FR2576664A1

FR2576664A1 - Method for producing tank bodies, and tank bodies implementing this method

Info

Publication number: FR2576664A1
Application number: FR8501025A
Authority: FR
Inventors: Andre Depierre
Original assignee: La Soudure Autogene Francaise
Current assignee: Lincoln Electric Co France SA
Priority date: 1985-01-25
Filing date: 1985-01-25
Publication date: 1986-08-01

Abstract

The invention relates to the manufacture of tank bodies. Two arched bottoms 13, 14 are prepared in a press and are directly welded at their periphery to the internal face of a cylindrical ferrule body 12. The welding takes place with the axis of the ferrule body 12 in the vertical direction using one or more welding torches 60, 61, 62, etc. The arrangements provided allow a simple and accurate layout of the parts to be assembled, which is particularly suitable for application to automated welding for cost-effective mass productions. Application to the manufacture of tanks with limited internal pressure.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de corps de réservoir, du genre à paroi formée d'une virole aux deux extrémités de laquelle sont soudés deux fonds. The present invention relates to a method of manufacturing a reservoir body, of the type with a wall formed by a ferrule at the two ends of which two bottoms are welded.

En général, les fonds de forme très bombée proviennent d'emboutissage ou de formage sur des machines à galeter à partir de flancs plans préalablement détoures1 tandis que les viroles sont formées à partir de découpes de tôles rectangulaires, roulées et soudées bord à bord ou à recouvrement. Le cas échéant, dans le cas de dimensions importantes, les viroles peuvent être constituées de plusieurs tôles soudées les unes aux autres selon I 'axe longitudinal et cela avant ou après roulage. In general, the very domed bottoms come from stamping or forming on rolling machines from planed flanks beforehand1, while the ferrules are formed from rectangular sheet metal cuttings, rolled and welded edge to edge or to recovery. Where appropriate, in the case of large dimensions, the ferrules can be made up of several sheets welded to each other along the longitudinal axis and this before or after running.

les procédés de soudage fond-virole mettent pratiquement toujours en oeuvre des fonds bombés ayant des bords relevés ou conformés de façon soit à venir alignés en bout des viroles, soit à recouvrement avec ces viroles, soit dans des emboltements ménagés par ces viroles. bottom-ferrule welding methods practically always use domed bottoms having raised or shaped edges so as either to come aligned at the end of the ferrules, or overlapping with these ferrules, or in embolisms formed by these ferrules.

Ces différentes formas de réalisation de corps de réservoir présentent de nombreux inconv#nients1 notamment lorsqu'ils doivent être produits de façon industrielle et économique et l'on énumère ci-après certains de ces inconvénients - il est nécessaire, pour assurer l'automatisation, d'avoir une
précision de montage préparatoire particulièrement fine, ce qui
nécessite plusieurs opérations successives pour que les pièces
présentent la tolérance constructive requise ; - les emboîtements conduisent à une utilisation surabondante de tôles
et peuvent donner des difficultés pour les opérations ultérieures de
traitement interne des réservoirs ; dans le cas où les réservoirs
sont dépourvus de revêtement intérieur, les edboRtements constituent
des points préférentiels d'accrochage pour des oxydations ou des nids
pour divers dépôts - l'emboutissage ou le formage des fonds et, à fortiori, pour les fonds
présentant des emboutis profonds, conduisent à des épaisseurs
différentes de paroi sur le produit fini, ce qui amine à choisir
au départ une tôle d'épaisseur surabondante par rapport à celle qui
serait strictement nécessaire du Point de vue de la résistance à la
pression - d'une façon générale, le soudage circulaire d'un fond à un corps de
virole est effectué avec l'axe de virole selon la direction
horizontale, en sorte qu'on ne peut mettre en oeuvre qu'une seule tête
de soudage, ce qui limite ainsi le cadencement d'une channe de
production, ou oblige à multiplier le nombre de postes de travail pour
tenir une cadence élevée.These different formas for making tank bodies have many disadvantages # 1 especially when they have to be produced industrially and economically, and some of these drawbacks are listed below - it is necessary, to ensure automation, to have a
particularly fine preparatory assembly precision, which
requires several successive operations for the parts
have the required constructive tolerance; - the interlockings lead to an overabundant use of sheets
and may give difficulties for the subsequent operations of
internal treatment of tanks; in case the tanks
are devoid of internal coating, the edboRtements constitute
preferential attachment points for oxidation or nests
for various deposits - stamping or forming of funds and, a fortiori, for funds
with deep stampings, lead to thicknesses
different wall on the finished product, which leads to choosing
at the outset a sheet of thickness that is superabundant compared to that which
would be strictly necessary from the standpoint of resistance to
pressure - in general, the circular welding of a bottom to a body of
ferrule is made with the ferrule axis in the direction
horizontal, so that only one head can be used
welding, thereby limiting the timing of a channel
production, or requires increasing the number of workstations to
maintain a high rate.

