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Publication number: BE486519A
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Description


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  "Procédé de fabrication de billettes composites pour tubes   métalliques.garnis   et autres applications". 



   La présente invention a trait à la fabrication de billettes composées de plusieurs métaux, plus spécialement en vue de la fabrication de tubes métalliques garnis ou plaqués. 



   Conformément à cette invention, des billettes com- posites, plus spécialement destinées à la fabrication des tubes métalliques garnis, sont fabriquées par un procédé consis- tant à établir une âme ou noyau fait d'un premier métal (appelé ci-après "métal intérieur"), à déposer une couche superficielle d'acier sur la surface de ce métal intérieur par une opération de soudure par fusion, à disposer ladite âme dans un corps 

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 extérieur fait d'un second métal (appelé ci-après "métal exté- rieur") et à unir les deux métaux (intérieur et extérieur) par une opération de laminage ou de forgeage à chaud qui effectue l'union entre la couche d'acier déposée et le métal extérieur. 



   L'invention comprend en outre les billettes composites fabriquées par le procédé spécifié dans le paragraphe précédent. 



   La billette composite peut être convertie en un tube garni par des procédés connus par lesquels on effectue le façonnage de tubes à partir de billettes, par exemple par filage à la presse. L'opération est effectuée à chaud conformément à la pratique courante. 



   L'invention peut utiliser comme métal intérieur un acier spécial relativement coûteux et comme métal extérieur un fer ou acier ordinaire moins coûteux, quoique l'invention ne soit pas limitée à l'application de ces métaux ni même, en fait, à l'application de métaux ferreux. L'invention est toutefoi plus spécialement applicable à la fabrication de tubes en acier doux garnis ou plaqués d'acier inoxydable. 



   En ce qui concerne le dépôt d'une couche d'acier par une opération de soudure par fusion, la Demanderesse préfère l'acier doux, mais on peut substituer à l'acier doux un acier spécial à faible teneur en éléments d'alliage, de telles manières devant être considérées comme comprises dans le terme "acier", tel qu'il est utilisé ci-après. 



   Selon une modification, le métal extérieur a préala- blement été revêtu sur sa surface d'une couche d'acier par une opération de soudure par fusion, l'union du métal intérieur et du métal extérieur étant ainsi effectuée entre les deux couches déposées d'acier, par laminage ou forgeage à chaud. 



   La présente invention est applicable, en ce qui concerne le métal intérieur, à tous les métaux auxquels une couche superficielle d'acier peut être unie par une opération 

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 de soudure par fusion et, en ce qui concerne le métal extérieur, elle est aussi applicable à tous les métaux auxquels une couche superficielle d'acier peut être unie par une soudure par fusion, quoique, pour ce qui est dudit métal extérieur, elle soit princi- palement applicable à tous les métaux qui peuvent être unis par forgeage ou laminage à chaud à ladite couche soudée ou déposée par fusion sur le premier métal. 



   Des résultats satisfaisants ont été obtenus en dé- posant la couche d'acier par une soudure à l'arc électrique ou au chalumeau à gaz. 



   L'invention est ainsi applicable à l'union mutuell. de métaux intérieur et extérieur tels que, entre autres, le nickel, le métal Monel (marque de fabrique enregistrée) ou d'autres métaux ferreux ou non ferreux sur lesquels un dépôt d'acier soudé par fusion peut être constitué comme il est dit plus haut. 



   Le présent procédé peut comprendre, en outre, l'o- pération consistant à souder des plaques d'acier supplémentaires par-dessus la couche déposée par soudure, dans le cas où le noyau est polygonal, par exemple carré, en section, ledit noyau étant ensuite laminé ou forgé jusquà ce qu'il ait été réduit à une section circulaire du diamètre voulu. De préférence, on fait usage à cet effet de plaques en acier doux de dimensions relati- vement petites. La surface des plaques est en contact avec la couche soudée par fusion, dont la surface a préalablement été préparée par dressage à la meule et mise à   nu/l'aide   du jet de sable ou par décapage, ou par meulage.

   Ces plaques peuvent être de toute épaisseur déterminée à l'avance, selon l'épaisseur totale d'acier doux désirée, et sont posées à plat en une seule épaisseur sur le dépôt d'acier doux soudé par fusion revêtant l'acier spécial (ou son équivalent) relativement coûteux dont est fait le métal intérieur ou noyau, en ménageant aux angles 

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 de la périphérie un intervalle convenable, qu'on remplit ulté- rieurement d'acier doux rapporté par soudure, ce qui fixe ferme- ment chacune des plaques au dépôt d'acier doux sous-jacent, le tout étant ébarbé ou fini avec suppression des saillies.

