FR2730432A1 - Tube metallique a enroulement multiple, procede et dispositif pour sa fabrication - Google Patents
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Abstract
- L'invention concerne un procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) comportant une zone de jonction externe remplie d'un matériau de brasage formant une surface circonférentielle externe entièrement unie et des parois adhérant l'une à l'autre de manière totale à l'aide d'un matériau de brasage sans vide subsistant, caractérisé en ce qu'il consiste à souder par pression les parois du corps tubulaire à enroulement multiple (12) entre elles dans la direction radiale, alors qu'au moins la surface périphérique externe d'un matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est portée à une température de fluidité par chauffage, puis à refroidir lesdites parois. - L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, comprenant un dispositif de formage (1), un dispositif de chauffage (2) et un dispositif de refroidissement (3), ledit dispositif comportant, en outre, des moyens de soudage par pression disposés entre l'intérieur du dispositif de chauffage (2) et l'entrée du dispositif de refroidissement (3).
Description
TUBE METALLIQUE A ENROULEMENT MULTIPLE, PROCEDE ET
DISPOSITIF POUR SA FABRICATION
La présente invention se rapporte à un tube métallique à enroulement multiple obtenu par enroulement et brasage d'un matériau de frettage (matériau de frettage métallique), ainsi qu'à un procédé et à un dispositif pour
sa fabrication.
Suivant un procédé connu de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple on déforme de manière plastique un matériau de frettage (matériau de frettage métallique) comportant un matériau de brasage à base de cuivre revêtu sur toute sa surface, suivant un corps tubulaire à l'aide d'un dispositif de formage, on fait fondre le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire à enroulement multiple à l'aide d'un dispositif de chauffage et ensuite on solidifie le matériau de brasage fondu à l'aide d'un dispositif de
refroidissement en vue d'obtenir le produit final.
Les moyens pour fondre le matériau de brasage du tube métallique à enroulement multiple dans ce procédé consistent à utiliser un four électrique et un système de génération de chaleur par voie ohmique par application d'un courant électrique. Le procédé mettant en oeuvre le four électrique consiste à découper un tube métallique, mis sous forme d'une structure à paroi à enroulement multiple par l'intermédiaire d'un dispositif de formage, suivant une longueur prédéterminée, et à envoyer les tubes métalliques à enroulement multiple, chacun d'une longueur prédéterminée, successivement dans le four électrique et à faire fondre le matériau de brasage, cependant que le procédé mettant en oeuvre une génération de chaleur par voie ohmique consiste à envoyer du courant électrique dans un corps tubulaire à l'aide de deux électrodes à distance l'une de l'autre dans le sens longitudinal du corps tubulaire délivré de manière continue à partir du dispositif de formage, à faire fondre le matériau de brasage en chauffant par voie ohmique le corps tubulaire et à effectuer le brasage de manière continue (voir le brevet US 2.746.141 et le brevet DE N 813.839). Cependant, ce procédé connu de fabrication d'un
tube métallique à enroulement multiple présente les problèmes suivants.
Plus particulièrement, du fait de l'abrasion de l'outil de formage intégré dans le dispositif de formage, la variation des propriétés mécaniques ou dimensionnelles du matériau de frettage allongé (habituellement de longueur supérieure à 1000 m) enroulé sous forme d'une bobine provoque quelquefois des vides entre chaque couche de la paroi multiple ou un pelage entre les parties de jonction interne et externe lors de l'étape de formation de la paroi
du tube.
Si le tube métallique à enroulement multiple est dans un tel état, des vides sont formés dans quelques endroits qui gênent l'adhérence du matériau du revêtement de brasage entre chacune des parois enroulées du tube même après brasage, ce qui provoque une adhérence de faible qualité, de même qu'une faible adhérence au niveau des zones de jonction, si bien que l'on ne peut pas utiliser les produits obtenus comme canalisations de transport et que
ces produits doivent être mis au rebut.
Les figures 20 sont des photographies montrant une partie d'une structure en coupe d'un tube métallique à enroulement multiple fabriqué suivant un procédé connu, la figure 20A étant une photographie montrant une zone entre parois et la figure 20B étant une photographie agrandie montrant
une zone de jonction externe.
Comme il ressort des photographies des figures 20A et 20B, dans un tube métallique à enroulement multiple fabriqué selon le procédé connu, des vides sont quelquefois formés entre les couches superposées de la paroi du tube dans lesquels le revêtement de brasage est absent, ce qui entraîne une adhérence de faible qualité et une dénivellation formée dans la zone de jonction externe, en sorte qu'il peut en résulter un problème au point de vue qualité au cas o une étanchéité est requise entre la surface circonférentielle externe du tube et un tuyau de caoutchouc ou une bague, lorsque ce dernier
recouvre la surface du tube au cours de son utilisation.
En outre, dans le procédé connu, puisqu'il n'y a pas de moyens appropriés pour éliminer les vides entre chaque couche de la paroi du tube provoqués au cours de l'étape de formage, les matériaux doivent être choisis en considération des propriétés mécaniques, par exemple l'effet de ressort du
matériau de frettage, ce qui restreint la plage de sélection des matériaux.
Habituellement, un matériau de frettage ayant une longueur de plus de 100 m est mis en forme tel quel sans correction de dispersion dimensionnelle pour ses différentes parties. En outre, compte-tenu des vides entre les couches enroulées provoqués au cours de l'étape de formage, une grande quantité de matériau de brasage est nécessaire ce qui accroît le coût de ce matériau, notamment du cuivre et de plus, ceci accroît l'épaisseur de la couche de cuivre utilisée comme matériau de brasage (voir la photographie de la figure 9B) et peut être un souci entraînant un risque de fragilité avec l'accroissement de la
couche de cuivre, ce qui n'est pas souhaitable.
La présente invention a été réalisée en considération des problèmes ci-
dessus rencontrés dans l'art antérieur et l'un des objets de l'invention est de réaliser un tube métallique à enroulement multiple de haute qualité avec une excellente adhérence entre les enroulements de la paroi du tube et pour ce qui concerne la zone de jonction même si une dispersion dimensionnelle est rencontrée dans les différentes parties du matériau de frettage allongé, en mettant en forme le matériau tout en corrigeant la dispersion par chauffage, en sorte d'étendre la plage de sélection du matériau, de réduire la fragilité qui augmente avec la quantité de revêtement de brasage et de réduire la quantité du matériau de brasage utilisé, I'invention concernant également un procédé et
un dispositif pour la fabrication d'un tel tube.
Un tube métallique à enroulement multiple selon la présente invention présente un aspect dans lequel une zone de jonction externe est remplie d'un matériau de brasage de façon à rendre la surface circonférentielle externe totalement unie et les enroulements de la paroi adhèrent de manière ferme
sans laisser de vides dépourvus de matériau de brasage.
En outre, le procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple selon la présente invention consiste à réaliser un soudage par pression des parois d'un corps tubulaire à enroulement multiple dans une direction radiale, alors qu'au moins la surface périphérique du matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est maintenue par chauffage à une température
de fluidité, puis à refroidir lesdites parois.
Le procédé comporte également une caractéristique de mise en oeuvre d'au moins l'une des étapes suivantes: pressage de la surface circonférentielle externe du corps tubulaire sensiblement de manière uniforme, dans une direction axiale à partir de l'extérieur, en vue de souder par pression radiale les parois du corps tubulaire entre elles, 15. pressage de la surface circonférentielle interne du corps tubulaire, sensiblement de manière uniforme, en direction axiale à partir de l'intérieur, application d'une force de traction au corps tubulaire axialement à ce dernier. Le procédé comporte une caractéristique supplémentaire d'application d'un refroidissement primaire simultanément au soudage par pression dans la direction radiale, ou aussi rapidement que possible après le soudage, puis
d'application d'un refroidissement secondaire.
Suivant encore une autre caractéristique, on effectue un refroidissement brusque du matériau de brasage à l'état fluide, approximativement jusqu'au point de solidification de ce matériau, par le refroidissement primaire effectué simultanément au soudage par pression radiale, ou aussi rapidement que
possible après.
