
La fig. 5 est une coupe transversale du cadrer qui pénè - tre dans la bande a et porte la barre-mandrin¯g dans laquelle se trouve le tuyau de refroidissement .0.. Derrière le cadre f est disposée une autre paire de rouleaux commandée i-h qui, grâce à la cannelure à tracé spécial du rouleau h, est à même de faire passer la bande a en forme d'U, sur la barre-mandrin g grossie en cet endroit, à la forme nécessaire pour la fermeture à recouvrement. La bande est, en cela, recourbée dans une mesure telle que, compte tenu de l'élasticité inhérente à cette bande, elle reçoive encore toujours, après avoir quitté les rouleaux h-i, la forme nécessaire pour le chauffage au moyen de la flan- me autogène.
Le mandrin est, à l'intérieur de la cannelure, grossi à tel point qu'il agisse comme appui pour la bande à courber autour de lui, mais il n'est pas tellement gros que le tuyau continu puisse être serré sur lui par les rouleaux h -i; le mandrin a donc toujours, à cet endroit, une grosseur un peu plus petite que celle qui correspondrait \ , au diamètre intérieur
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du tuyau à courber autour de lui. La fig.3 montre les rouleaux i-h en vue transversale, la fig.4 est une vue amplifiée de la cannelure de ces rouleaux sur les figs.3 et 4, on voit la cannelure du rouleau h pour ie cas où les rouleaux i-h sont disposés avec un axe horizontal.
Sur la fig.8, on voit'la can - nelure du rouleau h pour le cas où les rouleaux i-h sont dis - posés avec un axe vertical. L'enroulement de la bande a peut aussi avoir lieu au moyen d'un autre tracé approprié des can - nelures. Les parties du dispositif décrites plus haut se rap - portent seulement à la machine enrouleuse.
Apres la sortie du tuyau hors de la machine enrouleuse,le joint à recouvrement est chauffé, de la manière déjà décrite dans l'introduction, au moyen d'un nombre de flammes correspon- dant à la vitesse de soudure voulue. La fig.? fait voir comment le cône de f lamme p lèche à la fois le pan supérieur et'le pan inférieur et peut cependant s'écouler librement, à travers une fente subsistant entre ces pans, vers l'intérieur du tuyau. A cet effet, le mandrin¯g est, sur la longueur sur laquelle sont placées les flammes, de nouveau considérablement plus mince que dans la cannelure des rouleaux i-h.
Toute préparation préalable des bords de la bande est ici superflue, parce que le cône de flamme supprime de lui-même pendant le chauffage, ainsi que le i fait voir la fig.7 les angles qui se trouvent dans son chemin, de telle sorte qu'il en résulte une forme appropriée des pans à souder.
Après que les pans ont ainsi été chauffés jusqu'à se trouver à l'état d'une pâte pétrie, ils entrent dans les étam - pes k-1 d'un marteau à ressort ou à air comprimé et sont ici forgés l'un dans l'autre et soudés sur le mandrin g de nouveau convenablement grossi à cet endroit. comme la pièce est portée à la température soudante à l'endroit du joint seulement, il se produit une certaine trempe grâce à la matière adjacente plus froide, ainsi que grâce aux étampes plus froides du marteau et au mandrin refroidi se trou -
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Tant à l'intérieur du tuyau. Cette circonstance doit être consi- dérée comme favorable pour la soudure, car on a maintenant la faculté d'améliorer encore le joint par un réchauffage de celui- ci, donc un recuit ou adoucissement.
Au lieu d'un marteau uni- que, on peut naturellement faire concourir à la soudure du joint sur un mandrin plusieurs marteaux entre lesquels il y a un ré - chauffage du joint. De même, le marteau peut être remplacé par une paire de cylindres ou, comme le montre la fig.6, par un marteauk-1 et une paire de cylindres commandée Il est évident que le dispositif entier peut, moyennant une position ,correspondante des bords de la bande, être employé aussi pour tout autre mode de chauffage dujoint, par exemple pour un chauffage purement électrique ou aussi un chauffage mixte, par exemple un chauffage électrique préalable suivi d'un chauffage autogène ou inversement, ou une autre méthode analogue.
Comme il ne s'agit pas ici d'une soudure par fusion avec apport d'une matière étrangère, mais d'une soudure au feu dans laquelle le joint est seulement chauffé localement jusqu'à se trouver à l'état plastique, cela comporte encore, si l'on considère la qualité de la soudure produite, une économie de chaleur avanta- geuse. La vitesse de soudure pouvant être atteinte avec cette machine dépasse celle des machines connues jusqu'ici, parce qu'on peut employer un bien plus grand nombre de flammes que, par exemple, dans les installations de soudure autogène à rap - prochement beaucoup employées actuellement, dans lesquelles les bords à souder sont maintenus écartés par un rouleau à coin jusque peu avant la soudure.