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" Précède et dispositif pour la formeture étanche de tubes et tube% ainsi obtenue ". la présente invention, due à Messieurs Marcel MEULEMANS et Gius@ppe MUSSO, est relative à un procédé pour la fermeture étanche de tubes, dans lequel l'extrémité du tu- be à former est obturée par un bouchon, procédé dans lequel, par un déplacement relatif de l'ensemble tube-bouchon et de moye,ne de bombardement électronique, on soumet successivement,] sous vide, différente pointe de la surface extérieure de l'ex- trémité obturée du tube au bombardement électronique.
Elle est applicable notamment aux tubes faits en maté- riaux dont la structure se modifie lorsqu'ils dont amenés à la température de fusion* Bile supplique en particulier - bien que non
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#xolualvaaent aux métaux fritte**, oome l'aluminium fritte
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par exemple@ Bile cet applicable notamment à la fermeture
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étanche des gaine* d'eleaente combustibles pour réacteurs
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nucléaires* On rait que l'aluminium est utilisé pour le gainai des éléments combustibles en raison de non bonnes propriétés
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mécaniques# thermiques et neutroni,usr. Sa noudure alfettea- tue actuellement sans difficulté.
Mais l'adoption de l'alu- sinx s' i,vr ritti a posé aux techniciens des problèmes 4#aoaem- biaï-Îit de soudure très délioatai de façon ocnnue, on a prôoâdd, parprention à ohaud, par étinoalaga et par applica- tion dlondes ultra-soniques." On a aussi utilité. pour la soudure, la procédé du bombardement électronique qui ofetteotue nous vide et dans
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lequel l'apport calorifique provient de la transformation
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de l*4narìa oinétîque des électrons produits par exemple
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par' un canon à élaetrona, Là-bombardement électronique ptrot déobtenir un faisceau très étroit donc une sono de fusion très looalirie, :air, comme tous les systèmes de soudure, il provoqua du fait aima de cette fusion, une transformation de la structure métallique qui, dans le cas des métaux frittes, aat préjudiciable à leurs propriétés.
Otent pourquoi on peut oraindrr que la soudure ne donne pas une zone de solidari-
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nation suffisamment solide* -
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La présente invention a pour but de remédier à cou in- oouvénientes à cet effet@ dans le procédé selon invention 3.'iat Mit< du bombardement est choisis pour que la sono au fusion <'4tMd< partir d< l'tjetrétiK obturée du tube, sur un* orrtainr diatuott pr :
rrr une solidarisât ion par #oudUMi Mit pour que flftts non@ ne tende pan juoqilik l'<Xtrétit<< intérieure du bouchent 1.Iohaieuent dans la sono voisine de cette extrémité intérieur du boitchon étant
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auffiaapt pour produire, par diffusion, la solidarisât Ion de la partit du bouchon voisine de son extrémité intérieure et de la partie du tube en contact aveo cette partie du bouchon, au moins la partie de la périphérie de l'extrémité du tube correspondant à la zone intéressé* par la diffusion étant pressée, radialement par des moyens de serrage .contre la partie.
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correspondante au bouchon. On ansocit ainsi les qualités d'étandhélté de la soudure aveo fusion aux qualités de solide- té de liannemblage par diffusion.
De plue, la soudure par fu" aion permet de constater, en raison même de la fusion, que la
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soudure est effectuée et d'éviter le doute qui pourrait mlb'It18- ter si on se contentait d'un assemblage par diffusion.
,Dans une forme de réalisation avantageuse, on refroidit '
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la partie du tube voisine de celle qui est preaeàe radialement aontre'.s bouohon proprement dit, de manière à augmenter le gradient de température au delà, par rapport à leextrkinîtd du tube, .de la zone intéressée par la fermeture la diffusion, produite sur la surface d'assemblage, par la combinaison d'une certaine pression de serrage et d'un gradient de température convenable présente le double avantage de ne pas modifier la structure des phases en présence et d'assurer une liaison très intime, comme l'ont prouvé des microphotographies et des essai. de pression,
L'invention est également relative à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précitée Un tel dispositif
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comprend une .nOe1' sous vide, dans laquelle cet mont.4 un support pour la tube. fermer, celui-oî portant on bûuohoOt et un moyen de bombardement électronique dont l'axe est de préférence parallèle à celui du tube et paon* an voisinage de la paroi du tube, le tube avec son support et le - moyen de bombardement électronique étant mobiles l'un par rapport . à l'autre.
