CA1161908A - Chambre de soudage par faisceau d'electrons pour l'assemblage bout a bout de pieces allongees - Google Patents

Chambre de soudage par faisceau d'electrons pour l'assemblage bout a bout de pieces allongees

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CA1161908A
CA1161908A CA000376151A CA376151A CA1161908A CA 1161908 A CA1161908 A CA 1161908A CA 000376151 A CA000376151 A CA 000376151A CA 376151 A CA376151 A CA 376151A CA 1161908 A CA1161908 A CA 1161908A
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CA
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CA000376151A
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Bernard Sudreau
Claude Carsac
Jean-Pierre Hamon
Bruno De Sivry
Michel Fuzeau
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Compagnie Francaise des Petroles SA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B23K31/027Making tubes with soldering or welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

Des chambres de soudage par faisceau d'électrons pour l'assemblage bout à bout de pièces allongées défilant longitudinalement au centre de ces chambres. L'invention se caractérise en ce que l'enveloppe de la chambre de soudage, reposant sur une structure fixe, est liée mécaniquement par un dispositif de liaison escamotable ou élastique, à l'équipage de canons à électrons lui-même muni d'un dispositif de fixation à l'une des pièces allongées. Cette invention s'applique notamment à la pose de conduites en mer.

Description

:

1 ~B191~8 La presente invention concerne une-chambre de soudage par faisceau d'electrons destinee à l'assemblage bout à bout de deux pièces allongees qui defilent selon leur direction longitudinale au centre de ce`tte chambre de soudage. Le soudage par ~aisceau d'electrons presente des avantages appréciables du fait ~u'il convient à des pieces de fortes epaisseu.rs, qu'il permet des operations de sou-dage rapides et automatisees et qu'il n'exige pas de traitement thermique, mais il necessite d'une part l'ins-tallation d'une enveloppe étanche pour établir le videindispensable, enveloppe qui doit aussi assurer la protec-tion de l'environnement exterieur contre les rayons X emis lors de l'impact du faisceau d'electrons sur les pieces à
souder, et d'autre part l'obtention d'une grande precision dans la position du canon ou des canons à electrons par rapport au plan d'orientation inconnue de raccordement des deux pieces qui peuvent se deplacer par rapport à l'en-veloppe.
Ces deux conditions sont difficiles à realiser conjointement, car la mise èn position du canon ou des canons à él.ectrons est rendue difficile par la masse importante de l'ensemble constitué par l'enveloppe, p.ar le canon à électrons et par l'équipage de support de posi-tionnement et le deplacement de celui-ci, et par la defor-.
mation de l'enveloppe sous l'effet du vide.
Un objet de l'invention est de faciliter la miseen position du canon ou des canons à électrons en suppri-mant toute liaison rigide entre d'une part le canon ou les canons a electrons ainsi que l'equipage associe de supportl positionnement et deplacement, et d'autre part l'enveloppe, au moins pendant l'operation de soudage.
Afin de realiser cet objet, la présente invention propose donc une chambre de soudage par faisceau d'élec-trons destinée à un assemblage bout à bout de deux pièces allongées qui defilent selon leur direction i.ongitudinale au centre de la chambre de soudage. Cette chambre de . .~, . , ~
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~ 1 ~6190~

soudage comprend au moins un canon à electrons, un equipage muni de moyens de support, de positionnement et de déplace ment de ce canon ou ces canons a electrons, ainsi que d'un moyen de serrage pouvant enserrer une première des pièces allongees à laquelle doit être ajoutee par soudage bout à
bout une deuxième des pièces allongées, et une enveloppe, ayant deux extremites longitudinales, qui definit une enceinte contenant le canon ou les canons à électrons et l'équipage associé, qui est munie à ses extrémités longitudinales de fermetures d'étanchéité rétractables pouvant s'appliquer l'une sur la première pièce allongée 17 autre sur la deuxième pièce allongée et qui est reliée à des moyens de mise sous vide. La chambre de soudage est caractérisée en ce que l'équipage est relié à l'enveloppe par des moyens de , .............. .. __ ... _ _.. .. ~ . . _ .... . .

