BE1005554A3 - Procede de fabrication d'un tube a paroi multiple. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un tube, comprenant l'application sur l'un respectivement sur l'autre côté d'un feuillard métallique d'une première respectivement d'une deuxième couche d'un premier respectivement d'un deuxième métal différent dudit premier métal, qui se brase et, après application desdites couches, l'enroulement du feuillard pour former un tube ayant au moins deux parois.

Description

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  "Procédé de fabrication d'un tube à paroi multiple" 
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un tube, comprenant l'application sur l'un respectivement sur l'autre côté d'un feuillard métallique d'une première respectivement d'une deuxième couche d'un métal qui se brase et, après application desdites couches, l'enroulement du feuillard pour former un tube ayant au moins deux parois. 



   Un tel procédé est connu de la demande de brevet GB PA 2. 241. 185. Suivant le procédé connu, on applique en tant que première et deuxième couche une couche de cuivre sur un feuillard métallique. Le feuillard est ensuite enroulé pour former un tube à paroi multiple. Suivant le procédé connu, le feuillard est enroulé sur deux rotations complètes formant ainsi un tube à double paroi. Le fait que le tube soit à double paroi implique qu'entre les deux parois du tube se trouve également une couche de cuivre. Après enroulement du feuillard, le tube ainsi formé est chauffé afin de soumettre au brasage les surfaces des parois qui sont en contact l'une avec l'autre. 



   L'application d'une couche de cuivre ou d'un autre métal qui se brase sur l'un ou les deux côtés d'un feuillard métallique a pour avantage d'améliorer les caractéristiques techniques du tube, notamment en ce qui concerne sa résistance à la corrosion par application d'une couche de nickel, sa disposition au brasage ou sa protection contre les liquides qui circulent dans le tube. 



   Si l'application d'une couche de métal sur le feuillard offre certes des avantages, il a toutefois été constaté qu'elle pouvait également engendrer des problèmes. Ainsi par exemple dans le cas de tubes utilisés pour des conduites de liquide de freins dans un véhicule, la couche de cuivre à l'intérieur du tube résiste bien au liquide de frein, une substance agressive, mais la couche de cuivre extérieure ne protège pas suffisamment le tube, placé dans des endroits fortements 

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 exposés aux intempéries, contre la corrosion. Le tube doit alors être protégé par un revêtement additionnel, par exemple du zinc. Toutefois, la couche de cuivre, déjà appliquée sur le feuillard métallique, n'est pas optimale du point de vue couple électrochimique et limite la qualité de l'ensemble du point de vue corrosion. 



   Un autre problème constaté est la dissolution du cuivre appliqué sur la face intérieure du tube. Certains alcools utilisés comme additifs dans du carburant, notamment de l'essence sans plomb, attaquent et dissolvent le cuivre, ce qui finit par boucher les injecteurs du moteur à combustion. 



   L'invention a pour but de remédier aux problèmes susdits. 



   A cette fin, un procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on applique comme première respectivement deuxième couche, un premier respectivement un deuxième métal différent dudit premier métal. Le choix de deux couches de métal différentes permet d'appliquer les métaux les mieux appropriés à la finalité du tube et de protéger ainsi le tube tant intérieurement qu'extérieurement. 



  Puisqu'aussi bien le premier que le deuxième métal peut être brasé, le brasage même ne sera pas perturbé par l'application de deux couches. différentes. En optant pour une deuxième couche d'un métal différent de celui utilisé pour la première couche, on fournit la possibilité d'utiliser un même feuillard pour deux tubes différents et ceci en choississant simplement le sens de rotation du feuillard. Cette plus grande diversité permet également d'utiliser des tubes mieux appropriés à leur but final sans pour autant devoir utiliser d'autres feuillards. 



   L'application de deux couches différentes permet donc d'apporter une solution tant aux problèmes de corrosion externe que d'attaque du tube par l'intérieur par des liquides qui le traversent, sans pour autant porter atteinte aux facultés de brasage du tube. 



