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On sait que pour former des tubes par soudure, l'acier en bande est amené aux laminoirs, soit à la température ambiante, soit à la tempéra- ture du laminage à chaude Dans le parcours destiné à la formation du tube, la bande amenée est conformée de façon à former un tube fendu, ensuite, après chauffage des bords opposés de la bande de différentes manières, le tube définitif est réalisé par serrage desdits bords l'un contre l'autre à la température de soudureo Pour que l'opération de laminage et de soudure puisse s'effectuer d'une façon continue,
les extrémités des bandes sucoessi- ves doivent être soudées l'une à l'autre avant l'entrée dans une telle ins- tallationo Cette manière de procéder assure un bon résultat seulement à la condition que la résistance du joint des deux extrémités de bandes obtenu, corresponde environ à oelle de la bande elle-même
Les extrémités des bandes ont été soudées, jusqu'ici, l'une à l'au- tre, par soudure autogène ou électrique ou - tant que les sections le per- mettaient à l'aide du procédé dit soudure par étincelage.
Toutefois, tous ces procédés se sont avérés insuffisants pour l'assemblage par soudure de bandes en acier susceptibles d'être enroulées sur des dévidoirso Les joints étaient loin de remplir les conditions nécessaires au point de vue résis- tance ou fabrioationo Bien que la résistance fût parfois suffisante pour assurer le passage à travers un train de laminage et de soudure ou à travers un four disposé en amont de celui-ci, le joint n'était nullement suffisant pour permettre de réduire les dimensions du tube formé dans le train de la- minage et de soudure dans un train dégrossisseur et étireur subséquent ;
et ceci souvent même si la traction appliquée n'était que faibleo Les consé- quences de la rupture des soudures transversales se manifestent d'une façon gênante lors de la marche qui , - ,l'une telle installation et provoque de longues interruptions de marche.
La présente invention a pour but de réunir les extrémités des ban- des pendant la marche continue, par soudure, d'une façon telle que pratique- ment une bande sans fin ou un tube à souder sans fin soit amené au train de laminage et de soudure et au train réducteur qui lui fait suite, ladite bande ou ledit tube ayant pratiquement la même résistance à la déformation que la bande elle-même Ce résultat est obtenu par le fait que les extrémi- tés des bandes sont portées, d'une façon appropriée, à l'aide du chauffage par induction, à une température suffisante pour être ensuite assemblées par soudure par compression.
Cette manière de procéder se heurte à des dif- ficultés considérableso La mise en oeuvre pratique du procédé n'assure un résultat que si le dispositifde soudage nécessaire à cet effet, remplit un certain nombre de conditionso !lest nécessaire d'amener en très peu de temps les extrémités de la bande dans une position permettant une soudure par com- pression après ohauffageo A cet effet, les deux extrémités des bandes doi- vent être exactement l'une en regard de l'autre. Une mise en place approxi- mative est exclue à cause de la rapidité avec laquelle cette opération doit être effectuée.
Ensuite, les deux extrémités des bandes doivent être serrées aussi vite que possible et être maintenues dans la position relative établie, Ces opérations mécaniques doivent être commandées automatiquement, de pré- férence d'une façon simple et assurant un bon fonctionnement. Lorsque ces opérations sont terminées et que les bords des bandes sont en contact l'un avec l'autre, le chauffage doit être effectué également en peu de tempso Ce résultat peut alors être assuré à l'aide de la chaleur produite par induc- tiono Les inducteurs nécessaires doivent être agencés de façon à assurer un chauffage uniforme des bords de la bandeNotamment la pénétration en pro- fondeur de ce chauffage doit être très uniforme pour que la résistance à la déformation des bords soit la même sur toute la zone d'influence.
La construction des inducteurs doit être simple.
Lors du serrage subséquent, l'un contre l'autre, des bords de la
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bande chauffés de cette façon ceux-ci ne doivent pas fléchir par flambage La bavure de soudure produite lors de cette opération doit être enlevée ra- pidement des deux côtés de la bande et ceci de façon à éviter avec certitude une variation de la section.
Il est connu de conformer par laminage, en un tube dit "à fente", des tôles ou bandes de faible épaisseur, de chauffer ensuite par voie induc- tive les bords de la bande, et de les serrer, l'un contre l'autre, par une autre opération de laminage, de façon à obtenir un tube à soudure longitudi- nale parfait. Ce procédé est déjà appliqué dans la pratique. Il est beaucoup plus facile à mettre en oeuvre étant donné que les bords de la bande à réu- nir par soudure ne peuvent pas fléchir vers l'extérieur par flambage puis- qu'ils en sont empêchés par les galets dits de laminage et de soudure. Seul l'intérieur du tube n'est pas sous une contrainte assurant le maintien de la forme.