L'objet de la présente invention vise à minimiser considérablement, voire à supprimer les inconvénients rappelés plus haut, et à permettre ainsi une production plus éconanique et plus satisfaisante techniquement, notamment pour les réservoirs qui ne sont pas soumis à de très fortes pressions de service et qui sont destinés à être produits en très grande série. The object of the present invention is to considerably minimize or even eliminate the drawbacks mentioned above, and thus to allow more economical and technically satisfactory production, in particular for tanks which are not subjected to very high operating pressures. and which are intended to be produced in very large series.

Selon l'invention, on met en place chaque fond en contact avec la partie terminale de virole, avec un déplacement final de venue en position de soudage qui, relativement audit fond bombé, s'effectue dans le sens de la face concave vers la face convexe, après quoi le soudage est effectué de l'extérieur. De la sorte, les fonds peuvent être obtenus à partir d'une simple opération de presse assurant à la fois la mise en forme et la découpe, puisque tout bord relevé est maintenant supprime.De ce fait, la précision d'exécution des fonds est alors d'excellente qualité,~ qui permet de passer à une automatisation d'assemblage, dans la mesure où la virole est elle-mime obtenue avec une grande précision, ce qui est facile à obtenir, car la tolérance sur la coupe droite d'un flanc destiné à la fabrication d'une virole est alors divisée par le rapport 3,14 au niveau du diamètre de la virole proprement dite. According to the invention, each bottom is placed in contact with the terminal part of the ferrule, with a final displacement coming into the welding position which, relative to said convex bottom, takes place in the direction of the concave face towards the face convex, after which welding is carried out from the outside. In this way, the bottoms can be obtained from a simple press operation ensuring both the shaping and the cutting, since any raised edge is now removed. As a result, the precision of execution of the bottoms is then of excellent quality, which makes it possible to pass to an automation of assembly, insofar as the ferrule is itself obtained with great precision, which is easy to obtain, because the tolerance on the straight cut of a flank intended for the manufacture of a ferrule is then divided by the ratio 3.14 at the level of the diameter of the ferrule itself.

L'épaisseur finale des fonds n'est pratiquement pas influencée par le formage puisqu'il n'y a pas de rabattage important des bords, de sorte que le fond peut être ajusté à la cote la plus précise pour tenir la pression.The final thickness of the bottoms is practically not influenced by the forming since there is no significant folding of the edges, so that the bottom can be adjusted to the most precise dimension to hold the pressure.

La cambrure élastique des fonds leur confère une certaine capacité à être montés, avec une tolérance de jeu négative (c'est-à-dire en serrage systématique), dans le corps de virole lorsqu'on les introduit dans un sens de déplacement concavité vers convexité. The elastic camber of the funds gives them a certain capacity to be mounted, with a negative clearance tolerance (that is to say in systematic tightening), in the shell body when they are introduced in a direction of movement concavity towards convexity.

le mode d'assemblage préconisé plus haut permet que le soudage d'un fond au corps de virole puisse s'effectuer avec l'axe de virole placé selon une direction verticale et le fond à souder en position haute, chaque torche de soudage opérant en surplomb, Il est ainsi possible non seulement d'assurer une automatisation plus aisée car moins encombrante et, en outre, on peut mettre en oeuvre des machines de soudage "muiti-têtes" permettant ensuite de moduler le cadencement d'une chaîne de production en fonction des postes de travail les plus rapides, ce qui évite les goulots d'étranglement classiques aux postes de soudage des fonds. the method of assembly recommended above allows the welding of a bottom to the shell body to be carried out with the ferrule axis placed in a vertical direction and the bottom to be welded in the high position, each welding torch operating in overhang, It is thus possible not only to ensure easier automation because it takes up less space and, in addition, it is possible to use "multi-head" welding machines which then make it possible to modulate the timing of a production line by function of the fastest workstations, which avoids the classic bottlenecks at the bottom welding stations.