   Le noyau en acier spécial, à revêtement superficiel en acier doux constitué de la manière décrite plus haut à toute épaisseur dési- rée, est ensuite laminé à chaud ou forgé à la section requise, les plaques d'acier en acier doux qui constituent la couche superficielle s'unissant sans difficulté au dépôt sous-jacent d'acier doux soudé par fusion. De cette manière, on obtient une âme ou noyau en acier spécial dont la surface est uniformément recouverte d'une couche relativement mince d'acier doux, et qui constitue économiquement une âme ou noyau convenant en vue de la production subséquente, par laminage ou forgeage à chaud, de billettes composites. 



   Des formes de réalisation de l'invention seront maintenant décrites à titre d'exemples en se référant aux dessins annexés sur lesquels 
Figure 1 représente la section transversale d'une forme d'âme préférée, préalablement au laminage ou forgeage. 



   Figure 2 est une vue en élévation latérale d'une billette composite avant l'opération finale de forgeage ou de laminage. 



   Figure 3 est une coupe par la ligne III-III de la figure 2. 



   Selon une forme de réalisation préférée, l'âme (voir figure 1) est fabriquée à partir d'une billette d'acier inoxydable 10 de section carrée, par exemple de 30 x 30 cm. Deux épaisseurs 11 d'acier doux sont alors déposées par soudure sur les surfaces de cette billette, à l'aide de l'arc électrique ou du chalumeau à gaz, et la couche résultante est alors usinée et finie sur sa surface. Des plaques d'acier doux supplémentaires 

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 8 sont alors posées à plat en simple épaisseur sur la couche déposée d'acier doux, et l'on remplit les échancrures 2 de métal de soudure, comme représenté, ce qui fixe fermement chacune des plaques au dépôt d'acier doux sous-jacent, le noyau assemblé étant alors laminé ou forgé jusqu'à ce qu'il ait été réduit à une section circulaire du diamètre voulu.

   Le noyau résultant, qui est convenablement fini par usinage sur sa surface, comprend une âme d'acier inoxydable   10A,   pourvue d'un revêtement extérieur en acier doux 11A, comme représenté à la figure 3. On prépare alors un corps extérieur en acier doux à l'aide de deux plaques épaisses 12, en pratiquant par usinage une rainure longitudinale 13 dans chacune de ces plaques. Les deux plaques rainurées 12 sont alors juxtaposées comme représenté, le noyau étant placé dans l'ouverture constituée par les deux rainures 13, voir figure 3. Les éléments de la billette composite entière sont alors fixés entre eux par soudure le long des bords des faces en contai du noyau et des plaques d'acier doux, comme indiqué   en il+-,   et entre les bords des plaques d'acier doux elles-mêmes, comme indiqué en   15.   



   Le tout est alors laminé ou forgé à environ 1350 C, de telle sorte qu'on obtient une union effective entre le noyau intérieur en acier inoxydable   10   et le corps extérieur en acier doux, et peut subir une réduction supplémentaire en diamètre. 



   Dans un essai réalisé, une billette (stabilisée) de   50   mm. de diamètre en acier inoxydable, de la composition donnée ci-dessous, a été préparée 
C %/0.14   Si %   En% Ni % Cr % Ti %/0.80 
 EMI5.1 
 0.1'+ 1.12 0-'5 .2 17.2 ÔTBO 
La billette, qui devait constituer le noyau, a alors été revêtue, à l'aide d'une soudure électrique, de deux couches d'acier doux. Ce revêtement a été fini à la machine. 



  Deux plaques d'acier doux de 90 cm x 12,5 mm x 6,25 mm, présen- tant chacune une rainure longitudinale semi-circulaire destinée 

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 à recevoir le noyau, ont été préparées, et l'on a assemblé et soudé ces plaques et le noyau de la manière décrite plus haut. 



  Le tout a alors été laminé à 1350 C pour donner une barre de 107 mm de diamètre. Le laminage n'a donné lieu à aucune difficulté. 



  Après tronçonnage et rejet des deux bouts, des disques de 25 mm d'épaisseur ont alors été découpés, usinés et polis. Il a été difficile de déterminer la position des surfaces d'union réelles dans la portion en acier doux. 



   Une billette composite telle que celle qui vient d'être décrite peut être obtenue de diverses autres manières. 



  Par exemple, les plaques rainurées peuvent être directement façonnées par laminage à la section rainurée requise. A titre de variante on peut constituer le corps extérieur en acier doux en coulant un lingot ou billette d'acier doux présentant un espace creux à noyau. Après qu'elle a été usinée intérieurement, cette billette offre une excellente surface pour l'union de ladite billette avec un noyau en acier inoxydable. 



