Procédé de fabrication d'un tube à partir d'une bande de métal et tube fabriqué par ce procédé.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'non tube et, à titre de produit industriel, un tube fabriqué par ce procédé.
Dans la description donnée ci-après, le terme tube est considéré comme l'équivalent du terme tuyau et l'un ou l'autre de ees termes pourront être utilisés indifféremment sans que l'invention soit de ce fait limitée en ce qui concerne la grosseur ou le diamètre de l'article fabriqué. Les tubes oti tuyaux sont, comme on le sait, très utilisés à l'heure actuelle dans diverses industries pour ]c transport de fluides, comme par exemple dans l'industrie des automobiles, la réfrigé lotion et le chauffage. De plus, ils sont utilises comme éléments de charpente.
La présente invention a pour objet la fabrication d'un tube à partir d'une matière métallique en bande par un procédé perfectionné qui permette de les fabriquer au prix d 'unie dépense relativement faible.
A cet effet, le présent tube est fabriqué à partir d'une bande de métal qui est cintrée transx ersalement une une étendue angulaire de 360 degrés environ, de manière à constituer la forme creuse en section transversale, et les bords de la bande sont réunis d'une lanière telle qu'on obtient une nouvelle structure de joint.
I1 n'est pas nécessaire que la bande de métal soit revêtue ou doublée d'une couche d'un métal d'union ou d'étant chéité et cette caractéristique, conjointement avec le fait que la paroi du tube fabriqué ne comporte qu'une seule épaisseur, permet d'utiliser une bande de tôle relativement peu coûteuse. Le façonnage du tube, et en parti culer l'opération qui consiste à réaliser le joint qui ferme le tube de façon étanche peut être effectué de manière que les vitesses de production du présent tube soient relativement élevées, ce qui se traduit par une économie supplémentaire.
Dans le procédé selon l'invention, on donne à une bande de métal, qui peut être une tôle d'un métal ferrent tel que l'acier, un mouvement longitudinal et on la cintre transversalement sous forme d'un tube, les bords de la bande étant amenés l'un contre l'antre de telle sorte que des zones continues de chacun de ces bords soient plaeées mutuellement en contact. Une façon préférée de réunir les bords consiste à les disposer l'un contre l'autre par leurs tranches, le joint résultant étant celui communément appelé joint à rapprochement , mais des zones des bords autres que leurs tranches pourraient être amenées en contact.
Lesdites zones sont ensuite soudées l'une à l'autre en des points espacés répartis le long du joint, de préfé rence par voie électrique et les portions inter inédiaires sont réunies par soudure à l'aide d'un métal d'union. Les points de soudure servent à maintenir les bords étroitement en contact, mais n'ont pas pour rôle de réaliser un joint étanche au fluide. Toutefois, par le dépôt ultérieur d'un métal d'union dans les íntervalles qui séparent les points de soudure et la fusion de ce métal, on assure l'union complète des zones de contact et, par suite, 'obtention d'un joint étanche au fluide.
Si le métal de la bande est l'acier, ce métal d'apport sera de préférence un métal à braser tel que le cuivre ordinaire ou un métal à base de enivre, tel qu'un alliage de cuivre et d'étain, on alliage de cuivre et de nickel, etc., ce me- tal s'infiltrant dans les interstices subsistant entre les portions de zone qui séparent les points de soudure et finissant ces zones sur toute la longueur du tube.
Au dessin annexé:
La fig. 1 est une vue en élévation schématique illustrant une mise en pratique parti eulière de procédé selon l'invention et un appareil pour sa mise en ceuvre.
La fig. 2 est une vue en perspective du tube tel qu'il a été initialement façonné, ce tube étant coupé dans le plan de la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective du tube après exécution de la soudure par points, le tube étant coupé dans le plan de la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue en perspective du tube après qu'il a été préparé en vue du traitement final, le tube étant coupé dans le plan de la ligne 44 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un tube fini, le tube étant coupé dans le plan de la ligne 5-5 de la fig. 1.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 5, mais mettant en évidence une autre façon de façonner les bords de la bande pour établir un contact entre ces bords.