Suivant encore une autre caractéristique, on réalise le chauffage à l'aide d'un four à braser, d'un dispositif de chauffage ohmique ou d'un dispositif de chauffage à haute fréquence. De plus, le dispositif de chauffage ohmique
utilise une source de courant électrique continu.
En outre, un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention comporte un dispositif de formage pour mettre un matériau de frettage sous la forme d'un corps tubulaire à enroulement multiple, un dispositif de chauffage pour fondre le matériau de brasage présent entre les parois du corps tubulaire à enroulement multiple et un dispositif de refroidissement pour solidifier le matériau de brasage fondu et refroidir le corps tubulaire, ledit dispositif comportant au moins des moyens pour souder par pression les parois entre elles du corps tubulaire à enroulement multiple, dans une direction axiale, de façon à rendre fluide le matériau de brasage entre I'intérieur du dispositif de chauffage et l'entrée du dispositif de refroidissement. En outre, les moyens de soudage par pression comprennent au moins des moyens pour presser la surface extérieure du corps tubulaire sensiblement de manière uniforme, en direction axiale depuis l'extérieur, ou des moyens de variation de la vitesse de transfert pour appliquer une force de traction sur le
corps tubulaire dans sa direction axiale.
Par ailleurs, les moyens de soudage par pression à partir de l'extérieur comportent un ou plusieurs jeux de rouleaux de pressage ou une ou plusieurs matrices. Les moyens de soudage par pression à partir de l'intérieur comportent une broche ou une tête d'expansion mécanique agencée de façon à agrandir le
diamètre du corps tubulaire à enroulement multiple.
De plus, les moyens de variation de la vitesse de transfert pour appliquer une force de traction dans la direction de l'axe tubulaire comportent un ou plusieurs jeux de rouleaux de pressage du corps tubulaire et un jeu de rouleaux de pincement au voisinage de l'aval des rouleaux de pressage, et des moyens de variation de la vitesse de transfert pour rendre le diamètre du rouleau de pincement supérieur à celui du rouleau de pressage, ou accroître la
vitesse de rotation de ce dernier.
D'autre part, le dispositif de refroidissement comprend des moyens de refroidissement primaire pour refroidir de manière brusque le matériau de brasage sensiblement jusqu'au point de solidification et des moyens de refroidissement secondaire pour refroidir le corps tubulaire sensiblement
jusqu'à la température ambiante.
Les moyens de refroidissement primaire comprennent au moins une buse de pulvérisation d'un moyen de refroidissement, agencée de façon à refroidir la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement multiple. Le jeu de rouleaux de pressage a une structure du type à trois rouleaux et le rayon de courbure de la gorge du rouleau de pressage est égal ou légèrement inférieur à celui du diamètre extérieur du corps tubulaire à
enroulement multiple.
Dans la présente invention, la surface circonférentielle externe d'un corps tubulaire à enroulement multiple est pressée sensiblement de manière uniforme dans la direction radiale, à partir de l'extérieur, par un dispositif de soudage par pression comprenant un ou plusieurs jeux de rouleaux ou bien une ou plusieurs matrices, ou bien la surface circonférentielle interne du corps tubulaire est pressée sensiblement uniformément dans la direction radiale, à partir de l'intérieur, par un moyen de soudage par pression comprenant par exemple une broche ou une tête d'expansion tubulaire ou bien on fait varier la vitesse de transfert du corps tubulaire par l'intermédiaire d'un moyen de variation de la vitesse de transfert comprenant un ou plusieurs jeux de rouleaux de pressage du corps tubulaire et un jeu de rouleaux de pincement au voisinage de l'aval des rouleaux de pressage, de façon à appliquer une force de traction au corps tubulaire dans la direction de son axe, en sorte d'appliquer une force réduisant le diamètre du corps tubulaire, cependant qu'au moins la surface circonférentielle externe du matériau de brasage entre les enroulements de la paroi du corps tubulaire est maintenue par chauffage à une température assurant sa fluidité, grâce à quoi la pression soude les parois les unes aux autres dans la direction radiale, si bien que les parois sont soudées par pression les unes aux autres avec le matériau de brasage à l'état fondu, ce qui réduit les vides dépourvus de matériau de brasage entre les parois, le matériau de brasage étant par ailleurs pressé lors du soudage par pression de façon à remplir la zone de jonction externe si bien que la dénivellation est réduite ou comblée, rendant ainsi la surface circonférentielle externe
sensiblement unie sur sa totalité.
Lorsque les moyens de soudage par pression comportent des rouleaux de pressage ou des matrices appliquant une pression à partir de l'extérieur, le rouleau ou la matrice est du type à refroidissement par eau. Si les moyens de soudage par pression sont constitués par une broche appliquant une pression à partir de l'intérieur, la broche est du type à
refroidissement par eau.
En variante, lorsque les moyens de soudage par pression comportent des moyens de variation de la vitesse de transfert, comprenant des rouleaux de pressage du corps tubulaire et des rouleaux à pincement, une buse de pulvérisation d'un moyen de refroidissement est agencée comme moyen de refroidissement primaire, grâce à quoi le matériau de brasage maintenu à sa température de fluidité est refroidi brusquement sensiblement au point de solidification du matériau de brasage, en sorte que le manque de matériau de brasage (défaut de brasage) peut être évité, des bonnes conditions de soudage par pression peuvent être maintenues entre les parois et le grossissement du
cristal du matériau du substrat peut également être évité.
Comme moyen de soudage par pression pour appliquer une pression à partir de l'extérieur on peut utiliser dans le procédé un rouleau délivrant un courant par exemple. Cependant, du fait que le rouleau délivrant un courant est fait d'un alliage de cuivre pour fournir de manière stable un courant électrique, sa résistance à l'abrasion est faible, ainsi que sa résistance à
l'oxydation à haute température et sa résistance aux fortes températures.
Ensuite, si le rouleau applicateur de courant est utilisé comme moyen de soudage par pression pour le corps tubulaire à enroulement multiple, des erreurs peuvent survenir en ce qui concerne la circularité et la précision dimensionnelle du corps tubulaire du fait de l'abrasion ou de la déformation et la durée de vie du rouleau est extrêmement réduite, ce qui pose des problèmes
pratiques.
A cet effet, suivant la présente invention, le procédé prévoit des moyens de soudage par pression du corps tubulaire agencés de manière séparée, tels que des rouleaux ou des matrices, utilisés exclusivement pour réaliser le pressage et constitués par exemple d'un alliage superdur (WC) ayant une résistance élevée à l'abrasion, à l'oxydation à température élevée et à la
chaleur et qui peut être utilisé indépendamment de la conductivité électrique.
Dans la présente invention, la température de fluidité du matériau de brasage est par exemple de 800 à 1200 C pour un matériau de brasage à base de cuivre comprenant du cuivre ou un alliage de cuivre, de 875 à 890 C pour un matériau de brasage à base de nickel (composé Ni-P) et de 500 à
600 C pour un matériau de brasage à base d'aluminium (type standard).
En outre, le matériau de frettage inclut le fer (SPPC ou analogues), I'acier inoxydable (SUS 304, SUS 316 ou analogues), le cuivre (C1220 R,
C1660 R, NCuR ou analogues) et l'aluminium (A3003, A5052 ou analogues).
La température de chauffage du corps tubulaire est déterminée en fonction du matériau de brasage et du matériau de frettage de facon que le matériau de brasage soit à l'état fluide et qu'on ne provoque pas de
dégradation brutale dans le matériau du substrat (matériau de frettage).
Selon la présente invention, du fait que l'une des extrémités de la paroi externe du tube métallique à enroulement multiple est pressée par les moyens de soudage par pression avec le matériau de brasage porté à son état fluide, ceci assemble la paroi interne même s'il existe des variations dimensionnelles entre les différentes parties du matériau de frettage allongé, ce qui évite le
pelage et améliore l'adhérence de ladite partie externe.