Or, lors du serrage l'un contre l'autre des bords de bandes planes, chauffés par voie inductive ou d'une autre manière, les conditions sont beau- coup plus défavorables notamment lorsque l'épaisseur de celles-ci est compa- rativement faible et d'une grandeur telle qu'elle permet encore la formation de tubes par laminageo
Les conditions de travail précitées sont remplies, suivant l'inven- tion, par la machine à souder décrite ci-après. Celle-ci est représentée schématiquement sur les fig. 1 à 3 du dessin annexé. Sur ce dessin ; la Fig. 1 montre une coupe longitudinale de cette machine, la Fig. 2 en est une vue en plan, et la Fig. 3 est une coupe transversale suivant l'axe A-A de la Fig.1.
Les autres fig. 4 à 7 montrent schématiquement différents disposi- tions et agencements d'inducteurs, l'allure correspondante des lignes du flux magnétique et l'allure des courants induits.
Sur ces figures : la Fige 4a montre un inducteur dit linéaire, l'allure des lignes du flux magnétique étant indiquée par des flèches. la Figo 4b montre l'allure des courants induits au joint des tôles, la Fige 4c montre l'allure de ces courants lors de la présence de pièce rapportées aux bords latéraux des bandes à proximité du 'joint, la.
Fig. 4d montre un tel inducteur en face duquel est disposé un inducteur transversal sur les bords des bandes, dans la région du joint, les Fig. 5a et 5b montrent un inducteur ayant une forme de boucle et possédant des noyaux de fer feuilleté, la fig. 5c est une vue en plan de cet inducteur, et la fige 5d montre l'allure des courants induits obtenus. les fig. 6a et 6b montrent un inducteur en deux pièces disposées en regard des deux larges faces des bandes, lesdites pièces pouvant être soit reliées entre elles par un élément conducteur, soit isolées l'une par rapport à l'autre, la fig.
6e montre l'allure des courants induits lors de la préser.- ce de pièces rapportées aux bords latéraux des bandes, la fige 7a montre deux inducteurs dont les branches embrassent légèrement les extrémités à chauffer des bandes, ainsi que l'allure des li- gnes du flux magnétique produit, la fig. 7b montre l'allure fies courants induits pour le cas où
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une pièce rapportée est dispqsée sur les bords latéraux des bandes, la fige 7c montre les mâchoires de serrage poussées l'une contre l'autre et la matrice formée par celles-ci et destinée à recevoir le cordon de soudure.
Après avoir coupé exactement d'équerre et d'une façon parfaite les bords des bandes à relier, à l'aide d'un dispositif non représenté, la bande
1 montrée à la fig. 1 est avancée, dans le sens de la flèche 2, vers la butée
3 levée à la hauteur désiréeo Après avoir amené la bande dans une position centrale à l'aide des leviers 4, la bande est maintenue dans la position voulue par la montée de mâchoires 5 contre la table de serrage 6. Ensuite, la butée 3 est descendue dans la position représentée sur la fig. 1 ce qui permet de faire avancer vers la gauche l'autre extrémité de bande 7 dans le sens de la flèche 8, jusqu'à ce qu'elle bute contre l'extrémité serrée de la bande 1.
A l'aide de leviers 9, identiques aux leviers 4, elle est égale- ment amenée dans la position médiane comme la bande en regard, et est en- suite serrée, par la montée de mâchoires 10, contre la table de serrage 11 disposée au-dessuso Les bords des bandes sont maintenant exactement en re- gard l'un de l'autre, En tenant compte des tolérances de largeur, il se peut que les bords de l'une des bandes fassent légèrement saillie latérale- ment par rapport aux bords de l'autre bande, ou inversemento Etant donné que ce dépassement est indésirable pour l'exécution des soudures, les extrémités des bandes amenées en contact l'une de l'autre sont amenées à une largeur déterminée désirée.