Les fig. 7, 8, 9 et 10 sont des vues sché- matiques illustrant des manières différentes de distribuer le métal d'union sur le tube.
Comme représenté à la fig. 1, la bande de tôle 1 est initialement sons la forme d'une bobine 2, dont elle est déroulée en vue de son entraînement à travers un laminoir à tubes pourra de galets, indiqués de façon générale en 3 et entre lesquels la bande est cintrée transversalement de façon à recevoir une forme creuse en section. Comme représenté à la fig. 2, la bande a été cintrée sur une étendue angulaire de 360 degrés environ, et les tranches de ses bords ont été amenées sensiblement en contact. Le tube ainsi formé est désigné par 4, et les deus bords sont dési gnes par 5 et 6. Un laminoir à tubes tel que celui représenté à la fig. 1 est bien connu et il n'est pas nécessaire d'en donner plus de détails.
Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, le métal de la bande peut être l'acier, et la bande n'exige aucun revêtement ou autre traitement propre à fournir le métal d'union. Bien entendu, cette bande peut être faite de divers types et qualités de métal, selon les desiderata envisagés pour le tube fini. On peut faire usage d'un acier possédant des propriétés de résistance à la corrosion et l'on peut aussi utiliser d'autres métal.
Il va de soi que la bande de métal et le tube façonné à partir de cette bande sont entraînés dans la direction longitudinale et qu'il est prévu, en un point situé en aval de la zone de cintrage, une électrode soudeuse 10 sous forme de galet avec lequel coopèrent des galets de pression 11. Le tube passe à travers l ouverture constituée entre ces galets. Les bords sont fortement pressés l'un contre l'autre et sont soudés par points l'un à l'autre, comme cela est indiqué en 12 à la fig. 3. On dépose ensuite le métal d'union, diverses mé- thodes pouvant être adoptées pour effectuer ce dépôt.
Comme représenté à la fig. 1, un fil 13 fait du métal d'apport ou d'union est déroulé d'une bobine 14 et conduit à travers un pistolet pulvérisateur ou métalliseur 15 qui tond le métal et le projette à l'état divisé sur le tube par son ajutage 16. Comme représenté à la fig. 4, une bandelette de métal est ainsi projetée sur le tube, sur lequel elle forme un cordon désigné par 17. De préférence, le mé- tal est projeté sur le tube à l'emplacement du joint à réaliser. Le métal d'union peut se soli cirier sur le tube.
Le métal d'union choisi varie selon les désirs du. fabricant ou de l'usager et selon les conditions que doit remplir le tube fini. Dans le choix du métal d'union, on devra aussi te ir compte de la matière dont est faite la bande. A cet égard, il convient que le métal d'union soit tel, d'une part, qu'il soit possible de ] e fondre à une température qui ne risque pas de clétruire les soudures par points, et eue, d'autre part, il puisse s'allier au métal de la bande, de manière à établir une union solide des bords entre les sondures par points.
De cette manière, les bords de la bande sont unis à la fois par les soudures par points et par le métal d'union. Cette double liaison des bords de la bande de métal assure l'obtention d'un joint d'une solidité exceptionnelle. Dans un exemple particulier du mode opératoire qui vient d'être décrit, on utilise une bande d'acier et un métal d'union à base de cuivre, ce métal pouvant être le cuivre lui-même de la pureté du commerce.
Le tube et le métal d'union sont portés à une température susceptible de braser les bords à l'aide du cuivre, tout en ne risquant pas de détruire les sou dures par points. Une telle température peut être située au voisinage de 10930 C dans le cas d'une bande d'acier lorsque le cuivre est utilisé à titre de métal d'union.
Le tube pénètre alois dans mie zone de brasage, représentée sur le dessin comme constituée par un four 20 pourvu d'électrodes 21, 22 et 23 en regard de chacune desquelles est disposé un galet d'appui 24.
Le courant électrique est fourni aux électrodes à partir d'un transformateur convenable 25; les électrodes extérieures étant connectées avec le même côté du secondaire du transformateur et l'électrode médiane étant connectée à l'autre côté dudit secondaire, il n'est pas néces saire d'en isoler les autres parties de l'appa reil. Le four est pourvu d'une atmosphère d'un gaz non oxydant ou réducteur, lequel peut pénétrer dans le four par un tuuan 26 et s'échapper à l'extérieur à travers les extré- mités du four et le refroidisseur.