En outre, la préparation soignée du joint à souder mettant en oeuvre une tolérance très serrée permet, même sans exiger une pénétration totale, d'obtenir une racine du joint de soudure pouvant être compatible avec les revêtements intérieurs parfois appliqués dans certaines fabrications, tels que des émaillages, des galvanisations ou des revêtements en matière plastique. In addition, the careful preparation of the weld joint using a very tight tolerance allows, even without requiring total penetration, to obtain a root of the weld joint which can be compatible with the internal coatings sometimes applied in certain manufacturing, such as enamelling, galvanizing or plastic coatings.

les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit à titre d'exemple de différents modes de mise en oeuvre en référence aux dessins annexés dans lequels - la figure 1 est une vue en coupe axiale, partiellement en vue
cavalière d'un réservoir selon l'invention en cours de soudage ; - la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure
i; - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe et partielle agrandie d'une
autre forme de réservoir - la figure 5 est une vue en coupe d'une troisième forme de réalisation - la figure 6 est une vue schématique montrant la mise en place d'un
fond cambré convexe extérieurement - la figure 7 est une vue partielle an coupe axiale d'une autre
variante de réalisation.the characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the description which follows by way of example of different embodiments with reference to the appended drawings in which - FIG. 1 is a view in axial section, partially in view
rider of a tank according to the invention during welding; - Figure 2 is an enlarged view of a detail of the figure
i; - Figures 3 and 4 are enlarged partial and sectional views of a
another form of tank - Figure 5 is a sectional view of a third embodiment - Figure 6 is a schematic view showing the establishment of a
arched bottom convex externally - Figure 7 is a partial view in axial section of another
variant.

En se référant aux figures 1 et 2, on voit qu'un corps de réservoir il comporte une virole cylindrique 12 et deux fonds cambrés 13 et 14, tous deux à concavité tournée vers l'extérieur. les fonds cambrés 13 et 14 sont en fait des calottes sphériques ayant un rayon de courbure relativement important, hla découpe à la presse de leur circonférence ayant été obtenue en fin de course de l'opération de cambrage), de sorte que leur venue en position de soudage correcte ne laisse qu'une gorge étroite 18 entre un bord d'extmité 15 des fonds 13 et 14 et une face annulaire interne 16 des corps de virole 12, l'opération de soudage qui est effectuée avec un fil d'apport permet une fusion partielle des deux éléments assemblés selon le schéma de cordon indiqué en pointillé qui assure ainsi une bonne tenue de la racine 17 du cordon de soudage 13 pouvant apparaître dans l'espace interne du corps de réservoir. Referring to Figures 1 and 2, we see that a tank body it comprises a cylindrical shell 12 and two arched bottoms 13 and 14, both concavity facing outward. the cambered bottoms 13 and 14 are in fact spherical caps having a relatively large radius of curvature, the press cutting of their circumference having been obtained at the end of the cambering operation), so that their coming into position correct welding leaves only a narrow groove 18 between an end edge 15 of the bottoms 13 and 14 and an internal annular face 16 of the shell bodies 12, the welding operation which is carried out with a filler wire allows a partial fusion of the two elements assembled according to the bead diagram indicated in dotted lines which thus ensures good resistance of the root 17 of the welding bead 13 which may appear in the internal space of the tank body.

Dans la forme de réalisation représentée aux figures 3 et 4, un corps de réservoir 31 cortotte un corps de virole 32 et deux fonds cambrés à convexité tournée vers l'extérieur 33 et 34, le soudage entre le corps de virole 32 et chaque fond 33 et 34 étant du type de celui représenté à la figure 4 qui se distingue de celui de la figure 2 en ce que la gorge initiale 38 est alors tournée vers l'intérieur du corps de réservoir. En pratique, ccxnpte tenu du montage avec une tolérance légèrement négative, cet évidement reste inférieur à ce qui est couramment obtenu dans des préparations classiques de soudage bord à bord. In the embodiment shown in Figures 3 and 4, a reservoir body 31 cortotte a ferrule body 32 and two curved bottoms with outwardly convexity 33 and 34, the welding between the ferrule body 32 and each bottom 33 and 34 being of the type shown in FIG. 4 which differs from that of FIG. 2 in that the initial groove 38 is then turned towards the inside of the tank body. In practice, given the mounting with a slightly negative tolerance, this recess remains less than what is commonly obtained in conventional edge-to-edge welding preparations.

