Procédé de soudage en long d'un profilé métallique et dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention a pour objet un procédé de soudage en long d'un profilé métallique, notam ment d'un profilé de section à contour fermé obtenu par formage progressif, au moyen de galets par exemple, d'un feuillard métallique dont les bords lon gitudinaux, convenablement repliés doivent être en suite soudés l'un à l'autre par fusion d'un cordon de soudure interposé entre les lèvres à assembler.
Au cours de l'opération de soudage, il est indis pensable que le profilé ne soit l'objet d'aucune défor mation, laquelle se traduirait par un grand nombre d'inconvénients lors de l'utilisation ultérieure du pro filé.
L'application des procédés classiques de soudage, en particulier du procédé de soudage à la molette, donne lieu (notamment dans ce dernier procédé) à une déformation importante du profilé, déformation due à la localisation d'une énergie calorifique consi dérable dans la zone des parties de métal à assem bler. Par ailleurs, le contact entre la source de cha leur et le métal se traduit par un marquage gênant de la surface du profilé, au niveau de la molette de soudage.
On a donc pensé à remplacer la source de cha leur en contact matériel avec le profilé par une source d'énergie thermique sans contact avec le pro filé, en particulier un champ à haute fréquence agis sant par induction et dégageant, dans ledit profilé, une énergie calorifique suffisamment élevée pour la fusion des zones à souder, en particulier pour un soudage à grande vitesse de défilement du profilé.
Or, lorsqu'on se contente de faire passer le pro filé dans un inducteur constitué par une simple bo bine, on n'arrive pas à obtenir le résultat désiré car, d'une part, la fusion des zones à souder exige, dans ces zones du profilé, un surcroît de puissance diffi- cile à obtenir d'une simple bobine, à moins de procé der à un surchauffage général, coûteux et pouvant présenter de graves inconvénients et, d'autre part, la structure du joint du profilé est assez mal définie dans les zones à souder.
L'invention permet d'obvier à ces inconvénients et le procédé de soudage qui en fait l'objet est carac térisé en ce que l'on chauffe, par induction, au moyen de courants de haute fréquence, d'une part, l'ensem ble de la section du profilé, à une température légè rement inférieure à la température de soudage et, d'autre part, les zones à souder seulement, à la tem pérature nécessaire pour produire le soudage.
Etant donné que l'ensemble de la section du pro filé est porté à une température légèrement inférieure à la température de soudage, la différence de tempé rature entre celle de l'ensemble du profilé et celle des zones à souder est relativement faible et l'on ne constate pratiquement pas de déformation du profilé. Par ailleurs, on réalise une économie sensible d'éner gie, étant donné que seules les zones à souder sont portées à la température de soudage.
Dans une mise en aeuvre de ce procédé de sou dage, le chauffage de l'ensemble de la section du profilé est assuré par un inducteur principal, tandis que l'apport supplémentaire d'énergie aux zones à souder est assuré par au moins un inducteur auxi liaire.
Le chauffage de l'ensemble de la section du pro filé peut être effectué avec un couplage inductif très lâche entre l'inducteur principal et le profilé, de ma nière que l'échauffement du profilé s'effectue d'une manière uniforme.
Par contre, le chauffage, à la température de sou dage, des zones à souder peut être effectué avec un couplage inductif très serré entre lesdites zones à souder et l'inducteur auxiliaire.
La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de sou dage mentionné ci-dessus, ce dispositif étant caracté risé par le fait qu'il comprend un inducteur principal agencé de manière à entourer l'ensemble de la sec tion du profilé et un inducteur auxiliaire agencé de manière à n'agir principalement que sur les zones à souder. .