On peut entourer d'une atmosphère non oxydante ou réductrice celles des parties de l'appareil utilisé dans le présent procédé et des portions du tube pour lesquelles une telle mesure peut être jugée désirable ou nécessaire. Comme représenté, ce gaz peut être introduit dans le tube par un tuyau 34. Le refroidisseur, qui est dircctement relié au four, comprend iine enveloppe tubulaire, composée dune paroi intérieure 27 et d'une paroi extérieure 28 et dans laquelle on fait circuler un agent réfrigérant qui est admis à l'intérieur de ladite enveloppe par un tuyau 29 et s'en échappe par un tuyau 30. En un point situé en aval du refroidisseur, il est prévu deux galets d'entraînement 31.
Au moment où le tube traverse le four le courant électrique traverse le tube dans sa direction longitudinale et la résistance électrique de ce tube a pour effet de le porter à une température suffisamment élevée pour fondre le métal d'union 17 qui, ainsi liquéfié, coule entre les zones de con- tact 5 et 6 des bords opposés. Comme les soudures par points restent intactes, ces zones sont maintenues étroitement appliquées l'une eontre l'autre, et le métal d'union remplit et obture les interstices existant entre lesdites zones de contact. Si le métal d'union est, par exemple le cuivre, la bande de métal étant en acier, le cuivre fondu coulera entre les zones de contact, même si celles-ci sont maintenues fortement pressées l'une contre l'autre.
En fait, le joint obtenu est d'autant meilleur que le contact est plus étroit.
Lorsque, ainsi qu'il a été mentionné plus haut, le métal d'union obture l'espace qui subsiste entre les faces en contact, la situation envisagée est celle dans laquelle un tel espace est infinitésimal du fait que lesdites faces sont maintenues étroitement - et même sous pression - l'une contre l'autre. Le tube pénètre alors dans le refroidisseur, dans lequel règne de préférence une atmosphère réductrice ou non oxydante et dans lequel le métal. d'union se solidifie, les zones de contact étant ainsi unies en tous les points de la longueur du tube, de manière à constituer un joint étanche au fluide. Il est possible qu'il reste dans le tube fini une bande du métal d'union régnant sur toute la longueur du joint, mais ceci ne présente pas d'inconvé- nient.
Le métal d'union peut aussi recouvrir les soudures par points, lesquelles sont ainsi moins apparentes sur le tube fini, et le métal d'union peut couler autour des soudures individuelles et même les recouvrir à l'intérieul du tube. La brasure du joint est indiquée par des hachures croisées indiquées en 32 à la fig. 5. Le joint ainsi formé est composé de soudures par points situées à uit certain écartement l'une de l'autre et des portions brasées intermédiaires. Les soudures par points et les portions brasées intermédiaires sont révélées dans le tube fini, en particulier si le tube est soumis à des essais, et ces deux séries de joints individuels contribuent à assurer la résistance mécanique et l'étanchéité au fluide du joint considéré dans son ensemble.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un joint à rapprochement. Les bords de la bande peuvent être façonnés de telle manière que des zones autres que les tranches longitudinales soient amenées au contact l'une cie l'autre. Par exemple, le tube a représenté à la fig. 6 est établi avec un joint à recouvre- ment, un des bords 5a de la bande étant disposé à recouvrement sur l'autre bord 6a. Dans ce cas, le métal d'union peut se créer un passage entre les zones mutuellement à recouvrement ainsi qu'entre la tranche du bord 6a et l'épaiilement 33 constitué par le bord déporté 5a.