On indique à la figure 6 les différentes étapes de mise en position de soudage d'un fond cambré à convexité tournée vers l'extérieur. On voit d'abord qu'un bras articulé 51 déplace par. un organe de retenue 52 un fond 33 en position inclinée par rapport à l'axe de virole 32, en le glissant selon f à l'intérieur, jusqu'à ce que le bord le moins engagé 53 du fond 33 ait franchi la zone transversale du futur joint de soude, apres quoi une butée annulaire transversale 54 est placée en bout de l'extrfimité supérieure de virole et l'on fait subir par le bras articulé 51 au fond 33 un léger mouvement de recul selon f' qui irone d'abord l'extrémité 53 en appui sur la butée 54, puis assure une rotation selon la flèche R jusqu'à ce que le fond 33 soit appliqué par toute sa périphérie contre la butée 54. Le fond 33 est alors en position de soudage. FIG. 6 shows the different steps for placing in the welding position a cambered bottom with convexity facing outwards. We first see that an articulated arm 51 moves by. a retaining member 52 a bottom 33 in an inclined position relative to the ferrule axis 32, sliding it along f inside, until the least engaged edge 53 of the bottom 33 has crossed the transverse zone of the future soda joint, after which a transverse annular abutment 54 is placed at the end of the upper ferrule end and the articulated arm 51 at the bottom 33 is subjected to a slight recoil movement according to f 'which irons of first the end 53 resting on the stop 54, then rotates according to arrow R until the bottom 33 is applied by its entire periphery against the stop 54. The bottom 33 is then in the welding position.

Ainsi qu'on le remarque à la figure 1, le soudage peut avantageusement s'effectuer en agençant le corps de virole de façon à ce que son axe longitudinal soit vertical, ce qui permet la mise en outre d'une machine à plusieurs têtes de soudage représentée ##matiquement en 60, 61 et 62. Bien entendu, cette façon de faire s'applique également à la mise en#oeuvre selon les figures 3 et 4. As can be seen in FIG. 1, the welding can advantageously be carried out by arranging the ferrule body so that its longitudinal axis is vertical, which allows the addition of a machine with several heads. welding represented ## matically in 60, 61 and 62. Of course, this procedure also applies to the implementation # according to FIGS. 3 and 4.

La variante décrite à la figure 5 caçte un corps de virole 63, un fond cambré à convexité tournée vers l'extérieur 64 et un fond cambré à concavité tournée vers l'extérieur 65. The variant described in FIG. 5 encloses a ferrule body 63, a cambered bottom with convexity facing outwards 64 and a cambered bottom with concavity turned outwards 65.

Il ressort de la description que l'engagement des calottes formant les fonds barbés est avantageusement faite par un engagement serré d'un fond selon un mouvement final dans les sens concavité-convexité. On peut prévoir d'autres mesures permettant cet engagement serré, par exemple en procédant par voie thermique à une rétraction du fond et/ou à une dilatation du corps de virole. It emerges from the description that the engagement of the caps forming the barbed bottoms is advantageously made by a tight engagement of a bottom according to a final movement in the concavity-convexity directions. Other measures can be provided for this tight engagement, for example by thermally retracting the bottom and / or expanding the shell body.