Une forme de réalisation du dispositif pour la mise en aeuvre du procédé selon l'invention est repré sentée schématiquement et à titre d'exemple au des sin ci-annexé, sur lequel la fig. 1 est une vue en coupe d'un exemple de profilé métallique à souder ; les fig. 2 et 3 sont des vues analogues, montrant certaines anomalies que peuvent présenter les lèvres à souder ; _ la fig. 4 est une vue en coupe, suivant la ligne IV-IV de la fig. 5, des éléments essentiels du dispo sitif de soudage ;
la fig. 5 est une vue de profil avec coupe longi tudinale partielle, du dispositif de soudage<B>;</B> la fig. 6 est une vue en perspective de l'induc teur auxiliaire seul; la fig. 7, enfin, est un schéma des connexions des inducteurs principal et auxiliaire avec le générateur de courants de haute fréquence.
Sur la fig. 1 on a représenté en coupe transver sale le profilé à souder. En réalité, les molettes de la machine conformatrice fournissent un profilé dont la structure, au niveau dés lèvres à souder, est mal définie ; sur la fig. 2 il existe un court-circuit en B ;sur la fig. 3, il existe un court-circuit en B'. Ces courts-circuits possibles font que le chauffage des zones à souder est aléatoire lorsqu'on n'utilise qu'un seul inducteur pour chauffer le profilé.
Le dispositif de soudage représenté aux fig. 4 à 7 permet d'obvier à ces difficultés.
Il comprend, disposé en aval de la machine con- formatrice C d'où sort le profilé A obtenu à partir d'un feuillard, un inducteur principal constitué par un tube de quartz 1 sur lequel est disposé un enrou lement 2, alimenté à partir d'un générateur de cou rants de haute fréquence 3.
Le tube de quartz 1 qui sert de support à l'enroulement haute fréquence 2 constitue également un moyen pour isoler électrique ment ledit enroulement d'avec le profilé A passant sensiblement dans l'axe du tube. La fonction de cet inducteur principal est d'amener l'ensemble de la sec tion du profilé A à une température uniforme légère ment inférieure à la température de soudage.
En aval de l'inducteur principal 1-2, en considé rant le sens du déplacement (flèche F), se trouve un inducteur auxiliaire 4 ayant la forme d'une double épingle à cheveux (voir fig. 6) embrassant la zone à souder a du profilé A.
Le rôle de l'inducteur auxiliaire 4, qui est éga lement alimenté par le générateur 3, est de porter 1a zone à soudera à une température supérieure à celle engendrée par l'inducteur principal dans l'ensemble du profilé, et apte à provoquer la fusion d'un cor don de soudure<I>d</I> (fig. 4) inséré dans la zone<I>a.</I> La pression de soudage est ensuite produite dans une filière D disposée immédiatement à la suite des in ducteurs, filière dans laquelle s'opère le pressage des lèvres du joint soudé.
Comme on le voit sur la fig. 7, les inducteurs 2 et 4 sont connectés en série. Un interrupteur 5 per met de mettre hors d'action l'inducteur auxiliaire en le court-circuitant. Dans certains cas, on pourra uti liser deux ou un plus grand nombre d'inducteurs auxiliaires. Par ailleurs, on peut également prévoir des moyens de réglage permettant de faire varier le rapport des énergies fournies respectivement à l'in ducteur principal et à l'inducteur auxiliaire.
Method for longitudinal welding of a metal profile and device for implementing this method The present invention relates to a method for longitudinal welding of a metal profile, in particular of a section profile with closed contour obtained by progressive forming, by means of rollers for example, of a metal strip whose longitudinal edges, suitably folded, must then be welded to each other by fusion of a weld bead interposed between the lips to be assembled .
During the welding operation, it is essential that the profile is not subject to any deformation, which would result in a large number of disadvantages during the subsequent use of the profile.
The application of conventional welding processes, in particular the seam welding process, gives rise (in particular in the latter process) to a significant deformation of the profile, deformation due to the localization of considerable heat energy in the zone. metal parts to assemble. Furthermore, contact between the heat source and the metal results in an annoying marking of the surface of the profile, at the level of the welding wheel.
Consideration has therefore been given to replacing the heat source in material contact with the profile by a source of thermal energy without contact with the profile, in particular a high-frequency field acting by induction and releasing, in said profile, a heat energy high enough for the fusion of the areas to be welded, in particular for welding at high speed of the profile.