De plus, du fait que le corps tubulaire à enroulement multiple est soudé par pressage par des rouleaux de pressage ou des matrices du type à refroidissement par eau, ou par une broche du type à refroidissement par eau, depuis l'extérieur ou l'intérieur, le corps tubulaire à enroulement multiple peut être refroidi brusquement (refroidissement primaire) aussi rapidement que possible. Au lieu des rouleaux de pressage du type à refroidissement par eau, ou des matrices, ou d'une broche, ou d'une combinaison de ceux-ci, la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement multiple peut être refroidie brusquement par une buse de projection d'un moyen de refroidissement, disposée immédiatement après les rouleaux de pressage, ou
les matrices, ou la broche, en tant que moyen de refroidissement primaire.
Egalement dans ce cas, le défaut de brasage peut être évité de façon à conserver de bonnes conditions pour le soudage par pression entre les parois
et le grossissement du cristal peut également être évité.
Selon la présente invention, du fait que les parois sont soudées par pression entre elles après ou pendant l'application des efforts au matériau du substrat par le chauffage, il n'y a pas nécessité de choisir le matériau en fonction de propriétés mécaniques telles que l'effet de ressort, de même que l'adhérence entre les parois et au niveau de la zone de jonction du tube à enroulement multiple est satisfaisante même s'il existe des variations dimensionnelles entre les différentes parties du matériau de frettage allongé, si
bien qu'un tube à enroulement multiple de haute qualité peut être obtenu.
De plus, puisque le brasage est réalisé alors que les parois du tube métallique à enroulement multiple sont soudées entre elles par pression dans la direction radiale, l'épaisseur de la couche de matériau de brasage peut être réduite. Figure 1 est une vue schématique illustrant l'ensemble d'un dispositif selon un exemple d'un premier mode de réalisation préféré de la
présente invention.
20. Figure 2 est une vue schématique agrandie illustrant les rouleaux de formage par pression d'un tube métallique à enroulement multiple du
dispositif ci-dessus.
Figure 3 est une vue agrandie en élévation et en coupe verticale montrant des matrices utilisées comme moyens de soudage par
pression d'un tube métallique à enroulement multiple du dispositif ci-
dessus. Figure 4 est une vue schématique d'un dispositif de chauffage montrant un exemple de changement de place des rouleaux de
formage par pressage du dispositif ci-dessus.
30. Figure 5 est une vue schématique d'un dispositif de chauffage illustrant d'autres moyens de chauffage du corps tubulaire à
enroulement multiple du dispositif ci-dessus.
Figure 6 est une vue schématique illustrant un exemple de moyens pour supporter la face circonférentielle interne d'un corps tubulaire à
enroulement multiple du dispositif ci-dessus.
ò Figure 7 est une vue schématique illustrant une partie d'un dispositif selon un autre exemple de réalisation conforme à la présente invention. Figure 8 est une vue schématique illustrant l'ensemble d'un dispositif suivant un second mode de réalisation conforme à la présente invention. 10. Figure 9 est une vue agrandie illustrant les moyens de soudage par pression d'un corps tubulaire à enroulement multiple du dispositif de la figure 8, dans laquelle A montre une broche et B montre une tête
mécanique d'expansion du diamètre d'un tube, respectivement.
Figure 10 est une vue schématique illustrant un dispositif utilisant un système à bobine de chauffage à haute fréquence à la place d'un système de génération de chaleur par voie ohmique comme moyen de
chauffage du corps tubulaire à enroulement multiple du dispositif ci-
dessus. Figure 1 1 est une vue schématique illustrant un dispositif dans lequel des rouleaux de pression sont disposés juste avant le moyen de soudage par pression du tube métallique à enroulement multiple du
dispositif ci-dessus.
Figure 12 est une vue schématique illustrant un dispositif dans lequel les rouleaux de pression sont disposés juste après le moyen de soudage par pression du tube métallique à enroulement multiple du
dispositif ci-dessus.
Figure 13 est une vue schématique illustrant l'ensemble d'un dispositif selon un exemple d'un troisième mode de mise en oeuvre
conforme à la présente invention.
30. Figure 14 est une vue schématique illustrant un autre exemple d'un
poste de soudage par pression du corps tubulaire du dispositif ci-
dessus. Figure 1 5 est une vue schématique illustrant un autre moyen de
chauffage du corps tubulaire à enroulement multiple du dispositif ci-
dessus. Figure 16 est une vue schématique illustrant une partie d'un autre exemple de réalisation du dispositif ci-dessus. À Figure 17 est une vue schématique illustrant une partie d'encore un
autre exemple du dispositif ci-dessus.
Figures 18 montrent des photographies en coupe d'une partie d'une structure d'un tube à enroulement multiple fabriqué avec le dispositif selon la présente invention, A étant une photographie illustrant une zone entre parois et B étant une photographie agrandie montrant une
zone de jonction externe.
Figure 19 est une vue schématique illustrant l'ensemble d'un dispositif suivant un exemple d'un autre mode de mise en oeuvre
conforme à la présente invention.
Figures 20 montrent des photographies illustrant en coupe une structure d'un tube à enroulement multiple fabriqué selon un procédé connu, A étant une photographie montrant une zone entre parois et B étant une photographie agrandie montrant une zone de jonction
externe.
Pour commencer, on va décrire un premier mode de mise en oeuvre de
la présente invention en référence aux figures 1 à 8.
La figure 1 est une vue schématique illustrant un dispositif suivant un premier mode de réalisation préféré pour appliquer une pression et souder par pression la surface circonférentielle externe d'un corps tubulaire à enroulement multiple dans une direction radiale, à partir de l'extérieur. La figure 2 est une vue schématique agrandie illustrant des rouleaux de formage par pressage d'un tube métallique à enroulement multiple du dispositif ci-dessus et la figure 3 est une vue agrandie en élévation et en coupe verticale illustrant des matrices utilisées comme moyens de soudage par pression à partir de l'extérieur d'un tube métallique à enroulement multiple du dispositif ci-dessus. Sur ces figures sont représentés un dispositif 1 de formage d'un tube à enroulement multiple, un dispositif de chauffage 2, un dispositif de refroidissement 3, un rouleau 4 (électrode rotative) de fourniture d'un courant électrique, une source de courant continu 5, des rouleaux de formage par pressage 6 constituant des moyens de soudage par pression, une matrice 7 constituant des moyens de soudage par pression, une bobine débitrice 10, un matériau de frettage 1 1
(frettage métallique) et un corps tubulaire 12 à enroulement multiple.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif 1 de formage d'un tube à enroulement multiple comporte, par exemple, plusieurs étages de rouleaux 1-1 de formage et a une structure permettant de transformer de manière continue un matériau de frettage 11 déroulé à partir d'une bobine débitrice 10 en une forme cylindrique. Le dispositif de chauffage 2 comporte un système de génération de chaleur par voie ohmique comprenant, par exemple, plusieurs paires de rouleaux 4 de fourniture de courant (électrode rotative) qui sont espacés mutuellement de manière appropriée suivant un alignement sur la figure 1. Une atmosphère non oxydante ou une atmosphère de gaz réducteur
est réalisée à l'intérieur du dispositif de chauffage.
Le rouleau 6 de formage par pression est du type à trois rouleaux, comprenant trois rouleaux 6-1 formant un jeu, et a une structure permettant un pressage uniforme, radialement à partir de l'extérieur de la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement multiple 12 formé dans le dispositif de formage 1. Le rayon de courbure de la gorge du rouleau de formage 6 est égal ou légèrement inférieur au rayon de courbure de la circonférence externe du corps tubulaire à enroulement multiple, c'est-à-dire, le rouleau final du dispositif de formage 1, si bien qu'une force de pressage peut être exercée de manière uniforme sur le corps tubulaire à enroulement multiple. De plus, le rouleau de formage par pression 6 peut être sous la forme d'une structure à refroidissement par eau de façon à constituer un moyen de refroidissement primaire en vue de refroidir le corps tubulaire à enroulement multiple aussi rapidement que possible et le matériau de brasage à l'état fondu est refroidi brusquement sensiblement au point de solidification, de préférence, en dessous du point de solidification du matériau de brasage, par le rouleau de
formage par pression 6 de la structure à refroidissement par eau.
