Procédé de fabrication de tubes métalliques Il est connu de fabriquer des tubes métalliques suivant un procédé selon lequel une bande de métal en bande est déplacée longitudinalement et, pendant ce mouvement, est façonnée transversalement de fa çon à recevoir en section transversale une forme tu bulaire présentant des parties de recouvrement et dont des faces adjacentes sont unies entre elles par un métal d'union.
Il est également connu de revêtir la bande for mant le tube d'un métal d'union. Après que la bande a reçu sa forme creuse en section, elle est soumise à un traitement thermique qui provoque la fusion du métal d'union et, après que le métal s'est solidifié, les faces adjacentes sont soudées l'une à l'autre.
Le procédé de fabrication de tubes métalliques objet de la présente invention, est caractérisé en ce qu'on fait mouvoir longitudinalement une bande de métal et en .ce qu'on la façonne transversalement pendant ce mouvement pour lui donner une forme tubulaire en section présentant des portions de re couvrement tournées l'une vers l'autre, avec un des bords de la bande disposé à l'intérieur du tube et si tué au point où se trouve la portion la plus basse du tube, en ce qu'on introduit du métal d'union dans le tube en cours de façonnage et,
pendant que ce tube et le métal d'union y introduit continuent leur mou vement longitudinal avec ledit bord intérieur de la bande maintenu à la position la plus basse, en ce qu'on fait passer le tube à travers une zone de chauf fage pour fondre le métal d'union de façon qu'il pé nètre à l'état fondu entre les faces de contact du joint à établir,
au point où lesdites faces intersectent la surface intérieure du tube et près de la portion la plus basse du tube et coule à partir de ce point à travers tous les espaces interstitiels des faces d'union, et en ce qu'on fait alors passer le tube hors de la zone de chauffage pour solidifier le métal d'union et unir ainsi lesdites faces.
Une forme d'exécution de l'invention est repré sentée, à titre d'exemple, au dessin annexé dans le quel La fig. 1 est une vue générale représentant un laminoir à tubes, une zone de chauffage et un refroidisseur.
La fig. 2 est une coupe transversale, à plus grande échelle, par la ligne 2-2 de la fig. 1 et représente le tube façonné à sa sortie du laminoir, ainsi que 1a façon dont s'effectue la fourniture du métal d'union avant le traitement thermique.
La fig. .3 fait ressortir comment le façonnage de la bande est effectué par quelques-uns des premiers galets façonneurs du laminoir.
La fig. 4 représente la bande au moment où le façonnage est presque terminé.
La fig. 5 est une coupe, à plus grande échelle, par la ligne 5-5 de la fig. 1, illustrant les derniers ga lets du laminoir qui contractent et façonnent la bande, le mandrin de support du laminoir, ainsi que la façon dont le métal d'union est fourni.
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 2 repré sentant le tube fini.
A la fig. 1 est représentée et désignée par 1 une bobine de bande métallique, dont la bande 2 est dé roulée et entraînée à travers un laminoir à tubes pourvu d'une série de galets façonneurs désignés par 3, qui servent à façonner la bande pour lui donner une forme creuse en section. Ces laminoirs à tubes sont bien connus et, par conséquent, il n'est pas né cessaire de décrire ici d'une façon détaillée les ga lets effectuant le façonnage.
Le laminoir à tubes dif fère des laminoirs antérieurement connus en ce que la bande est façonnée de telle manière que le joint soit situé au point le plus bas du tube.
Le tube préféré est celui construit avec une dou ble paroi, comme représenté aux fig. 2 et 6. La bande est cintrée ou façonnée sur environ 720 , de sorte que le tube fini possède une couche extérieure 4 et une couche intérieure 5. Les bords de la bande sont biseautés, comme représentés aux fig. 2 et 6, et leurs biseaux sont tournés l'un vers l'autre et situés de part et d'autre d'une zone déportée de la portion inter médiaire 7 de la bande.
Cette portion intermédiaire 7 et les faces biseautées des extrémités de la bande sont indiquées en 8 et 9, ces parties 7, 8 et 9 consti tuant le joint 10.
Le laminoir à tubes façonne la bande de la ma nière indiquée aux fi-. 3 et 4. Un des bords de la bande est coudé angulairement, comme indiqué en 11, et l'autre bord est soumis en quelque sorte à une action de laminage au cours du façonnage auquel est soumise la bande pour recevoir la forme creuse en section.
Le coude 11 a pour rôle de résister aux forces de compression qui interviennent lorsque le laminage de la bande s'effectue par un mouvement dirigé en quelque sorte de gauche à droite en regar dant la fi-. 3, ce coude étant redressé au moment où le façonnage final est sur le point d'être terminé de telle sorte qu'il épouse la forme arquée des pa rois du tube et se trouve incorporé à la couche exté rieure.
Le tube est façonné autour d'un mandrin 12 qui est maintenu ancré par un support 14. Sur la majeure partie de sa longueur, le mandrin possède un diamè tre qui est moindre que le diamètre intérieur du tube, de sorte qu'il ne joue aucun rôle dans le façonnage de la bande, mais à son extrémité il possède un plus grand diamètre, comme représenté à la fig. 5. Les derniers galets 15 et 16 enserrent étroitement le tube autour de la portion de plus grand diamètre du man drin afin d'assurer le serrage des portions biseautées de la bande l'une contre l'autre.
Le mandrin est creux, c'est-à-dire qu'il présente un passage central 18, et le métal d'union a été re présenté sur le dessin comme étant sous forme d'un fil métallique 21 qui est déroulé d'une bobine 20. Ce fil 21 est.entraîné à travers le mandrin creux et est déposé à l'intérieur du tube, comme indiqué à la fig. 5, où il tombe ou descend sous l'action de la pesanteur jusqu'à une position située à ou près de la portion la plus basse du tube et à proximité du joint 10.
