FR2463659A1 - PROCESS FOR STRENGTHENING TITANIUM WORK USING SUPPORT BONE INTO ANOTHER METAL - Google Patents
PROCESS FOR STRENGTHENING TITANIUM WORK USING SUPPORT BONE INTO ANOTHER METAL Download PDFInfo
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Abstract
LE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION EST CELUI DU RENFORCEMENT DES OUVRAGES EN TITANE 1 AU MOYEN D'UNE OSSATURE DE SOUTIEN 2 EN UN AUTRE METAL, EN FIXANT FERMEMENT L'OSSATURE DE SOUTIEN SUR L'OUVRAGE EN TITANE. LE PROBLEME TECHNIQUE POSE CONSISTE A FOURNIR UN PROCEDE DE RENFORCEMENT QUI PERMETTE UN SOUTIEN MAXIMAL SANS FAIRE APPEL A DES DISPOSITIFS SPECIAUX. SUIVANT L'INVENTION, ON FIXE L'OSSATURE DE SOUTIEN 2 SUR L'OUVRAGE EN TITANE 1 PAR SOUDAGE A L'ARC SOUS GAZ 3, 3A, SOIT DIRECTEMENT, SOIT EN SOUDANT D'ABORD PAR SOUDAGE A L'ARC SOUS GAZ UN ALLIAGE D'ALUMINIUM 3A SUR L'OUVRAGE EN TITANE 1, PUIS EN FIXANT ENSUITE L'OSSATURE DE SOUTIEN 2 SUR L'OUVRAGE EN TITANE 1, SUR L'ELEMENT 3A SOUDE SUR LUI, PAR DES MOYENS CLASSIQUES 4. L'INVENTION TROUVE SON UTILISATION PRINCIPALE SUR LES RESERVOIRS EN TITANE.THE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION IS THAT OF REINFORCING THE TITANIUM STRUCTURES 1 BY MEANS OF A SUPPORT FRAME 2 IN ANOTHER METAL, BY FASTENING THE SUPPORT FRAME ON THE TITANIUM WORK. THE TECHNICAL PROBLEM IS TO PROVIDE A REINFORCEMENT PROCESS WHICH ALLOWS MAXIMUM SUPPORT WITHOUT USING SPECIAL DEVICES. FOLLOWING THE INVENTION, THE SUPPORT FRAMING 2 IS FIXED ON THE TITANIUM WORK 1 BY GAS ARC WELDING 3, 3A, EITHER DIRECTLY, OR BY WELDING FIRST BY GAS ARC WELDING A ALUMINUM ALLOY 3A ON THE TITANIUM WORK 1, THEN BY FIXING THE SUPPORT FRAME 2 ON THE TITANIUM WORK 1, ON THE ELEMENT 3A WELDED TO IT, BY CLASSIC MEANS 4. THE INVENTION FOUND ITS MAIN USE ON TITANIUM TANKS.
Description
Procédé pour renforcer un ouvrage en titane au moyen d'une ossatureMethod for reinforcing a titanium structure by means of a framework
de soutien en un autre métal.support in another metal.
La présente invention a-pour objet un procédé pour renforcer un ouvrage en titane, notamment la paroi d'un réservoir en titane, au moyen d'une ossature de soutien en un autre métal, par exemple en aluminium, en fixant fermement l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane ou, en variante, en fixant l'une sur The present invention relates to a method for reinforcing a titanium structure, in particular the wall of a titanium tank, by means of a support structure made of another metal, for example aluminum, by firmly fixing the framework on the titanium structure or, alternatively, by fixing one on
l'autre une enveloppe en titane et une enveloppe en aluminium. the other a titanium envelope and an aluminum envelope.
On utilise habituellement le titane dans des ouvrages dans lesquels on doit avoir une résistance élevée à la Titanium is usually used in structures in which high resistance to
corrosion ou un rapport avantageux entre la résistance et le poids. corrosion or an advantageous ratio between resistance and weight.