De plus, des matrices 7 sont utilisées à la place du rouleau de formage par pression 6, comme représenté en figure 3, et ces matrices ont une structure permettant un pressage de manière uniforme, radialement à partir de l'extérieur, de la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement multiple réalisé par le dispositif de formage 1, de même que le rouleau de formage par pression 6. Les matrices sont également de préférence constituées sous forme d'une structure à refroidissement par eau en prévoyant des canaux d'eau de refroidissement 7-1 vers l'intérieur pour refroidir le corps tubulaire à enroulement multiple en vue de refroidir brusquement sensiblement au point de solidification le matériau de brasage au cours de la soudure par pression. Du fait que le pressage doit démarrer alors que le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire à enroulement multiple est encore à l'état fondu, les rouleaux 6 de formage par pression, ou les matrices 7, sont placés à un endroit entre l'intérieur du dispositif de chauffage 2 et l'entrée du
dispositif de refroidissement 3.
Le dispositif de refroidissement 3 est disposé en aval des rouleaux de formage par pression 6 ou des matrices 7, et a une structure comportant plusieurs buses de pulvérisation d'un moyen de refroidissement (non représentées), de façon à refroidir brusquement le matériau de brasage à l'état fondu sensiblement jusqu'au point de solidification du matériau de brasage et pour refroidir de manière uniforme la circonférence externe du corps tubulaire à enroulement multiple. De manière particulière, le dispositif utilisé comporte une gaine de refroidissement ayant une pluralité d'ouvertures de pulvérisation disposées sur la circonférence interne de facçon qu'un moyen de refroidissement soit soufflé à partir desdits orifices de pulvérisation vers le corps tubulaire à enroulement multiple passant à l'intérieur de la gaine.
Comme moyen de refroidissement, un gaz tel qu'un gaz inerte ou un gaz réducteur est généralement utilisé mais un liquide tel que de l'huile ou de l'eau
de refroidissement peut être utilisé.
Comme moyen de refroidissement primaire pour réaliser un refroidissement aussi rapide que possible après le soudage par pression, on peut utiliser une buse 13 de pulvérisation d'un moyen de refroidissement, disposée juste après les rouleaux de formage 6, en plus des rouleaux de formage par pression du type à refroidissement par eau ou des matrices, pour refroidir de manière brutale le matériau de brasage sensiblement jusqu'au point de solidification, par pulvérisation d'un moyen de refroidissement à partir des buses. Comme décrit ci-dessus, le dispositif de refroidissement comporte de préférence des moyens de refroidissement primaire comprenant des rouleaux de formage du type à refroidissement par eau ou des matrices ou une buse de pulvérisation d'un moyen de refroidissement, et les moyens de refroidissement secondaire comprennent un dispositif de refroidissement agencé en aval d'un rouleau ou analogue, mais le refroidissement brutal sensiblement au point de solidification du matériau de brasage et le refroidissement du corps tubulaire à enroulement multiple peut être réalisé également par le dispositif de
1 5 refroidissement 3.
Dans le dispositif pour fabriquer le tube à enroulement multiple décrit ci-
dessus, on utilise un matériau de frettage (SPCC 11), par exemple avec un matériau de brasage à base de cuivre au moins sur une partie d'une surface recouvrant l'enroulement, de préférence, sur la totalité de l'une des faces, ledit matériau étant déroulé à partir de la bobine débitrice 10, conformé suivant un corps tubulaire ayant par exemple des parois doubles dans le dispositif 1 et
introduit dans le dispositif de chauffage 2.
Dans le dispositif de chauffage, du courant électrique est fourni par une source de courant continu 5 par l'intermédiaire de plusieurs paires de rouleaux 4 de fourniture de courant électrique et le matériau de brasage entre les parois est fondu par chauffage par voie ohmique du corps tubulaire. Du fait que le
matériau de brasage est du cuivre, la température est entre 1080 et 1 200 C.
Successivement, le tube à enroulement multiple est pressé de manière uniforme et radiale à partir de l'extérieur par les rouleaux 6 de formage par pression ou par les matrices 7, le matériau de brasage étant à l'état fondu, et les parois du tube sont soudées entre elles par pressage, dans la direction radiale. Du fait que le matériau de brasage entre chacune des parois est à l'état fondu, I'action de pressage exercée par les rouleaux de formage 6 réduit les vides dans lesquels le matériau de brasage n'est pas présent et le matériau de brasage est poussé vers la zone de jonction externe en sorte de remplir cette zone de matériau de brasage si bien que l'on réduit ou élimine la dénivellation. De plus, du fait que l'une des extrémités de la paroi externe (zone de jonction) du corps tubulaire à enroulement multiple est pressée de manière forcée par les rouleaux de formage 6 ou les matrices 7, elle adhère de manière ferme à la paroi interne, ce qui évite le pelage de la zone de jonction externe. En outre, du fait que les rouleaux 6 de formage par pression ont de préférence une structure à refroidissement par eau, le tube à enroulement multiple est refroidi de manière brutale simultanément au soudage par pression et le matériau de brasage fondu est refroidi de manière brusque sensiblement au point de solidification et de préférence en dessous du point de solidification du matériau de brasage. Le défaut de brasage peut être évité par un tel effet de refroidissement primaire, grâce auquel de bonnes conditions sont maintenues pour le soudage par pression entre chacune des parois et le
grossissement du cristal est évité.
Le corps tubulaire à enroulement multiple 12 délivré par le dispositif de chauffage 2 est soumis à un refroidissement secondaire par le dispositif de refroidissement 3 disposé en aval des rouleaux de formage par pression 6 ou des matrices 7, grâce à quoi la surface circonférentielle externe du corps tubulaire est refroidie et le matériau de brasage entre chacune des parois est
solidifié de manière minutieuse pour réaliser le brasage.
En outre, dans le dispositif de fabrication du tube métallique à enroulement multiple, les moyens de soudage par pression tels que les rouleaux de formage par pression 6 ou les matrices 7 ne sont pas nécessairement disposés juste après le rouleau de fourniture de courant 4 final, mais un effet similaire peut également être obtenu en disposant lesdits moyens, par exemple, entre le rouleau de fourniture de courant 4 final et un
autre rouleau de fourniture de courant 4, avant ou après le rouleau 4.
Comme moyen de chauffage du corps tubulaire 12 on peut utiliser une bobine de chauffage haute fréquence 15 comme représenté sur la figure 5, au lieu du dispositif de génération de chaleur ohmique. Dans ce cas, puisque les rouleaux de fourniture de courant électrique ne sont pas nécessaires, il peut être suffisant de disposer seulement des rouleaux de guidage 16 à l'entrée du dispositif de chauffage. En outre, comme moyen de chauffage du corps tubulaire, on peut utiliser un four de chauffage usuel connu, par exemple, celui
décrit dans le document JP-B-2.904.613, comme four de brasage.
En outre, on peut prévoir des moyens pour supporter la face circonférentielle interne du corps tubulaire correspondant aux rouleaux de formage 6 ou aux matrices 7, par exemple des moyens comportant une broche i18 fixée à l'extrémité d'une tige 17 comme représenté par exemple sur la figure 6. Quand des moyens pour supporter la face circonférentielle interne du corps tubulaire sont prévus, la force de pressage des rouleaux de formage par pression 6 ou des matrices 7 est exercée de manière plus efficace sur le corps tubulaire. Dans le cas o on utilise la broche 18, il est utile de faire circuler de
l'eau ou analogue pour refroidir l'intérieur de la broche.
Par ailleurs, un dispositif pour fabriquer le corps tubulaire à enroulement multiple, faire fondre le matériau de brasage et refroidir ce matériau de brasage, de manière continue à partir du matériau de frettage 1 1 jusqu'à la fabrication du tube métallique à enroulement multiple, est représenté dans le
mode de mise en oeuvre précédent.