However, when one is satisfied to pass the profile through an inductor constituted by a simple coil, one does not manage to obtain the desired result because, on the one hand, the fusion of the zones to be welded requires, in these areas of the profile, an increase in power difficult to obtain from a single coil, unless general overheating is carried out, expensive and which can have serious drawbacks and, on the other hand, the structure of the joint of the profile is rather poorly defined in the areas to be welded.
The invention obviates these drawbacks and the welding process which is the subject thereof is characterized in that one heats, by induction, by means of high frequency currents, on the one hand, the the entire section of the profile, at a temperature slightly lower than the welding temperature and, on the other hand, the areas to be welded only, at the temperature necessary to produce the weld.
Since the whole section of the profile is brought to a temperature slightly below the welding temperature, the temperature difference between that of the whole profile and that of the areas to be welded is relatively small and the practically no deformation of the profile is observed. Furthermore, a significant saving in energy is achieved, given that only the areas to be welded are brought to the welding temperature.
In one implementation of this welding process, the heating of the entire section of the profile is provided by a main inductor, while the additional supply of energy to the areas to be welded is provided by at least one inductor. auxiliary.
The heating of the entire section of the profile can be carried out with a very loose inductive coupling between the main inductor and the profile, so that the heating of the profile takes place in a uniform manner.
On the other hand, the heating, to the welding temperature, of the zones to be welded can be carried out with a very tight inductive coupling between said zones to be welded and the auxiliary inductor.
A subject of the present invention is also a device for implementing the soldering method mentioned above, this device being characterized in that it comprises a main inductor arranged so as to surround the whole of the sec tion of the profile and an auxiliary inductor arranged so as to act mainly only on the areas to be welded. .
An embodiment of the device for carrying out the method according to the invention is shown schematically and by way of example in the attached drawings, in which FIG. 1 is a sectional view of an example of a metal profile to be welded; figs. 2 and 3 are similar views, showing certain anomalies which the lips to be welded may present; _ fig. 4 is a sectional view, taken along line IV-IV of FIG. 5, essential elements of the welding device;
fig. 5 is a side view with partial longitudinal section, of the welding device <B>; </B> FIG. 6 is a perspective view of the auxiliary inductor alone; fig. 7, finally, is a diagram of the connections of the main and auxiliary inductors with the generator of high frequency currents.
In fig. 1 shows in cross section the profile to be welded. In reality, the wheels of the shaping machine provide a profile whose structure, at the lips to be welded, is poorly defined; in fig. 2 there is a short circuit at B; in fig. 3, there is a short circuit at B '. These possible short circuits mean that the heating of the zones to be welded is random when only one inductor is used to heat the profile.
The welding device shown in FIGS. 4 to 7 obviates these difficulties.
It comprises, arranged downstream of the shaping machine C from which the profile A obtained from a strip exits, a main inductor consisting of a quartz tube 1 on which is disposed a winding 2, supplied from a high frequency current generator 3.
The quartz tube 1 which serves as a support for the high frequency winding 2 also constitutes a means for electrically insulating said winding from the section A passing substantially in the axis of the tube. The function of this main inductor is to bring the entire section of profile A to a uniform temperature slightly lower than the welding temperature.
Downstream of the main inductor 1-2, considering the direction of movement (arrow F), there is an auxiliary inductor 4 in the form of a double hairpin (see fig. 6) embracing the area to be welded. a of profile A.
The role of the auxiliary inductor 4, which is also supplied by the generator 3, is to bring the zone to be welded to a temperature higher than that generated by the main inductor in the whole of the profile, and capable of causing the weld. fusion of a <I> d </I> welding horn (fig. 4) inserted in the <I> a. </I> zone The welding pressure is then produced in a die D placed immediately after drivers, die in which the pressing of the lips of the welded joint takes place.
As seen in fig. 7, inductors 2 and 4 are connected in series. A switch 5 enables the auxiliary inductor to be disabled by short-circuiting it. In some cases, two or more auxiliary inductors may be used. Furthermore, adjustment means can also be provided making it possible to vary the ratio of the energies supplied respectively to the main inductor and to the auxiliary inductor.