~ 161~08 liaison mecanique permettant, au moins dans une posicion de ce~Y-ci, un d~plllccmcnt re]aLif dlldit ~quil~a~c c~: de ln~ e cnvelo~pc dc sortQ ~uc l'enveloppe repose sur une structure fi~e, tandis que ledit équipage peut être rigidement lié a ladite première pièce allongée par ledit moyen de serrage.
De cette manière, pendant l'operation de soudage, ledit équipage peut etre mis en Place directement sur la première pièce allongée sans avoir à deplacer en même temps l'enveloppe et sans être gêné par les déformations de celle-ci, puisqu'elle nrintervient pas dans la liaison équipagè-première pièce allongée.
Au contraire, en dehors des ooérations de soudage proprement dites, lorsqu'on doit déplacer les pièces allongées, ledit équipage est désoli-darise de celles-ci et il est ~aintenu, par sa liaison mécanique avec l'enveloppe, dans une position qui n'a pas à être très précise.
I5 Lesdits moyens de liaison mécanique peuvent être soit des moyens de liaison rigide escamotables, soit des moyens de liaison élastique, Dans ce deuxième cas, les moyens de liaison élastiques sont avan-tageusement des vérins nneumatiques et ceux-ci sont, de ~référence, disposés pour a~ir les uns en direction longitudinale et les autres en direction transversale.
Ces vérins sont de préférence réglables et associés à des palpeurs mesureurs de caurse qui en commandent le reglage.
D'autres particularités de l'invention ressortiront de la descrip-tion qui va être donnée, à titre non limitatif, d'exemples de mise en oeuvrP de l'invention, en se référant au dessin ioint dans lequel :
- - la Figure 1 represente en coupe longitudinale un premier exemple de chambre de soudage - la Figure 2 représente en coupe longitudinale un deuxième exemple de chambre de soudage ; et - la Figure 3 représente une autre coupe longitudinale de la chsmbre de soudage de ce deuxième exemple.
Les exemples representés sur ces figures concernent des chambres de soudage pour troncons de conduite de transport d'hydrocarbures, qui peuvent notamment être utilisees lors de la pose de conduites en mer et plus particulièrement lors de la pose dite "en J", où les pièces allon-- gées à souder sont verticales ou peu inclinees sur la verticale, mais on comprendra que des dispositions analogues de chambres de soudage conviennen~ aussi au soudage à terre Otl en mer de pièces allongees quelconques defilant selon une inclinaison quelconque.
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l 1~1908 Sur la Figure 1, une pre~ière pièce allongée ou un premier tronçon de conduice I doit recevoir à son extremite superieure une deuxième pièce allongee ou un deuxième ~ronçon de conduite 2 representé,sur la partie droite de la figure, eloigne du tronçon I et)sur la partie gauche de la figure, rapproche de ce tronçon 1. Le rapprochement des deux tronçons s'effectue au mo~en de verins 3 et de sommiers 4 et 5 rendus solidaires respective~ent de l'un et de l'autre des tronçons de conduite.
La liaison des deux tronçons est obtenue par un soudage par faisceau d'electrons effectue à l'intérieur d'une enceinte 6 délimitée par une enveloppe 7 qui repose sur une structure fixe 8 par des pieds de liai-son 9. Le tronçon I est tenu sur la structure fixe 8 notamment par une pince 10 et une collerette 1I soutenue par un appareillage mobile.
A l'intérieur de l'enceinte 6 se trouvent deux canons a electrons 12 tournant autour des tronçons de conduite et un equipage associe 13 de support~de positionnement et de deplacement de ces canons, qui comprend notamment une couronne support 14 munie de bras lS de serrage du tronçon de conduite 1, une virole porte-canon 16, un plateau inter-médiaire 17 à inclinaison régLable et divers-mécanismes qui n'intéres-sent pas directement la présente invention.
~0 L'enveloppe 7 porte des pinces ouvertes 18 qui peuvent être dépla-cees radialement sous l'action de verins 19 pour venir accrocher la couronne 14 sur l'enveloppe 7 ou, au contraire, liberer la couronne 14.
L'étanchéité de l'enceinte 6 est ~ssurée par des joints rétracta-bles 20 et 21, par exemple gonflables, venant enserrer respectivement les tronçons de conduite I et 2. Un dispositif interne d'étanchéité, non représente, est introduit dans les troncons de conduite 1 e~ ~ pour isoler la 7one à souder. Le vide est effectue dans l'enceinte 6 par des moyens de p~mpage qui n'ont pas ete representes car ils sont classiques.
Des galets 22 montés sur des bsas 23 portés par les pieds 9 Limi-tent le debattement latéral des tronçons de tube.
Pendant l'opération de soudage proprement dite, les joints 20 et2I sont fermés sur les tronçons de conduite, et les bras 15 enserrent ortement le tronçon de conduite 1, tandis que les pinces 18 sont écar-tées radialement et libèrent l'equipage 13 qui est, ainsi, fermement lie 35 au tronçon de conduite I et se trouve désolidarisé de l'enveloppe 7.
Pendant le deplacement longitudinal des tronçons de conduite, les pinces 18 sont, au contraire, rapprochees radialement pour solidariser l'equi-page 13 et l'enveloppe 7, tandis que les bras IS sont desserres ee les .