Cependant, suivant une variante, par exemple comme représenté dans la figure 7, pour la formation d'un corps tubulaire 12, on peut le couper suivant des longueurs prédéterminées, amener le corps tubulaire ainsi découpé suivant une longueur prédéterminée à l'aide d'un rouleau d'amenée 14 dans un dispositif de chauffage 2, faire fondre le matériau de brasage, et ensuite refroidir et solidifier le matériau de brasage fondu par un dispositif de refroidissement 3. Dans l'exemple représenté sur la figure 7, du fait que des corps tubulaires réalisés à haute cadence et coupés à des longueurs prédéterminées en utilisant un dispositif existant pour fabriquer des corps tubulaires à enroulement multiple peuvent être transformés en quantité en tubes à enroulement multiple en utilisant plusieurs dispositifs de fabrication de tubes selon la présente invention, la productivité peut être ainsi
remarquablement augmentée.
La présente invention va être maintenant décrite à l'aide d'un second mode de réalisation en référence aux figures 8 à 12. La figure 8 est une vue schématique illustrant un schéma d'ensemble d'un dispositif suivant un exemple conforme à la présente invention, la figure 9 est une vue agrandie des moyens de soudage par pression d'un corps tubulaire du dispositif ci-dessus, dans laquelle la figure 9A illustre une broche et la figure 9B représente une tête d'expansion tubulaire mécanique respectivement, la figure 10 est une vue schématique illustrant un dispositif utilisant un système à bobine de chauffage à haute fréquence au lieu d'un système de génération de chaleur ohmique, comme moyen de chauffage du corps tubulaire dans le dispositif ci-dessus, la figure 11 est une vue 1 5 schématique illustrant un dispositif comportant des rouleaux de pressage disposés juste avant les moyens de soudage par pression du tube métallique du dispositif ci-dessus, et la figure 12 est une vue schématique illustrant un dispositif comportant des rouleaux de pressage disposés juste après les moyens de soudage par pression pour obtenir le tube métallique à enroulement
multiple.
Dans ce mode de réalisation, différent du premier mode de réalisation, une broche 1 9A ou une tête 1 9B d'expansion mécanique du tube est agencée pour presser la face circonférentielle interne du corps tubulaire 12 à partir de l'intérieur et assure le soudage par pression des parois entre elles du corps tubulaire 12, dans la direction radiale, alors que le matériau de brasage est maintenu à l'état fluide par chauffage. Sur les figures 8 à 12, les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation portent les mêmes références numériques. Dans le dispositif de fabrication de tube 1 sont disposés successivement des rouleaux de guidage 1-1 pour guider un matériau de frettage 11 à mettre en forme suivant un tube à enroulement multiple et une pluralité de paires de rouleaux de fabrication ou formage de tubes 1-2 et des rouleaux de mise en forme de finition 1-3, afin de transformer le matériau de frettage 1 1 qui est de
forme plate en un tube à enroulement multiple.
La broche 1 9A utilisée dans ce mode de réalisation est montée sur une tige support 1 9A-1 insérée entre les deux bords encore ouverts du matériau de frettage 11, dans le corps tubulaire au niveau des rouleaux de guidage 1-1 (voir la figure 9A), et comporte une structure assurant un pressage uniforme, radialement à partir de l'extérieur de la face circonférentielle intérieure du corps tubulaire 12 formée par le dispositif de fabrication 1. En outre, la broche 1 9A peut avoir une structure à refroidissement par eau agissant comme moyen de refroidissement primaire pour refroidir le corps tubulaire aussi rapidement que possible et la broche 1 9A de la structure à refroidissement par eau refroidit brusquement le matériau de brasage à l'état fondu, sensiblement jusqu'au point de solidification et, de préférence, en dessous du point de
solidification du matériau de brasage.
i15 Par ailleurs, une tête 19B d'expansion mécanique tubulaire est fixée à l'extrémité d'un bras 1 9B-1 introduit entre les bords encore ouverts du matériau de frettage 11, dans le corps tubulaire au niveau des rouleaux de guidage 1-1, comme la broche 1 9A (voir figure 9B). Comme il est bien connu, la tête 1 9B a une telle structure qu'un cône relié à un vérin principal par une tige est poussé axialement par une pression hydraulique pour mettre en expansion une mâchoire par un effet de coin du cône et de la mâchoire, et la
matrice fixée sur le côté externe de la mâchoire dilate le corps tubulaire 12.
Puisque le pressage doit être initié alors que le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est encore à l'état fondu, la broche 1 9A ou la tête d'expansion 1 9B est placée à un endroit entre l'intérieur du dispositif de
chauffage 2 et l'entrée du dispositif de refroidissement 3.
Par ailleurs, comme moyen de refroidissement primaire pour refroidir le corps tubulaire 12 aussi rapidement que possible, on peut disposer une buse de pulvérisation d'un moyen de refroidissement 13 juste après la broche 19A ou la tête d'expansion 19B, en plus de la broche 19A à refroidissement par eau, et le moyen de refroidissement peut être pulvérisé à partir de la buse 13 pour refroidir de manière brutale le matériau de brasage sensiblement au point
de solidification.
Comme décrit ci-dessus, alors que le dispositif de refroidissement inclut de préférence des moyens de refroidissement primaire comprenant la broche 1 9A du type à refroidissement par eau ou la buse 13 et des moyens de refroidissement secondaire comprenant un dispositif de refroidissement agencé en aval de la broche ou de la buse de pulvérisation, mais le refroidissement brutal du matériau de brasage sensiblement au point de solidification et le refroidissement du corps tubulaire, peuvent être effectués simultanément également dans le dispositif de refroidissement 3, comme dans le premier
mode de réalisation.
Dans le dispositif de chauffage 2 qui a la même fonction et la même constitution que celui du premier mode de réalisation, le corps tubulaire 12 est pressé de manière uniforme et radialement à partir de l'intérieur par la broche 19A ou la tête d'expansion 19B, tandis que le matériau de brasage est encore à l'état fondu et les parois du tube à enroulement multiple sont soudées entre elles en direction radiale par la pression. Dans ce cas, du fait que le matériau de brasage est encore à l'état fondu, il s'insinue entre les parois par l'action de pression de la broche 19A ou de la tête d'expansion 1 9B, en sorte de réduire les vides dans lesquels le matériau de brasage est absent et le matériau de brasage est poussé vers la zone de jonction externe de facçon à remplir de matériau de brasage cette zone, si bien que la dénivellation est réduite ou élminée. En outre, lorsque la broche 19A de la structure à refroidissement par eau et/ou la buse 13 de pulvérisation d'un moyen de refroidissement est utilisée, le matériau de brasage fondu est refroidi brutalement sensiblement au point de solidification, et de préférence en dessous du point de solidification du matériau de brasage. Le défaut de brasage peut être évité par un tel effet de refroidissement primaire, le soudage par pression entre les parois peut être
maintenu et le grossissement du cristal peut être supprimé.
Le corps tubulaire 12 délivré par le dispositif de chauffage 2 est soumis à un refroidissement secondaire par le dispositif de refroidissement disposé en aval de la broche 1 9A ou de la tête d'expansion 1 9B, grâce à quoi le matériau de brasage entre chacune des parois est de manière minutieuse solidifié pour
réaliser le brasage.
Egalement dans ce mode de réalisation, on peut adopter une bobine 15 de chauffage haute fréquence, comme représenté sur la figure 10, au lieu du système de génération de chaleur ohmique utilisé comme moyen de chauffage du corps tubulaire 12. Dans ce cas, du fait que les rouleaux de fourniture de courant ne sont pas nécessaires, il peut suffire de prévoir seulement des rouleaux de guidage 16 à l'entrée et à la sortie du dispositif de chauffage. De plus, comme moyen de chauffage du corps tubulaire, on peut utiliser un four de chauffage habituel de type connu, par exemple, celui décrit dans le document JP-B-2.904.613, comme four de brasage. En outre, dans le cas o l'on prévoit des rouleaux de pressage 6 comme représenté sur la figure 2 juste avant ou juste après la broche 1 9A de pressage-moulage du corps tubulaire, comme représenté sur les figures 1 1 et 1 2, du fait que l'une des extrémités de la paroi externe (zone de jonction) du corps tubulaire est pressée de manière forcée par les rouleaux de formage par pression 6 à partir de l'extérieur, cette extrémité adhère de manière ferme à la paroi interne en sorte que l'on évite de manière plus efficace le pelage de la zone de jonction externe. En outre, les rouleaux de pressage 6 peuvent être remplacés par des matrices, comme
représenté en figure 3.