En raison du prix élevé du titane, il est souhaitable de réaliser les ouvrages avec une quantité de titane aussi faible que possible et de doser cette quantité avec précision. On a réduit la proportion de Because of the high price of titanium, it is desirable to make the works with as little titanium as possible and to dose this amount accurately. We have reduced the proportion of
titane dans les ouvrages en titane en utilisant des ossatures de sou- titanium in titanium structures using structural frameworks
tien en métaux moins onéreux. Cependant, étant donné que la fixation d'autres métaux sur le titane par soudage s'est révélée très difficile, il a été nécessaire de fixer les ossatures de soutien sur les ouvrages en titane par d'autres moyens, par exemple par des assemblages par vis et crampons. Cependant, les assemblages par vis et crampons exigent beaucoup de main d'oeuvre et des oreilles de fixation spéciales pour in less expensive metals. However, since the attachment of other metals to the titanium by welding has proved very difficult, it was necessary to fix the support frames on the titanium structures by other means, for example by assemblies by screws and crampons. However, screw and spike connections require a lot of labor and special fastening ears for
leur assemblage avec le titane. Il en résulte que les ossatures devien- their assembly with titanium. As a result, the frames become
nent sujettes a la corrosion et n'assurent pas un soutien uniforme aux are subject to corrosion and do not provide uniform support for
ouvrages en titane.titanium articles.
On a fixé antérieurement un rail de con- Previously, a rail of
tact en aluminium sur des électrodes en titane, même sans interposer des assemblages par vis. On a moulé un élément en aluminium sur le bras d'électrode ajusté à travers l'enveloppe de la cellule, cet élément en aluminium étant à son tour fixé sur le rail de contact en aluminium par un assemblage à vis, par exemple comme décrit dans le brevet britannique 1 127 484. Une ossature de ce type nécessite des oreilles en titane sur aluminum tact on titanium electrodes, even without interposing screw connections. An aluminum member was molded onto the electrode arm fitted through the cell casing, this aluminum member being in turn fixed to the aluminum contact rail by a screw connection, for example as described in FIG. British Patent 1,127,484. A framework of this type requires titanium ears on
lesquelles l'aluminium peut être moulé. En outre, le moulage des extré- which aluminum can be molded. In addition, the molding of the
mités des oreilles dans l'aluminium constitue une étape opératoire difficile. -2- On a aussi effectué l'assemblage entre un rail de contact et une anode en titane en fixant l'électrode par Moved ears in aluminum is a difficult operating step. The assembly was also carried out between a contact rail and a titanium anode by fixing the electrode by
des boulons sur des supports d'anode à l'intérieur de la cuve électro- bolts on anode supports inside the electro-
lytique. Ces supports peuvent être soudés par résistance en une seule étape sur l'enveloppe en titane, cette enveloppe étant soudée à son lytic. These supports can be resistance welded in a single step on the titanium envelope, this envelope being welded to its
tour sur le conducteur en aluminium, pourvu que l'épaisseur de l'alu- turn on the aluminum conductor, provided that the thickness of the aluminum
minium soit inférieure à 3 mm, comme expliqué dans le brevet britan- less than 3 mm, as explained in the British patent.
nique 1 125 493. La faiblesse de cette ossature réside principalement en ce qu'elle ne convient pas dans le cas o ilfaut une épaisseur The weakness of this framework lies mainly in the fact that it is not suitable in the case of a thickness
d'aluminium supérieure à 3 mm.aluminum exceeding 3 mm.
On a aussi utilisé une plaque en titane assemblée par explosion avec un autre métal. Mais l'assemblage de telles plaques est difficile, de même que leur conception ainsi que A titanium plate joined by explosion with another metal was also used. But the assembly of such plates is difficult, as well as their design as well as
la réalisation des orifices d'entrée. En outre, l'ossature est oné- the realization of the entrance orifices. In addition, the frame is on-
reuse.reuse.