Ceci est effectué à l'aide d'outils 12 et 13 disposés sur un support 14, le dispositif 15 permettant, après un réglage approprié, de faire passer lesdits outils latéralement le long des bords desbandes de façon que ceux-ci soient amenés à la largeur désirée. Cet usinage des bords latéraux des bandes dans la région du joint peut aussi éventuellement, être effectué après la soudure seulement, Après finition de ces opérations prépa- ratoires et après le déplaoment transversal de la fourche 17, portant l'in- ducteur 16, ce dernier est descendu dès qu'il se trouve exactement au-dessus du joint des bords frontaux des bandes.
Après alimentation du circuit, les extrémités des bandes sont chauffées uniformément et ceci dans un temps plus court que celui susceptible d'être, obtenu à l'aide d'un autre procédé quel- conque. Lorsque la température désirée est atteinte, l'inducteur 16 est sou- levé rapidement, en même temps les dispositifs de serrage 10 et 11 sont pous- sés contre les mâchoires de serrage 5, 6 ce qui assure une compression des extrémités chauffées des bandeso Les cordons de soudure produits lors de la compression des extrémités chauffées des bandes sont supprimés par un mouve- ment transversal approprié des outils 18 fixés sur la fourehe 170 Ensuite, la soudure est laminée par le passage des galets 20,
21 disposés à l'arrière de celle-ci. Toutes les opérations sont effectuées, dans une large mesure, automatiquement.
A l'aide de la machine représentée sur les fige 1 à 3, il est pos- sible de souder des bandes relativement minces l'une à l'autre, d'une façon parfaite, lors de l'emploi d'une fréquence élevée appropriée. La valeur de la fréquence du flux magnétique est variable suivant l'épaisseur de la tôle.
Pour ce cas, l'allure des lignes de force magnétiques 22 est représentée schématiquement figo 4a, tandis que l'allure des courants induits 23 est représentée figo 4bo On voit clairement sur la fig. 4b que ces courantsin- duits 23 n'ont pas totalement accès à la zone marginale latérale de sorte que certaines zones " mortes " 24 se forment à cet endroit. Ceci aurait pour effet que le chauffage ne progresse pas, aux endroits 24, dans la même me- sure que dans le reste de la zone des bords des bandes à réunir par soudure.
Pour éliminer pratiquement ces zones mortes 24, une pièce rapportée 25 (éventuellement en une seule pièce, comme représenté, ou en deux pièces pour assurer une meilleure application) est appliquée sur chacun des deux
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bords latéraux des bandes se touchant par leurs:r--Icf:,>,'Ini:;.10' (.( ;;:J::taqueles courants induits 23 soient obligés de parcourir le trajet represence lig.4c.
Lesdites pièces rapportées 25 doivent être en une matière ayant à peu près la même résistance électrique que la tôle mais qui ne se soude pas aux tem- pératures utilisées. De préférence, comme représenté fig. 4a, elles sont re- liées entre elles par un élément conducteur. A l'aide des pièces rapportées 25, on peut aussi prévoir deux inducteurs transversaux 25', suivant fig. 4d.
Pour des bandes d'une épaisseur plus importante, l'expérience a montré qu'un inducteur suivant fig. 4a-4d est, suffisant avec un choix ap- proprié de la fréquence, mais que des différences de température indésira- bles peuvent se produire. La température sur la surface de la bande opposée à l'inducteur peut éventuellement être légèrement inférieure à celle de la surface de la bande en regard de l'inducteur. Ceci comporte le risque que les extrémités des bandes, lors de la compression, fléchissent par flambage vers le côté de la moindre résistance à la déformation et que le chauffage inégal provoque une mauvaise soudure Pour supprimer ce risque avec certitu-- de, on peut encore agencer selon l'invention, l'inducteur de la façon repré- sentée schématiquement fig. 5a-5d.
Comme il ressort de la fig. 5a, l'induc- teur 16 entoure le joint des bandes à la manière d'une boucle de sorte que le joint peut être chauffé rapidement de tous les côtés à la fois et très uniformément. Pour obtenir notamment une grande régularité du chauffage, l'inducteur 16 est muni de noyaux de fer feuilleté 26. L'allure du courant induit produit par cet inducteur ressort de la fig. 5d. Dans ce mode de réalisation, le courant induit, vu à partir des faces larges des bandes, circule en sens opposé, comme indiqué par des flèches 27 fig. 5d. Cette al- lure particulière du courant induit suppose l'emploi d'une fréquence détermi- née étant donné que, dans le cas contraire, son effet s'annule de sorte qu'on n'obtient pas un chauffage suffisant.