Maintenant, on va expliquer la présente invention à l'aide d'un troisième
mode de réalisation en référence aux figures 13 à 17.
La figure 13 est une vue schématique illustrant l'ensemble d'un dispositif constituant un troisième mode de réalisation, la figure 14 est une vue schématique illustrant un autre exemple représentant une partie de soudage par pression du corps tubulaire du dispositif ci- dessus, la figure 15 est une vue schématique illustrant d'autres moyens de chauffage du corps tubulaire dans le dispositif ci-dessus, la figure 16 est une vue schématique illustrant une partie d'un autre exemple de réalisation du dispositif de ce mode de réalisation, et la figure 17 est une vue schématique illustrant une partie
d'encore un autre mode de réalisation du dispositif.
Dans le troisième mode de réalisation, des moyens de variation de la vitesse de transfert comprenant un ou plusieurs jeux de rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire et un jeu de rouleaux de pincement 20 au voisinage de l'aval des rouleaux de pressage sont utilisés comme moyens de soudage entre elles par pression des parois du corps tubulaire 12 à enroulement multiple, dans la direction radiale, cependant que le matériau de
brasage est maintenu à la température de fluidité par chauffage.
De même, dans ce troisième mode de mise en oeuvre, les mêmes éléments que ceux des premier et second modes de réalisation portent les
mêmes références numériques.
Egalement dans ce troisième mode de réalisation, le dispositif 1 de fabrication de tubes à enroulement multiple comporte, par exemple, plusieurs étages de rouleaux de formage 1-1 et est agencé de façon à transformer de manière continue un matériau de frettage 1-1, déroulé à partir d'une bobine débitrice (non représentée), en une forme cylindrique, comme dans chacun des modes de réalisation précédents. En outre, le dispositif de chauffage 2 du corps tubulaire 12 à enroulement multiple, transféré par l'intermédiaire des rouleaux de transfert 1-4, comporte un dispositif de génération de chaleur ohmique utilisant, par exemple, plusieurs paires de rouleaux 4 de fourniture de courant électrique (électrode rotative), qui sont de manière appropriée répartis à distance en étant alignés comme illustré sur la figure 13. Les rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire et les rouleaux de pincement 20 sont utilisés
comme moyens pour faire varier la vitesse de transfert du corps tubulaire 12.
Parmi eux, le rouleau de pressage 2 est par exemple du type à trois rouleaux comprenant un jeu de trois rouleaux 6-1, comme représenté sur la figure 2 et a une structure permettant un pressage de manière uniforme, radialement à partir de l'extérieur de la surface circonférentielle externe du corps tubulaire 1 2 formé dans le dispositif 1. Le rayon de courbure de la gorge du rouleau de pressage 20 est égal ou légèrement inférieur à celui de la circonférence externe du corps tubulaire à enroulement multiple, c'est-à-dire le rouleau final du dispositif de fabrication 1, afin d'exercer une force de pression de manière uniforme sur le corps tubulaire. Par ailleurs, les rouleaux de pincement 20 sont disposés au voisinage de l'aval des rouleaux de pressage 6 en un endroit approprié de façon à exercer une force de traction sur le corps tubulaire, axialement, entre les rouleaux de pincement 20 et les rouleaux de pressage 5, en rendant le diamètre du rouleau de pincement 20 supérieur à celui du rouleau de pressage 6 ou en faisant varier la vitesse de rotation. Le rouleau de pincement 20 est préférentiellement constitué d'une structure du type à trois rouleaux comme le rouleau de pressage 6. Du fait que la force de traction est exercée sur le corps tubulaire dans le sens de son axe, ceci entraîne un effet de réduction de diamètre sur le corps tubulaire et les parois sont soudées entre elles par pressage et le matériau de brasage est ainsi chauffé en sorte de
devenir fluide.
Du fait que les parois du corps tubulaire à enroulement multiple doivent être soudées par pression en direction radiale alors que le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire 12 demeure à l'état fondu, les rouleaux de pressage 6 et les rouleaux de pincement 20 sont disposés en un endroit entre l'intérieur du dispositif de chauffage 2 et l'entrée du dispositif de refroidissement 3. Cependant, ils ne sont pas nécessairement disposés juste après le rouleau 4 de fourniture de courant final comme dans la figure 13, mais des effets similaires peuvent être obtenus également en disposant les rouleaux par exemple entre le rouleau 4 final de fourniture de courant et le
rouleau 4 de fourniture de courant de l'étage précédent.
Une buse 13 de pulvérisation d'un moyen de refroidissement peut être disposée juste après les rouleaux de pincement 20, en tant que moyen de refroidissement primaire, pour refroidir le corps tubulaire à enroulement multiple dans la direction radiale aussi rapidement que possible après le soudage par pression et la surface circonférentielle extérieure du tube à enroulement multiple peut être refroidie brusquement en pulvérisant le moyen de refroidissement à partir de la buse, et le matériau de brasage à l'état fondu est refroidi brusquement par la buse sensiblement au point de solidification, de
préférence en dessous du point de solidification du matériau de brasage.
D'un autre côté, le dispositif de refroidissement 3 est agencé en aval des rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire ou des rouleaux de pincement , de façon à refroidir brusquement le matériau de brasage fondu sensiblement au point de solidification du matériau de brasage, la structure du dispositif comportant plusieurs buses (non représentées) de pulvérisation d'un moyen de refroidissement en sorte que la circonférence externe du corps tubulaire à enroulement multiple puisse être refroidie de manière uniforme
comme dans chacun des modes de réalisation décrits précédemment.
Le dispositif de refroidissement 3 inclut de préférence des moyens de refroidissement primaire comprenant des buses de projection d'un moyen de refroidissement et des moyens de refroidissement secondaire comprenant un dispositif de refroidissement agencé en aval des rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire ou des rouleaux de pincement 20, de façon à refroidir de manière brutale le matériau de brasage sensiblement au point de solidification et à refroidir le tube à enroulement multiple également par le dispositif de
refroidissement 3.
Le matériau de brasage étant à l'état fondu, une force de traction est exercée sur le corps tubulaire dans sa direction axiale entre le rouleau de pressage 6 du corps tubulaire et le rouleau de pincement 20. De ce fait, puisque le matériau de brasage entre chacune des parois est à l'état fondu, ceci permet de réduire entre les parois les vides dans lesquels le matériau de brasage est absent et le matériau est pressé vers la zone de jonction externe en sorte de remplir cette zone avec du matériau de brasage si bien que l'on réduit ou élimine la dénivellation. De manière simultanée, une extrémité de la paroi extérieure (zone de jonction) du corps tubulaire à enroulement multiple est plaquée et adhère de manière étroite aux parois internes par le soudage
sous pression radiale, ce qui évite le pelage de la zone de jonction externe.
En outre, le corps tubulaire 12 à enroulement multiple est soumis au refroidissement primaire de préférence à l'aide de la buse de pulvérisation 13 d'un moyen de refroidissement, disposée de préférence juste après les rouleaux de pincement 20 et le matériau de brasage à l'état fondu est refroidi brusquement sensiblement au point de solidification, de préférence en dessous du point de solidification de ce matériau. Un tel effet de refroidissement primaire peut éviter le défaut de brasage, maintient les conditions de soudage par pression entre les parois et supprime le grossissement du cristal. D'un autre côté, le corps tubulaire chauffé 12 délivré par le dispositif de chauffage est soumis à un refroidissement secondaire par le dispositif de refroidissement 3 disposé en aval du rouleau de pincement 20, grâce à quoi la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement multiple est refroidie et le matériau de brasage entre chacune des parois est de manière efficace
solidifié pour réaliser le brasage.