En se référant à la figure 7, une variante de réalisation prévoit qu'un fond 71 en forme de calotte sphérique à concavité tournée vers l' intérieur du réservoir vient s 'appuyer par une partie annulaire périphérique 72 de sa face externe 73 contre une partie annulaire périphérique 75 de la face interne 76 d'un bord 77 de virole 78 rabattu vers l'axe et vers l'intérieur du réservoir, de façon à présenter une concavité touniee vers l'intérieur du réservoir ayant sensiblement le mAme rayon de courbure que le fond 71, le cordon de soudage étant représenté en 79.La mise en place des fonds 71 à l'intérieur de la virole 78 s'effectue de préférence avant de rabattre le bord de la virole. Si la gamme opératoire ne le permet pas, il est aussi possible de déformer la virole à l'intérieur desa limite élastique et d' introduire les fonds inclinés dans l'ellipse ainsi obtenue. La mise en position définitive des fonds contre le bord rabattu de la virole s 'effectue alors par un bras muni à une ventouse s'il n'y a pas d'orifice central permettant sa prise. turès cette mise en contact, il est alors possible d'exécuter le cordon de soudure 79. Referring to Figure 7, an alternative embodiment provides that a bottom 71 in the form of a spherical cap with a concavity turned towards the inside of the reservoir comes to bear by a peripheral annular part 72 of its external face 73 against a part peripheral annular 75 of the internal face 76 of an edge 77 of a ferrule 78 folded down towards the axis and towards the inside of the tank, so as to have a concavity turned towards the inside of the tank having substantially the same radius of curvature as the bottom 71, the weld bead being shown at 79. The installation of the bottoms 71 inside the ferrule 78 is preferably carried out before folding down the edge of the ferrule. If the operating range does not allow it, it is also possible to deform the shell within its elastic limit and to introduce the inclined bottoms into the ellipse thus obtained. The final positioning of the funds against the folded edge of the ferrule is then effected by an arm provided with a suction cup if there is no central orifice allowing it to be taken. turès this contacting, it is then possible to execute the weld bead 79.

L'invention s'applique à la réalisation de réservoirs à pression interne limitée. The invention applies to the production of tanks with limited internal pressure.

Claims

REVEDICUICNS

1. - A method of manufacturing a reservoir body of the kind with a wall formed from a ferrule at the two ends of which are welded bayed bottoms, characterized in that each bottom is put in contact with a terminal portion of the ferrule, with a final displacement coming into the welding position which, relatively to said convex bottom, takes place in the direction of the concave face towards the convex face, after which the welding is carried out from the outside.

2. - Manufacturing method according to claim 1, characterized in that a base is placed in the welding position by elastic support of its peripheral edge on the internal face of the ferrule body.

3. - A method of manufacturing a reservoir body according to claim 2, characterized in that the engagement of a beard bottom intended to form a bottom with a concavity turned towards the outside is effected by axial engagement on the side of the end. of the ferrule body, which is intended to receive said bottom.

4. - A method of manufacturing a tank body according to claim 2, characterized in that the engagement of a cambered bottom intended to form a bottom with convexity turned towards the outside is carried out by axial engagement of the bottom first in having the bottom in an inclined position relative to the axis of the ferrule, then moving it axially while maintaining said inclined position of said bottom until the most advanced portion of the edge of said bottom comes or returns to the correct welding position , after which by causing a rotary displacement of said bottom to bring it over its entire periphery against the internal face of the shell body in the correct welding position.

5. - Preceded for manufacturing a tank with elliptical bayed bottoms, according to claim 1, characterized in that a bottom is introduced into the shell body, then brought into abutment by a peripheral annular part of its convex face against an annular part of the internal face of the ferrule, each end edge of which is folded inwards.

6. - A method of manufacturing a reservoir according to claim 5, characterized in that the ferrule has its edge folded down before introduction of the bottom, which is made possible by an inclined engagement of said bottom and an elastic deformation of the ferrule.

7. - A method of manufacturing a reservoir according to claim 5, characterized in that the shell edge is folded down after engagement of a bottom.

8. - A method of manufacturing a reservoir body according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the welding of a bottom to the ferrule body is carried out with the ferrule axis placed in a vertical direction and the bottom to be welded in the high position, each welding torch operating in overhang.

9. - A method of manufacturing a reservoir body according to any one of claims 1 to 8, characterized in that several welding torches are used in over-flatness, which are distributed circularly around the joint to be welded.

10. - reservoir body further putting the method according to one of claims 1 to 9, characterized in that it catports a reservoir body in the form of a cylindrical shell and two domed bottoms in the form of a substantially spherical cap, having a relatively large radius of curvature, the weld taking place between the peripheral edge of said bottom and an internal annular end portion of the ferrule body, if necessary folded towards the inside.