   Selon une autre variante, on peut percer un lingot ou billette en acier massif et l'usiner ensuite. 



   Des tubes en acier doux pourvus d'une garniture ou placage continu peuvent alors être fabriqués à partir de l'une quelconque desdites billettes composites, par perçage (lorsque la billette résultante n'est pas creuse) et réduction à l'épaisseur de paroi requise de la manière dont on procède habituellement pour la fabrication des tubes. 



   Dans un exemple d'application de l'invention à la fabrication de tubes d'acier doux pourvus d'une garniture en acier inoxydable, trois billettes ayant 96,5 mm de diamètre extérieur et 178 mm de longueur, qui comportaient un noyau en acier inoxydable dont le diamètre était approximativement de 38 mm ont été préparées. Ces billettes ont été percées et filées à la presse de manière à donner des corps creux de 40 mm de 

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 diamètre extérieur x 28 mm de diamètre intérieur, dont deux ont ensuite été étirés à froid.

   Les billettes, qui étaient numérotées de 1 à 3, ont été filées à la presse aux températures suivantes 
Billette N  Température au Température départ du four de finissage 
 EMI7.1 
 
<tb> 1 <SEP> 1230 C <SEP> 1170 C
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 1230 C <SEP> 1180 C
<tb> 
<tb> 3 <SEP> 1240 C <SEP> 1190 C
<tb> 
 
Le filage des billettes s'est effectué très faci- lement. Après filage, on a laissé les corps creux refroidir librement dans l'air.

Claims

RESUME.

L'invention vise: 1.- Un procédé de fabrication de billettes compo- sites, spécialement en vue de la fabrication de tubes métalliques garnis ou plaqués, ce procédé consistant essentiellement à établir un noyau ou âme fait d'un métal "intérieur", à déposer une couche d'acier superficielle sur la surface du métal inté- rieur par une opération de soudure par fusion, à disposer ce noyau dans un corps extérieur fait d'un métal "extérieur" et à unir le métal intérieur et le métal extérieur l'un à l'autre par laminage ou forgeage à chaud, de telle sorte que la couche déposée d'acier s'unit au métal extérieur, ce procédé pouvant en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivan- tes :

a) Le métal extérieur a préalablement été revêtu sur sa surface d'une couche d'acier appliqué par une soudure par fusion, l'union du métal intérieur et du métal extérieur étant ainsi effectuée entre les deux couches déposées d'acier, par laminage ou forgeage à chaud. b) Le métal intérieur possède en section la forme d'un polygone, par exemple d'un carré, et l'on applique, après le dépôt de la couche sur ce métal intérieur, une autre couche <Desc/Clms Page number 8> consistant en une plaque d'acier soudée par-dessus ladite couche déposée, le premier métal ainsi traité étant réduit par laminage ou forgeage à une section circulaire du diamètre désiré avant son union avec le métal extérieur.

c) Après avoir préparé un noyau en métal intérieur de la façon spécifiée sous b), on dispose de noyau dans un corps extérieur fait d'un métal extérieur, puis on unit le métal inté- rieur et le métal extérieur l'un à l'autre en soumettant le tout à une opération de laminage ou de forgeage à chaud, avec la couche d'acier interposée entre les deux métaux (intérieur et extérieur). d) Avant d'unir le métal extérieur au métal inté- rieur, on dépose sur la surface du métal extérieur, par une soudure par fusion, une couche d'acier qui est en contact avec la couche d'acier revêtant le métal intérieur pendant l'union des deux métaux (intérieur et extérieur).

2. - Un procédé de fabrication de tubes métalliques garnis ou plaqués, ce procédé consistant à établir une billette composite selon le procédé spécifié sous 1, à percer le noyau de métal intérieur de cette billette et à réduire la billette percée pour la convertir en un tube qui comporte un revêtement de métal intérieur et une portion extérieure de métal extérieur.

A titre de produits industriels nouveaux : a) Une billette composite fabriquée par le procédé spécifié sous 1. b) Un tube métallique garni fabriqué par le procé- dé spécifié sous 2. c) Un corps extérieur en acier doux ( ou en un alliage d'acier relativement peu coûteux) et un noyau en acier spécial plus coûteux uni à l'intérieur de ce corps extérieur à l'aide d'une couche intermédiaire d'acier doux déposée par une soudure par fusion, avec ou sans couche subséquente d'acier doux <Desc/Clms Page number 9> en plaque soudée sur ladite couche déposée, avant que le noyau ait été uni au corps extérieur par laminage ou forgeage à chaud de ladite couche déposée (avec ou sans ladite plaque appliquée sur ladite couche) avec le corps extérieur.