En outre, suivant un autre exemple du troisième mode de réalisation, comme illustré par la figure 14, des moyens de pressage par exemple des rouleaux de pressage 21 du même type à trois rouleaux que les rouleaux de pressage 6 du corps tubulaire ou des matrices 7, comme représenté en figure 3, sont disposés juste avant ou juste après les moyens de variation de la vitesse de transfert du corps tubulaire comprenant les rouleaux de pressage 6 du corps tubulaire et les rouleaux de pincement 20, c'est-à-dire juste avant les rouleaux de pressage 6 ou juste après les rouleaux de pincement 20. Ceci peut en outre réduire les vides dans lesquels le revêtement de brasage est absent entre chacune des parois et, de plus, la dénivellation dans la zone de jonction
externe peut être éliminée de manière plus efficace.
Par ailleurs, en adaptant la structure de refroidissement par eau des rouleaux de pressage 21 ou des matrices 7 comme dans le premier mode de réalisation, les moyens de pressage peuvent servir également de moyens de refroidissement primaire pour refroidir brusquement le matériau de brasage sensiblement au point de solidification ou, de préférence, en dessous du point
de solidification du matériau de brasage.
En outre, comme moyen de chauffage du corps tubulaire à enroulement multiple on peut utiliser une bobine à haute fréquence 15, comme illustré sur la figure 15, au lieu du dispositif de génération de chaleur ohmique. Dans ce cas, puisqu'aucun rouleau de fourniture de courant n'est nécessaire, il peut être suffisant de prévoir seulement les rouleaux de guidage 16 à l'entrée du dispositif de chauffage. De plus, comme moyen de chauffage du corps tubulaire à enroulement multiple, on peut utiliser un four chauffant ordinaire de type connu, par exemple celui décrit dans le document JP-B-2.904.613 comme dans chacun des modes de réalisation précédents. En outre, comme déjà représenté sur la figure 8, il peut être également souhaitable pour réaliser le corps tubulaire 12 à enroulement multiple de découper le corps suivant une longueur prédéterminée, d'amener le corps tubulaire ainsi coupé à une longueur prédéterminée, à l'aide des rouleaux d'avance 14, de faire fondre par le dispositif de chauffage 2 le matériau de brasage et ensuite de refroidir et de faire solidifier le matériau de brasage fondu par le dispositif de refroidissement 3. Par ailleurs, chacun des exemples illustre le cas o l'on exerce une traction sur le corps tubulaire dans sa direction axiale par les rouleaux de pressage 6 et les rouleaux de pincement 20, on chauffe ensuite le matériau de brasage pour l'amener à l'état fluide et ensuite on soude par pression les parois du corps tubulaire à enroulement multiple entre elles radialement. En variante, les rouleaux de pressage 6 du corps tubulaire peuvent être mis en oeuvre avant ou pendant le chauffage du corps tubulaire 12 et les rouleaux de pincement 20 peuvent être mis en oeuvre lorsque le matériau de brasage est chauffé à l'état fluide et ils peuvent être en contact avec le corps tubulaire. A cet effet, les rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire sont disposés en amont de la bobine 15 de chauffage haute fréquence, tandis que les rouleaux de pincement 20 sont disposés en aval de la bobine, comme illustré par la figure 16. En conséquence, le matériau de brasage est encore à l'état solide ou ramolli lorsqu'il passe dans les rouleaux 6 de pressage, il passe à l'état fluide après passage dans la bobine 15 de chauffage haute fréquence et ensuite la force de traction est appliquée par les rouleaux de pincement 20. En outre, dans le cas d'un four de brasage appliquant de la chaleur parradiation/convection par génération de chaleur ohmique comme représenté en figure 17, les rouleaux 6 de pressage du corps tubulaire sont disposés entre les organes de chauffage ohmique 22, les rouleaux de pincement 20 sont disposés en aval du corps chauffant ohmique, le corps tubulaire 12 est en butée contre les rouleaux de pressage 6 dans un état o le matériau de brasage est ramolli et ensuite le matériau de brasage est en contact avec les rouleaux de pincement 20, le matériau étant amené à l'état fondu. Il est important que le matériau de brasage soit amené en contact au moins avec les
rouleaux de pincement 20 lorsque le matériau est à l'état fluide.
Comme il apparaît sur les photographies des figures 1 8A et 1 8B, dans le tube à enroulement multiple conforme à la présente invention et fabriqué à I'aide du dispositif (en particulier le dispositif représenté en figure 1), une fine couche de cuivre de bonne adhérence est obtenue sans vide dépourvu de couche de brasage entre les parois et la zone de jonction externe est remplie de matériau de brasage si bien que l'on obtient un tube de haute qualité ayant
une surface circonférentielle totalement régulière.
La présente invention a été expliquée dans le cas o l'on réalise un brasage par soudage par pression des parois entre elles d'un corps tubulaire en direction radiale, suivie d'un refroidissement alors que le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est dans un état de fluidité. En variante, le brasage peut être obtenu par soudage par pression des parois entre elles alors i15 que le matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est à une température inférieure à la température de fluidité du matériau de brasage mais supérieure à la température de ramollissement du matériau du substrat du corps tubulaire, à l'aide de divers moyens de soudage par pression décrits en référence à la présente invention et, ensuite, en chauffant encore le matériau de brasage pour le rendre fluide. Un exemple du mode de réalisation cidessus
va maintenant être expliqué en référence à la figure 19.
Le dispositif 1 de fabrication d'un tube à enroulement multiple comporte, par exemple, plusieurs étages de rouleaux de formage 1-1 et de rouleaux de finition 1-2. Un matériau de frettage 1l 1 est déroulé à partir d'une bobine débitrice 10 et conformé de manière continue suivant une forme cylindrique. De plus, un dispositif de chauffage 2 comporte un dispositif de génération de chaleur ohmique comprenant plusieurs paires de rouleaux 4 (électrodes rotatives) de fourniture de courant qui sont espacées les unes des autres suivant une distance appropriée, par exemple, en étant alignées et réparties en une zone de chauffage primaire 2-1 et une zone de chauffage secondaire 2-2. Une atmosphère non oxydante ou une atmosphère de gaz
réducteur est présente à l'intérieur du dispositif de chauffage.
La zone de chauffage primaire 2-1 du dispositif de chauffage est agencée pour chauffer le matériau de brasage à une température inférieure à l'état de fluidité et supérieure au point de ramollissement du matériau du substrat du corps tubulaire, tandis que la zone de chauffage secondaire 2-2 est agencée pour porter le matériau de brasage à l'état fondu. La zone de chauffage 2-1 du dispositif de chauffage 2 fournit du courant électrique à partir d'une source de courant continu par l'intermédiaire de plusieurs paires de rouleaux 4 de fourniture de courant électrique au corps tubulaire et le matériau de brasage est chauffé par apport de chaleur d'origine ohmique au corps tubulaire à une température inférieure au point de fluidité du matériau de brasage et supérieure au point de ramollissement du matériau du substrat du
corps tubulaire.
Du fait que le matériau du substrat est du SPCC et que le matériau de brasage est du cuivre, la température est supérieure à 800-850 C et inférieure
à 1083 C.
Successivement, le tube à enroulement multiple est pressé d'une manière sensiblement uniforme et radiale à partir de l'extérieur par les rouleaux de formage par pression 6 à l'état chauffé et les parois du tube à enroulement multiple sont soudées entre elles dans la direction radiale par le pressage. Du fait que le matériau du substrat atteint la température de ramollissement, de préférence la température de recristallisation dans le cas présent, même si des vides apparaissent entre les parois lors de la formation du corps tubulaire à une température normale, du fait de l'abrasion de l'outil de formage incorporé dans le dispositif de fabrication 1, d'un réglage incomplet du dispositif de fabrication, d'une dispersion des propriétés mécaniques ou dimensionnelles des différentes parties du matériau de frettage 11 et de l'écrouissage du matériau du substrat lors de l'étape de formage, les parois du corps tubulaire 12 à enroulement multiple sont soudées entre elles par pressage grâce au ramollissement du matériau du substrat, ce qui élimine les vides par
I'adhérence ferme de la couche de matériau de brasage entre les parois.