Il existe d'autres moyens permettant de déposer le métal d'union sur le tube. La fig. 7 représente un tel autre moyen selon lequel le métal d'union est sous forme d'un fil ou bande 35 qui peut être déroulé d'une bobine 36 et qui, au fur et à mesure qu'il est entraîné longitudinalement, est soudé par points au tube par bn galet formant électrode 37. Dans ce cas, la bande (ou fil) de métal d'union n'est fondue qu'au moment où elle est exposée à la chaleur régnant à l'intérieur du four 20. En fait, ceci est aussi le cas de la fig. 1, étant donné que le métal d'lion peut se solidifier sur le tube après qu'il a été projeté par l'ajutage 16 et être de nouveau fondu à l'intérieur du four.
Dans la disposition représentée à la fig. 8, le métal d'union peut être à l'état de poudre finement divisée et mélangée avec un véhicule convenable, tel qu'une huile, ce mélange étant contenu dans un récipient 40. De e pré- férence, la pâte que constitue ce mélange est suffisamment fluide pour pouvoir couler du récipient sur le tube, mais suffisamment visqueuse pour rester sur le tube près du joint à établir. Le véhicule peut être éliminé par combustion ou vaporisation à l'intérieur du four, de telle sorte qu'il ne reste que le métal fondu, qui peut ainsi couler dans les interstices du joint.
On peut choisir le véhicule de façon que sa combustion à l'intérieur du four contribue au maintien d'un milieu non oxydant on réducteur à i intérieur du four.
Dans la disposition représentée à la fig. 9, le fil ou bande de métal d'union 41 est déroulé d'une bobine d'alimentation et conduit à l'intérieur dn tube. Bien entendu, il est nécessaire que le fil soit introduit dans le tube avant que les bords 5 et 6 aient été amenés au contact l'un de l'autre. Dans ce cas, le métal d'union est foncin à l'intérieur du tube, coule le long des parois intérieures dudit tube et pénètre : finalement dans le joint. Grâce à cette disposition, le métal d'non peut être distribué de telle sorte que, en plus d'alimen- ter le joint en métal d'union, il constitue un revêtement de la paroi intérieure du tube.
Dans la disposition représentée à la fig. 1.0, la bande (ou fil) de métal union 42 est déroulée de la bobine d'alimentation 43 à l'aide de galets eonvenables 44 et le métal est fondu, de manière à se déposer sur le tube, par exemple à l'aide d'une tête 45 de sondage à l'arc. La bande de métal fondu ainsi déposée sur le tube par la tête de sondage 45 est susceptible de se solidifier avant son entrée dans le four, surtout si le tube sur lequel elle est déposée est froid.
On voit, par eonséquellt, que le procédé décrit permet de fabriquer un tube d'une façon continue et avec une vitesse de production élevée. Si l'on désire, par exemple, seize points de soudure par déeimètre le long du joint et qu'on dispose d'un courant alternatif de 60 périodes pour les soudeuses par points, soit un courant à 120 alternances par seconde, cn pourra déplacer la bande et le tube à une vitesse linéaire de l'ordre de 45 mètres par minute. On peut augmenter cette vitesse e augmentant la fréquence du conrant alternatif.
Pour de telles vitesses, il faut nécessairement donner au four 20 une longueur et une capacité telles qu'vil soit susceptible de porter la température à une valeur suffisamment élevée pour fondre le métal d'union.
REVENDICATIONS:
I. Procédé de fabrication d'un tube à partir d'une bande de métal, caractérisé en ce qu'il consiste à comiuuiiiqiter à la bande un mouvement longitudinal et à la cintrer sous la forme d'un tube dont les bords opposés sont amenés l'un contre l'autre, de sorte que des zones continues de chacun desdits bords soient mutuellement placées en contact et forment un joint, à souder lesdites zones de contact 1 une à l'autre en des points espacés répartis le long du joint, de telle manière qu'il subsiste entre ces points des portions qui ne sont pas fixées l'une à l'autre, à déposer un métal d'union sur le tube,
à faire passer le tube ainsi pourvtl d'un dépôt de métal d'union à travers une zone de chauffage, de manière à provoquer la fusion du métal d'union et son écoulement entre lesdites portions pour obturer les interstices existant entre elles, puis à refroidir le tube pour solidifier le métal d'union et unir lesdites portions, de telle sorte qu on obtient un joint composé d'une série de points soudés et de portions unies qui üe touchent et alternent sur toute la longueur du tube.
II. Tube obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I.