Selon l'invention, ce dispositif comprend au moine
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un galet sollicité, suivant une direction oentripète, par un organe tendant à la rapprocher du tube..' ;
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Sans un* forme de réalisation particulière du disposer
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tif précité, l'aotion de l'organe susdit cet réglable. '/11 L'invention a encore pour objet les tubes li fermeture étanohe obtenue par le procède précité.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessine annexais au présent
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mémoire et qui représentent@ à titre d'exemples non limitatifs, des dispositifs de fermeture étancha de tubes, pour la mine en oeuvre du procédé suivant l'invention.
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La figure 1 représente, achématiquement, en coupe axiale, une première forme de réalisation d'un dispositif de fermeture étanche de tubes*
La figure 2 donne une variante d'une partie du disposi- tif de la figure 1.
La figure 3 est une vue en perspective, après brisures par'1.11.., d'une partie d'une variante de la figure 1.
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Dans les différentes figures, les m#moo notations désignent des éléments analogues ou remplissent des fonctions analogues*
Dans le dispositif de la figure 1, on voit le tube à fermer qui est un tube cylindrique 1 en aluminium fritte, destiné à constituer la gaine d'un élément combustible nu-
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oldaire (non représenté)* Up bouchon 2, également en aluminium fritte est introduit dans le tube 1.
Le dispositif d'assemblage comprend, selon l'invention,
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( l'intérieur d'une .nol1nt. sous vida non représentée), un mandrin 6 mobile autour d'un axe vertical XX' oonfondu avec celui dutube 1 et supportant os tuba. Le tube 1 est placé moue un canon a dliotrons 8 monté verticalement de telle sorte que son axe YYI et trouve sensiblement entre le bouchon et le tube. Un galet 9, soumis@ par l'intermédiaire d'une chape 11, à une force de l'ordre de 50 newton. produite par un ressort 10, appuie de manière centripète sur la partie périphérique
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de l'extrémité du tube 1 adjacente à la zone bombardée.
Pour éviter toute déviation du tube 1, deux autres gaieté, tels que 14, montés comme le galet 9, sont disposés par exemple à 120 de ce galet 9.
Le dispositif comprend encore des moyens de refroidis- nouent du tube 1, située sous les galets, donc au voisinage des moyens de serrage. Ces moyens de refroidissement sont constituée par exemple par deux demi-anneaux de cuivre rouge
12 serrés autour du tube par un collier 13.
L'assemblage du tube et de non bouchon s'effectue de la manière suivante : le mandrin 6 tournant à une vitesse de l'ordre de deux tours par minute, le canon 8 est mis en fonctionnement et bombarde la zone supérieure du bouchon 2.
Ce bombardement électronique provoque une fusion, en 7, dans les extrémités voisines du tube et du bouchon);l'intensité du bombardement électronique est réglé de manière que la zone en fusion 7 ne s'étende que sur une certaine distance qui est de l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la partie cylindrique
5 du bouchent réchauffement looal provoqué par la fusion engendre un gradient de température le long des parties supé- rioures du bouchon et du tube et ensuite un échsuffement atténua le long de l'épaisseur du fond 3 du bouchon j à cet endroit la force de serrage du ressort 10 transmise par la chapeau et le galet 9 favorise encore
l'assemblage qui 8'et- fectue par soudure à la partie supérieure et, au delà, vers le fond du bouchon par diffusion intermétallique entre le tube
1 et le fond 3 du bouchon. Cette diffusion ne provoque aucune altération de la structure métallique des pièces, donc de leur résistance mécanique ou de leur coefficient de conducti- bilité thermique. Elle est complète après une dizaine de tours, c'est-à-dire après environ oinq minutes. La zone en fusion qui a assuré une soudure parfaite des parties termina- les du tube et du bouchon 2 ne s'étend donc pas jusqu'à la
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face interne du fond du bouchon ni jusqufk la surface interne utile du tube.