En conséquence, le matériau de brasage est amené à l'état fondu entre les parois du corps tubulaire et est brasé dans un état dans lequel la paroi interne est mieux plaquée et adhère de manière étroite grâce à la zone de chauffage secondaire 2-2 qui comporte un dispositif de chauffage similaire à celui de la zone de chauffage primaire 2-1 et est brasée en sorte que les vides dépourvus de couche de brasage sont éliminés entre les parois, ce qui évite le pelage à l'une des extrémités des parois interne et externe (zone de jonction)
du corps tubulaire à enroulement multiple.
Comme autres moyens de soudage par pression, dispositif de chauffage et dispositif de refroidissement, utilisables dans ce mode de réalisation, ceux prévus dans chacun des modes de réalisation précédents peuvent être mis en
oeuvre.
Comme décrit ci-dessus, les avantages résultant de la présente
invention, peuvent être résumés comme suit.
(1) Du fait que l'on peut obtenir un tube métallique à enroulement multiple dans lequel la zone de jonction externe est remplie de matériau de brasage en sorte de remplir les vides et de rendre unie la totalité de la surface circonférentielle externe, lorsqu'un tube de matière plastique ou un jonc annulaire est rapporté par dessus un tel tube métallique à enroulement multiple, aucun vide n'est formé entre la surface circonférentielle interne d'un tel élément et le tube, grâce à quoi on a un tube métallique à enroulement
multiple à haute performance d'étanchéité.
(2) Du fait que les parois sont soudées entre elles par pression alors que le matériau de brasage est à l'état fondu, il est possible d'obtenir un tube métallique à enroulement multiple présentant une bonne adhérence avec moins
de vide dépourvu de matériau de brasage entre les parois.
(3) Même si des vides peuvent se former entre les parois de l'enroulement multiple du fait de l'abrasion de l'outil de formage et de la dispersion des propriétés mécaniques et dimensionnelles des différentes parties du matériau de frettage, lors de l'étape de fabrication du tube, le
pelage entre les zones de jonction interne et externe peut être évité.
(4) Du fait que le refroidissement primaire du corps tubulaire à enroulement multiple est effectué simultanément ou aussi rapidement que possible après le soudage par pression radiale, le défaut de brasage peut être évité en sorte d'obtenir une surface externe unie, ce qui peut faciliter ultérieurement un traitement de plaquage ou analogue et permet de maintenir les conditions de soudage par pression entre les parois et supprime le
grossissement du cristal.
(5) Du fait que les parois sont soudées entre elles par pressage après ou pendant la disparition des contraintes résiduelles par chauffage du matériau du substrat résultant du formage, il n'est plus nécessaire de choisir un matériau en considération de la dispersion ou analogue des propriétés mécaniques telles que l'effet de ressort et les dimensions des différentes parties du matériau de
frettage, la plage de sélection des matériaux est ainsi élargie.
(6) Du fait que les parois du tube métallique à enroulement multiple sont brasées entre elles par soudage sous pression en direction radiale, l'épaisseur du revêtement de matériau de brasage peut être réduite et, en conséquence, il est possible de réduire la fragilité résultant de l'accroissement du revêtement
du matériau de brasage ainsi que la quantité de matériau de brasage.
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Claims (15)
1. Tube métallique à enroulement multiple (12) caractérisé en ce qu'il comporte une zone de jonction externe remplie d'un matériau de brasage formant une surface circonférentielle externe entièrement unie et des parois adhérant l'une à l'autre de manière totale à l'aide d'un matériau de brasage sans vide subsistant.
2. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à souder par pression les parois du corps tubulaire à enroulement multiple (12) entre elles dans la direction radiale, alors qu'au moins la surface périphérique externe d'un matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire est portée à une
température de fluidité par chauffage, puis à refroidir lesdites parois.
3. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre au moins l'une des étapes suivantes: 1 5 pressage de la surface circonférentieile externe du corps tubulaire sensiblement de manière uniforme et radialement à partir de l'extérieur afin de souder par pressage les parois du corps tubulaire entre elles dans la direction radiale, pressage de la surface circonférentielle interne du corps tubulaire sensiblement de manière uniforme et radialement à partir de Il'intérieur, ou application d'une force de traction sur le corps tubulaire dans la
direction axiale.
4. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on effectue un refroidissement primaire simultanément au soudage par pression radiale ou aussi rapidement que possible après ce soudage et ensuite un refroidissement secondaire.
5. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau de brasage à
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l'état fluide est refroidi brusquement sensiblement au point de solidification de matériau de brasage par le refroidissement primaire effectué simultanément au soudage par pression radiale ou aussi rapidement que possible après ce soudage.
6. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chauffage est appliqué par un four de brasage, un dispositif de chauffage ohmique (4, 5) ou un
dispositif de chauffage à haute fréquence (15).
7. Procédé de fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise une source de
courant électrique continu (5) pour le dispositif de chauffage ohmique (4, 5).
8. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) comprenant un dispositif de formage (1) pour former un matériau de frettage (1 1) suivant un corps tubulaire à enroulement multiple (12), un dispositif de chauffage (2) pour faire fondre un matériau de brasage entre les parois du corps tubulaire à enroulement multiple (12) et un dispositif de refroidissement (3) pour solidifier le matériau de brasage fondu et refroidir le corps tubulaire, caractérisé en ce qu'il comporte au moins des moyens de soudage par pression des parois du corps tubulaire entre elles, dans la direction radiale de facçon à permettre au matériau de brasage de s'écouler, lesdits moyens étant disposés entre l'intérieur du dispositif de chauffage (2) et
l'entrée du dispositif de refroidissement (3).
9. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (1 2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de soudage par pression comprennent au moins l'un des moyens ci- après: des moyens pour presser de manière sensiblement uniforme la surface circonférentielle externe du corps tubulaire en direction radiale depuis l'extérieur, des moyens pour presser de manière sensiblement uniforme la surface circonférentielle interne du corps tubulaire à partir de l'intérieur, des moyens de variation de la vitesse de transfert en vue d'exercer
une force de traction sur le corps tubulaire axialement à ce dernier.
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10. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de soudage par pression à partir de l'extérieur comprennent un ou plusieurs jeux
de rouleaux de pressage (6) ou une ou plusieurs matrices (7).
11. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de soudage par pression à partir de l'intérieur comprennent une broche (19A) ou une tête (1 9B) d'expansion tubulaire mécanique agencée de façon à élargir le
diamètre du corps tubulaire à enroulement multiple (12).
12. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (12) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens pour exercer la force de traction dans la direction axiale du tube comportent un ou plusieurs jeux de rouleaux de pressage (6) du corps tubulaire et un jeu de rouleaux de pincement (20) au voisinage de l'aval desdits rouleaux de pressage (6), et comprennent des moyens de variation de la vitesse de transfert pour rendre le diamètre dudit rouleau de pincement (20) supérieur au
diamètre dudit rouleau de pressage (6) ou accroître la vitesse de rotation.
13. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (1 2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de refroidissement (3) comporte des moyens de refroidissement primaire pour refroidir brusquement le matériau de brasage sensiblement au point de solidification de celui-ci et des moyens de refroidissement secondaire pour refroidir le corps tubulaire sensiblement à la température ambiante, lesdits moyens de refroidissement primaire comportant au moins une buse de pulvérisation (13) d'un moyen de refroidissement, agencée de façon à refroidir la surface circonférentielle externe du corps tubulaire à enroulement
multiple (12).
14. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (1 2) selon la revendication 10 ou 12, caractérisé en ce que le jeu de
rouleaux de pressage (6) a une structure du type à trois rouleaux (6-1).
15. Dispositif pour la fabrication d'un tube métallique à enroulement multiple (1 2) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le rayon de courbure de la gorge du rouleau de pressage (6) est égal ou légèrement
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inférieur au rayon de courbure du diamètre externe du corps tubulaire à
enroulement multiple (12).
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