La demande de brevet allemande 2 603 626 décrit un autre procédé pour fixer un rail de contact en aluminium à l'enveloppe d'une cuve électrolytique en titane. Dans ce cas, une broche en cuivre, en aluminium, en acier et en titane a été fixée sur l'enveloppe en titane par frottement et par soudage par tige avec décharge d'un condensateur. La broche en aluminium peut alors être noyée dans les perçages pratiqués dans la plaque en aluminium et peut ensuite être soudée sur la plaque. La structure est compliquée et German Patent Application 2,603,626 discloses another method for attaching an aluminum contact rail to the casing of a titanium electrolytic cell. In this case, a pin made of copper, aluminum, steel and titanium was fixed to the titanium casing by friction and rod welding with discharge of a capacitor. The aluminum pin can then be embedded in the holes in the aluminum plate and can then be welded to the plate. The structure is complicated and
onéreuse; elle ne convient que pour certaines applications spéciales. expensive; it is only suitable for certain special applications.
Dans la demande de brevet allemande 2 735 059, un rail de contact en aluminium est fixé sur une plaque de base en titane au moyen de rondelles de contact fondues en métal de soudage, ces plaques ayant été pré-soudées au moyen d'une sonde reliée à une source ultra-sonore. Comme avec d'autres procédés de soudage, cela est difficile parce qu'il faut un équipement spécial et que le soudage doit être effectué sous vide ou dans un gaz de protection, In German Patent Application 2,735,059, an aluminum contact rail is attached to a titanium base plate by means of weld metal contact washers, these plates having been pre-welded by means of a probe. connected to an ultrasonic source. As with other welding processes, this is difficult because special equipment is required and welding must be done under vacuum or in a shielding gas.
dans lequel le film d'oxyde de titane doit également être éliminé. wherein the titanium oxide film must also be removed.
En conséquence, la présente invention a pour but de créer un procédé pour renforcer un ouvrage en titane, en réalisant économiquement un soutien maximal et sans faire appel à des Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for reinforcing a titanium workpiece, economically achieving maximum support and without resorting to
dispositifs spéciaux.special devices.
-3- Le procédé conforme à l'invention pour renforcer un ouvrage en titane au moyen d'une ossature de soutien en un autre métal en fixant fermement l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane est principalement caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane par soudage à l'arc sous gaz, soit directement, soit en soudant d'abord par soudage à l'arc sous gaz un The method according to the invention for reinforcing a titanium structure by means of a support structure made of another metal by firmly fixing the supporting framework on the titanium structure is mainly characterized in that attaches the supporting framework to the titanium structure by gas-arc welding, either directly or by first welding by gas-arc welding
alliage d'aluminium sur l'ouvrage en titane en en fixant ensuite l'os- aluminum alloy on the titanium structure, then fixing the bone
sature de soutien sur l'ouvrage en titane, sur l'élément soudé sur lui par des moyens classiques, par exemple par soudage ou brasage.! Conformément à l'invention, l'ossature de soutien est fixée sur l'ouvrage en titane, avantageusement par soudage MIG ou par soudage TIG (soudage sous gaz de protection). L'ossature the support element on the titanium work on the element welded to it by conventional means, for example by welding or brazing. According to the invention, the support frame is fixed on the titanium structure, advantageously by MIG welding or by TIG welding (welding under protective gas). The framework
de soutien utilisée peut être constituée par des raidisseurs, des élé- the support used may consist of stiffeners,
ments porteurs ou des éléments de serrage en aluminium. bearing or aluminum clamping elements.
Avec le procédé conforme à l'invention, il est possible d'obtenir un soutien efficace de l'ouvrage en titane With the process according to the invention, it is possible to obtain effective support of the titanium structure
sans faire appel à des assemblage compliqués à vis ou à crampons. L'os- without complicated screw or cleat assemblies. The bone-
sature de soutien peut être fixée directement sur l'ossature en titane sans oreilles additionnelles. Avec le procédé conforme à l'invention, Support can be fixed directly to the titanium frame without additional ears. With the process according to the invention,
il est possible de réaliser un ouvrage en titane renforcé simple, fa- it is possible to produce a simple reinforced titanium structure,
cile à entretenir et économique.cile to maintain and economical.
Conformément à la présente invention, l'ossature de soutien est soudée directement sur l'ouvrage en titane According to the present invention, the support frame is welded directly to the titanium structure
par soudage à l'arc sous gaz, de préférence par soucage MIG ou TIG. by gas arc welding, preferably by MIG or TIG.