Suivant un autre mode de réalisation, un inducteur embrasse complè- tement le joint des bandes de même que représenté fige 5a-5d. Un tel induc- teur 16 qui est représenté fig. 6a-6c, peut être endeux moitiés qui sont serrées l'une contre l'autre d'une façon appropriée, et reliées entre elles par un conducteur métallique de sorte que seuls une amenée de courant 28 et un départ 29 sont nécessaires ; on peut aussi utiliser deux inducteurs oppo- sés isolés. Pour éviter les zones mortes précitées, on peut employer les mêmes mesures que dans le cas des fig. 4a et 4c. Grâce à cette disposition on obtient une allure similaire des courants induits 23, comme représenté schématiquement à la fig. 6c.
Le mode de réalisation représenté schématiquement fig. 7a-7c mon- tre une disposition des inducteurs nécessitant une légère modification pour leur montage dans la machine à souder. Cette disposition a pour but de créer des conditions identiques en ce qui concerne la pression de serrage néces- saire ou la déformation, et de supprimer le risque de flambage dans tous les cas. A cet effet, les extrémités des deux mâchoires de serrage sont agencées en matrices, suivant la fig. 7a. Contrairement aux modes de réalisation sus- visés, les inducteurs sont tournés de 90 , de sorte que leur axe sur champ est disposé dans le sens longitudinal des bandes. Dans ce cas, les deux ex- trémités des bandes 1 et 7 à réunir par soudure, sont à une certaine dis- tance l'une de l'autre.
Elles sont maintenues dans la position désirée par les mâchoires de serrage 30, 31, et 32, 33. Lesdites mâchoires de serrage correspondent respectivement au dispositifde serrage 5, 6 et 10, 11 de la figa 1.
Les inducteurs 34,35 avec leurs conducteurs 36, 37 sont disposés entre les deux extrémités des bandes. Les mâchoires de serrage en regard respectivement 30, 31 et 32, 33 ont leurs extrémités chanfreinées de sorte que les bords des bandes à réunir par soudure font saillie sur une certaine
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distance, et se trouvent dans le champ d'action des lignes de flux magnéti- que 38, 39 des deux inducteurs 34, 35. L'allure de ces lignes de flux est re- présentée à la fig. 7a et indiquée par des flèches. On obtient alors une al- lure des courants induits 40 tel que représenté fig. 7b. Les pièces rappor- tées 25 ont l'effet déjà indiqué et suppriment les zones mortes qui se pro- duiraient sans la présence de ces pièces rapportées.
Les deux inducteurs 34,
35 sont montés sur un chariot susceptible d'être déplacé transversalement par rapport au sens longitudinal des bandes et qui n'est pas représenté fig.
7a-7c. Dès que la température désirée est atteinte, les inducteurs 34, 35 sont retirés latéralement et les deux paires de mâchoires de serrage 30, 31 et 32, 33 serrant les extrémités des bandes sont rapprochées l'une de l'au- tre. Les opérations du retrait des inducteurs en dehors de la région des bandes de l'approche et de la compression de celles-ci s'effectuent en peu de temps de sorte que le refroidissement des bords chauffés des bandes est négligeable.
La fig. 7c montre 1 état final après l'application sous pression des bords des bandes l'un contre l'autre. Comme on le voit, la soudure des extrémités des bandes a été effectuée dans une petite matrice 41 formée par les deux paires de mâchoires de serrage 30,31 et 32, 33. On obtient de cette façon des conditions de déformation très uniformes.
Le dispositif représenté fig. 1 à 3 qui est destiné à la réalisa- tion de toutes ces opérations peut être agencé sans difficulté pour recevoir des inducteurs du genre représenté fig. 7a-7c. Lors de 1 emploi d'inducteurs du genre montré fig. 4a, on peut utiliser des générateurs rotatifs ayant une vitesse de rotation constante et une fréquence allant jusqu'à 8.000 Hz. Tou- tefois, lors de l'emploi d'inducteurs suivant les fige 5 à 7, il s'est avéré utile de prévoir la possibilité de faire varier la fréquence dans une plage assez étendue et d'utiliser, en général, une fréquence plus élevée. Ceci est possible par 1 emploi de générateurs à tubes.
Pour apprécier la machine à souder précitée, il faut tenir compte du fait que toutes les opérations nécessaires doivent être effectuées très rapidement les unes à la suite des autres.
REVENDICATIONS.