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-~ints 20 e~ 21 sont o~ver~s.
~,lr ~ rcr>r~ s 3~ n;~Li~ n~n~, que la rl~ lbre /le solul.~e, ;l l'exclusion de ses Tnoyens dc support et des moyens de rapprochemént des tronçons de conduite à souder bout à bout.
La Figure 2 permet de voir une autre realisation ~es moyens de liaison mécanique entre l'équipage l3 et l'enveloppe 7. Ces moyens se composent de vérins pneumatiques en caoutchouc 24 agissant dans le sens lon~itudinal et de vérins pneumatiques en c~outchouc 25 agissant dans le sens transversal. Les verins pneumatiques 24 supportent le poids de l'équipage l3 tandis que les verins 25 compensent la composante créée par l'inclinaison de la machine de soudage et l'action de la houle.
Ces vérins sont à pression interne réglablè et sont reliés à une centrale, non représentee, d'ali~entation et de régulation aut~matique .
de pression qui permet de les alimenter aux pressions convenables pendant les différentes phases de fonctionnement, de manière à obtenir les compensations partielles ou totales d'efforts que l'on souhaite. En particulier, cette centrale d'alimentation en gaz comprimé peut être commandée d'après les indications donnees par des palpeurs 26 qui détec-tent la course de deplacement de l'équipage 13 par rapport à l'enveloppe 7.
La force de ces verins est ainsi facilement reglable. Elle se maintient à une valeur pratiquement constante sur une course importante.
En outre, à l'une des extremites de leur course, l'erfort à exercer augmente de fa~on considerable pour un très leger accroissement de la course, caractéristique importante pour limiter efficacement le débatte-ment de l'équipage 13 à l'intérieur de l'enveloppe 7.
La Figure 3 permet de voir une realisaLion du mecanisme de depla-cement des bras de serrage 15. Chacune de ceux-ci comporte un verin mecanique constitue pa~ un écrou 27 qui engrène avec ùne visl2e8ntraînée en~rotation, par l'intermediaire d'un mecanisme de transmission 29, par un moteur pas à pas, hydrai~lique, ~lectrique ou autre 30. Ce ~oteur peut, dans une première solution, etre place à l'interieur de l'envelop-pe 7 sans être lie à celle-ci et la transmission 2g peut alors être rigide. Dans une deuxieme solution, le moteur 30 est place en dehors de 3S l'enveloppe et fixé à celle-ci, la transmission 29 comportant un système de cardan. Une troisième solution,représentée ici,consiste à fixer le moteur sur un support ou fourreau 31 entourant le bras de serrage, fourreau relié a l'enveloppe 7 par un souffle~ d'étancheité 32, la ~ , .
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eransmission pouvant alors être rigide ; cette dernière solution place toute 13 mecanique d'entralnement des bras de serrage 15 en dehors de l'enceinte à vide.
Bien entendu, les modes de réalisation qui ont été décri~s en se référant au dessin n'ont aucun caractère limitatif, de nombreuses modi~
fications pouvant y être apportees sans sortir du cadre de l'invention.

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Claims (10)

Les réalisations de l'invention, au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendique, sont définies comme il suit: .
1. Chambre de soudage par faisceau d'électrons destinée à un assemblage bout à bout de deux pièces allon-gées qui défilent selon leur direction longitudinale au centre de la chambre de soudage, comprenant au moins un canon à électrons, un équipage muni de moyens de support, de positionnement et de déplacement de ce canon ou ces canons à électrons, ainsi que d'un moyen de serrage pou-vant enserrer une première desdites pièces allongées à
laquelle doit être ajoutée par soudage bout à bout une deuxième desdites pièces allongées, et une enveloppe, ayant deux extrémités longitudinales, qui définit une enceinte contenant le canon ou les canons à électrons et ledit équipage associe, qui est munie à ses extrémités longitudinales de fermetures d'étanchéité rétractables pouvant s'appliquer l'une sur la première pièce allongée, l'autre sur la deuxième pièce allongée et qui est reliée des moyens de mise sous vide, caractérisée en ce que ledit équipage est relie à ladite enveloppe par des moyens de liaison mécanique permettant, au moins dans une posi-tion de ceux-ci, un déplacement relatif dudit équipage et de ladite enveloppe de sorte que l'enveloppe repose sur une structure fixe tandis que ledit équipage peut être rigidement lié à ladite première pièce par ledit moyen.
de serrage.
2. Chambre de soudage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison mécanique sont des moyens de liaison rigide escamotables.
3. Chambre de soudage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison mécanique sont des moyens de liaison élastique.
4. Chambre de soudage selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison élastique sont constitués par des vérins pneumatiques.
5. Chambre de soudage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ces vérins comprennent des vérins agissant en direction longitudinale et des vérins agissant en direction transversale.
6. Chambre de soudage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les vérins pneumatiques sont des vérins à force réglable.
7. Chambre de soudage selon la revendication 6, caractérisée en ce que les vérins à force réglable sont associés à des palpeurs mesureurs de course qui en comman-dent le réglage.
8. Chambre de soudage selon la revendication 1, 4 ou 7, caractérisée en ce que ledit moyen de serrage est entraîné par des moteurs disposés à l'intérieur de l'en-veloppe.
9. Chambre de soudage selon la revendication 1, 4 ou 7, caractérisée en ce que ledit moyen de serrage est entraîné par des moteurs disposes sur l'enveloppe et à
l'extérieur de celle-ci, au moyen d'une mécanique d'en-traînement à système de cardan.
.
10. Chambre de soudage selon la revendication 1, 4 ou 7, caractérisée en ce que ledit moyen de serrage est entraîné par des moteurs disposés, avec des mécaniques d'entraînement, en dehors de l'enveloppe et fixés sur des supports qui sont reliés à l'enveloppe par des soufflets.
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