Des essais de traction effectués sur une tige d'épreuve soudée, ont montré que la résistance de l'assemblage soudé correspondait à la Tensile tests carried out on a welded test rod showed that the strength of the welded joint corresponded to the
résistance de l'aluminium.resistance of aluminum.
On peut aussi souder à l'arc sous gaz de l'aluminium sur l'ouvrage en titane ou sur une partie de celui-ci et on peut fixer par des moyens classiques une ossature de soutien sur cet It is also possible to weld aluminum under a gas on the titanium work or on a part of it and it is possible to fix by conventional means a supporting framework on this
aluminium soudé.welded aluminum.
L'invention sera mieux comprise en regard The invention will be better understood with regard to
de la description ci-après et des dessins annexés représentant des of the following description and the accompanying drawings showing
exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: -4- - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe embodiments of the invention, drawings in which: FIG. 1 is a partial sectional view
de la paroi d'un réservoir en titane sur laquelle une nervure de rai- of the wall of a titanium tank on which a ribbing of
dissement a été fixée par le procédé conforme à l'invention; - la Fig. 2 est une vue partielle en coupe d'un autre réservoir en titane sur lequel une plaque de renfort a été fixée par le procédé conforme à l'invention; la Fig. 3 est une vue partielle en.coupe d'un raccord de conduite de réservoir en titane sur lequel une bague de renfort a été fixée par le procédé conforme à l'invention; - la Fig. 4 est une vue partielle en coupe d'un réservoir en aluminium à l'intérieur duquel un revêtement en titane dissement was fixed by the process according to the invention; FIG. 2 is a partial sectional view of another titanium tank on which a reinforcing plate has been fixed by the method according to the invention; FIG. 3 is a partial sectional view of a titanium tank pipe connection on which a reinforcing ring has been fixed by the process according to the invention; FIG. 4 is a partial sectional view of an aluminum tank inside which a titanium coating
a été fixé par le procédé conforme à l'invention. has been fixed by the process according to the invention.
Sur les Figures 1 et 3, la nervure de ren- In Figures 1 and 3, the rib of
fort 2 ou la bague de renfort 2 ont été fixées directement sur la paroi du réservoir en titane 1 par une soudure MIG ou TIG. En faisant usage de ce procédé, il a été possible d'utiliser une paroi considérablement plus mince pour le réservoir en titane, cette paroi étant soutenue par les éléments de raidissement ou de soutien réalisés en un métal moins cher. L'ouvrage représenté sur la Fig. 4 a été réalisé conformément à l'invention en pratiquant des perçages dans un réservoir en aluminium 2 et en ajustant un revêtement en titane 1 à l'intérieur de ee réservoir en aluminium 2. Ce revêtement a éeé fixé sur le réservoir en aluminium 2 au moyen de soudage effectué à travers les perçages et appelé soudage par plots. On peut ainsi réduire la fort 2 or the reinforcing ring 2 were fixed directly to the wall of the titanium tank 1 by a MIG or TIG weld. By making use of this method, it has been possible to use a considerably thinner wall for the titanium tank, this wall being supported by the stiffening or support elements made of a less expensive metal. The work shown in FIG. 4 was made according to the invention by drilling holes in an aluminum tank 2 and fitting a titanium coating 1 inside the aluminum tank 2. This coating was fixed on the aluminum tank 2 to means of welding performed through the holes and called welding by studs. We can reduce the
proportion de titane dans l'ouvrage. proportion of titanium in the book.
Dans le cas de la Fig. 2, on commence par fixer un alliage d'aluminium 3a sur l'ouvrage en titane 1, puis-;on fixe l'ossature de soutien 2 sur l'ouvrage en titane 1, sur l'élément soudé sur lui, par des moyens classiques 4, par exemple par soudage ou brasage. -5- In the case of FIG. 2, an aluminum alloy 3a is first attached to the titanium structure 1, and the support structure 2 is fixed to the titanium structure 1, to the element welded to it, by means conventional 4, for example by welding or brazing. -5-
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