Le tube peut être fait à partir d'une bande d'acier, et le métal d'union peut être du cuivre. Toutefois, on peut faire usage d'autres métaux d'union, par exemple d'alliages de cuivre et de diverses soudures telle celle dite dure, dont le point de fusion est relativement élevé. Le métal de la bande peut être autre que de l'acier.
On peut par exemple faire usage de métal Monel, auquel cas il conviendrait de faire usage d'un métal d'union qui assure convenablement l'union des faces mutuellement adjacentes en métal Monel. Le métal d'union pourrait être livré sous forme d'une bande n'ayant pas la section circulaire du fil métallique ordinaire, ou bien encore à l'état finement divisé, par exemple sous forme de poudre qui serait refoulée le long du passage du mandrin.
L'ensemble du tube façonné animé d'un mouve ment longitudinal et du métal d'union qu'il renferme est alors directement introduit dans une zone de chauffage qui, de préférence, chauffe le tube par ré sistance électrique. La zone de chauffage 25, en l'oc currence un four, renferme, à titre d'électrodes, des rouleaux 26, 27 et 28,à chacun desquels est asso cié un rouleau de soutien 29, 30 et 31, respective ment. 34 désigne un transformateur dans la bobine secondaire duquel est induit un courant électrique de faible tension et de grande intensité.
Un côté du se condaire est relié par un conducteur électrique 35 au rouleau formant l'électrode extrême 28, et par un conducteur 36 au conducteur que constitue le rouleau extrême 26. L'autre côté du secondaire est relié par un conducteur 37 au rouleau ou électrode intermédiaire 27. En connectant ainsi les électrodes, on réduit au minimum les difficultés que présente le problème de l'isolement des éléments de l'appareil.
Pendant le passage du tube à travers la zone de chauffage, il est chauffé par la résistance électrique jusqu'à un point supérieur au point de fusion du métal d'union. L'atmosphère régnant à l'intérieur de la zone de chauffage est de préférence oxydante, ou non réductrice, et un gaz approprié peut être admis à cette zone par un tuyau 40. Le métal d'union. fondu descend par son propre poids à la base du tube, où se forme le joint 10. Par conséquent, ce métal fondu se crée un passage immédiat vers la face biseautée 8 du joint.
Les faces d'union du joint sont, ainsi qu'il a précédemment été expliqué, en relation de capil larité étroite et, en fait, sensiblement en contact. En raison de l'action capillaire, le métal d'union pénètre ainsi rapidement entre lesdites faces, en 8, au point où ces faces intersectent la surface intérieure du tube, et se répand circonférentiellement entre les faces ad jacentes des couches, puis entre les faces biseautées adjacentes situées en 9, les espaces interstitiels sépa rant ces diverses faces adjacentes constituant, en fait,
un espacement capillaire . Cette action est très rapide. Par exemple, lorsque la bande est en acier et que le métal d'union est le cuivre, le point est d'au tant meilleur que les faces de limitation du joint sont plus serrées ou rapprochées l'une de l'autre.
Alors même que ces faces auraient été assemblées intime ment à la presse, le cuivre se crée rapidement un pas sage entre elles et le joint final est d'autant plus so lide que les faces de limitation sont plus serrées. A mesure que le tube continue son mouvement longi- tudinal, il pénètre dans un refroidisseur 42 qu'il tra- verse. Ce dernier peut être du type à chemise de re froidissement et un liquide réfrigérant peut y être introduit par un orifice d'admission 43 et en sortir par un orifice d'échappement 44.
Les gaz du four passent à l'intérieur de ladite chemise dans la di rection du mouvement du tube et peuvent s'échapper à l'état brûlé à l'extrémité de sortie du refroidisseur.
La bande étant façonnée avec celles de ses faces destinées à former le joint placées à son point le plus bas, le joint sera maintenu à la base du tube pen dant toute la durée de son passage à travers le four. Il se produira probablement un certain degré de tor sion du tube après sa sortie du laminoir et un dépla cement résultant du joint par rapport à la position centrale inférieure exacte, comme conséquence des efforts et tensions auxquels le métal de la bande a été soumis à l'intérieur du laminoir et pendant les premiers stades du traitement thermique.
Le joint n'a toutefois pas la possibilité de s'écar ter dans une mesure exagérée de sa position extrême la plus basse et sa position est toujours telle que le métal d'union fondu pénètre dans les interstices sé parant les faces de joint. L'attraction capillaire éli mine sensiblement tout le cuivre de l'intérieur du tube, de sorte qu'il n'en reste pas sous forme de petites flaques ou gouttelettes.
Les surfaces intérieures de la couche intérieure 5 situées au voisinage du joint peuvent être revêtues d'une très mince pellicule de cuivre résiduel après que le cuivre fondu a pénétré entre les faces d'union, mais cette pellicule est extrê mement mince et ne constitue guère plus qu'une co loration cuivrée.
De préférence, la quantité de cuivre fournie, qui peut être déterminée par la section trans versale du fil, sera de préférence choisie exactement, en relation avec le diamètre du tube, de façon que la quantité de cuivre présente soit suffisante pour rem plir entièrement tous les interstices séparant les faces d'union du joint sans excès sensible. Le cuivre ne risque pas de s'échapper à l'extérieur des faces bi seautées 9, parce que l'action capillaire cesse là où lesdites faces intersectent la surface périphérique ex térieure du tube.