Orges à la présence don demi-anneaux 13, la chaleur est évacuée rapidement en dessous des gaieté. Le gradient
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de température eat très élevés a l'endroit des dezi-anneaux et on évite un échauffement important du tube en dessous de la
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sono intéressé* par la termature.
L'étanohéité de l'assemblage a été éprouvée à l'hélium nous une pression de 20 kg/om2 à une température de l'ordre
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de 500 C sans qu'il soit possible de déceler de fuite, au moyen d'un spectrographe de manne à l'hélium raccordé à une enceinte entourant l'extrémité du tube formée
On peut également utiliser un bouchon 2 comme celui représenté à la figure 2 et qui comprend le bouchon proprement
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dit qui ont introduit dans li tube 1 maie dont le fond 3 est réuni par une portion de la àurfaoe cylindrique 5 qui forme épaulement Si une partie annulaire en saillie 4.
Selon l'inven-
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tion# si l'on désigne par a l'épaisseur du tube 1, l'épaisseur du fond 3 a une valeur de l'ordre de 3a et colle de la partie en saillie, une valeur de l'ordre de a; de plue, la largeur radiale de la saillie 4/a un valeur d'environ 2a et la hau- j leur de l'épaulement 5 une valeur de l'ordre de 3a.
Il eat/noter que les 'dimensions qui viennent d'être définies pourraient être modifiées, de même que la forme du
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bouchon* C'est ainsi que le -fond 3 pourrait porter des moyens d'attache ou de fixation du rtube.
A la figure 2, le mode d'assemblage se fait à la fois par soudure et par diffusion intermétallique, comme à la fi-
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ur< 1t L'épaisseur de la partie en saillie 4 cet suffisante , pour qu'on puisse régler l'intensité du bombardement électro- nique de;
manière que la zone en fusion 7 atteigne l'extrémité du tube, mats ne la dépasse pas sensiblement Elle assuré
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une soudure par-faite de la surface terminai* du tube et de la partie correspondante du bouchon 2, mais, comme dans le cas de la figure 1, elle ne s'étend donc pas jusqu'à la face in- terne du bouchon, ni jusqu'à la surface interne du tube, . A la figure 1, la pression radiale extraie eur le tube est produite par les galets 9 et 14. Cette pression peut Atre rendue réglable en prévoyant une butée mobile pour une extrémité de chaque ressort, tel que 10.
On peut également exercer une pression.radiale régla- ble en montant les galets comme indiqué à la figure 3. On y voit le tube 1 avec son bouchon 2 entre les galets 9 et 14 qui sont utilement prévus en alumine afin d'éviter toute contamination du tube. Les galets sont montés sur des axes 15 dans des chapes 16 solidaires de cy- lindres, tels que 17, coulissant dans des blocs 18 montés sur un plateau 19 supporté par des colonnes 20. Sur chaque cylindre 17 sont montés doux ergots, tels que 21, guidés dans des fentes, telles que 22, ménagées dans les blocs 18.
Des leviers coudés 23 pivotante sur des broches 24, sont montés de part et d'autre de chaque bloo 18, Un des bras de chaque levier 23 se termine en forme de fourche et entroure l'ergot 21 correspondant.
Les seconds bras des leviers 23 appartenant a un même bloc 18 sont réunis par plusieurs traverses, telles que 25 auxquelles peuvent être accrochés des contrepoids tels que 26. l'action de ces contrepoids peut être réglée soit en@modifiant le poids lui-même, soit an modifiant la longueur (la bras supportant le contrepoids par simple déplacement t'une tra- verse 25 à une autre.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que lien des modifications peuvent être apportées à celle-ei, tans sortir
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du cadre du prisent brevet. Vient ainsi 'que le procédé de fermeture étanche suivant l'invention s'applique à des tubes de section quelconque, c'est-à-dire cylindrique avec ou sans ailettes d'échange thermique, carrée, etc.
REVENDICATIONS.