   Une première forme préférentielle du procédé suivant l'invention est caractérisée en ce que l'on applique du cuivre respectivement du nickel en tant que premier respectivement deuxième métal. 



  Le nickel est un excellent anticorrosif et résiste bien aux alcools ou autres additifs au carburant alors que le cuivre est tout à fait 

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 approprié au brasage. On réunit ainsi des propriétés favorables en ce qui concerne le brasage et la résistance à la corrosion. 



   Suivant une autre forme préférentielle du procédé suivant l'invention, on applique du nickel respectivement de l'étain en tant que premier respectivement deuxième métal ou on applique de l'étain respectivement du cuivre en tant que premier respectivement deuxième métal. L'étain offre une bonne protection contre l'oxidation. 



   Une deuxième forme préférentielle du procédé suivant l'invention est caractérisée en ce qu'après l'enroulement du feuillard, on applique une troisième couche formée par un alliage sur la surface externe du tube. On augmente ainsi la protection du tube. 



   Une troisième forme préférentielle du procédé suivant l'invention est caractérisée en ce que lesdites couches sont appliquées en utilisant une haute densité de courant. La haute densité de courant permet un rapide dépôt de la couche à appliquer et réduit ainsi sensiblement la probabilité d'interférence des métaux utilisés pour les différentes couches. 



   L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation repris dans les dessins. Dans ces dessins :
La figure 1 montre une vue en coupe d'un feuillard métallique sur lequel deux couches de métal ont été appliquées. 



   La figure 2 montre une vue en coupe d'un tube obtenu par application du procédé suivant l'invention. 



   La figure 3 illustre un exemple d'un dispositif permettant d'appliquer deux couches de métal sur un feuillard. 



   Dans les dessins, une même référence a été assignée aux mêmes éléments ou à des éléments analogues. 



   Pour fabriquer un tube à paroi multiple, on utilise un feuillard métallique, comme par exemple un feuillard d'acier ayant une épaisseur de 0,355 mm. La figure 1 montre une vue en coupe d'un feuillard métallique 1 sur lequel deux couches de métal ont été appliquées. Dans le procédé suivant l'invention, on applique d'abord une première couche 2 d'un premier métal qui se brase, sur un premier côté du feuillard. Ensuite, on applique, sur l'autre côté du feuillard, 

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 une deuxième couche 3 d'un deuxième métal qui se brase, le deuxième métal étant différent du premier. 



   Comme premier métal, on applique par exemple une couche de 3 p de cuivre, alors qu'une couche de 3 u de nickel est utilisée comme deuxième métal. Cette combinaison a l'avantage que le nickel est un excellent anticorrosif alors que le cuivre se prête bien au brasage. Le cuivre respectivement le nickel ayant une tempéra- 
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 ture de fusion de 1080 C respectivement de 1452OC, la fusion entre ces deux métaux s'opère à une température située entre 1200 et 1300 C et il est donc possible de braser le tube formé après enroulement du feuillard pourvu des deux couches. 



   De plus, on a constaté que le cuivre et le nickel forment un bon choix car déjà vers les   5500C   il y a diffusion de l'un métal dans l'autre. 



   En effet, pour obtenir un tube à paroi multiple, comme par exemple le tube à double paroi, dont une vue en coupe est illustrée à la figure 2, on enroule deux ou plusieurs fois le feuillard, de telle sorte que deux ou plusieurs parois se forment. Lors de l'enroulement, on prend évidemment soin que les parois susccessives se touchent l'une l'autre. Une fois le feuillard enroulé, l'opération de brasage peut débuter. 



   L'enroulement du feuillard dans le procédé suivant l'invention, dans lequel on a utilisé un feuillard avec deux couches différentes, aura pour conséquence qu'entre deux parois successives la couche du premier métal entrera en contact avec la couche du deuxième métal. Il est dès lors primordial de choisir deux métaux qui se brasent et dont la différence entre les températures de brasage ne soit pas trop élevée. Une trop grande différence de température pourrait en effet créer des problèmes lors du brasage. Il faut éviter des combinaisons avec par exemple un premier respectivement un 
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 deuxième métal ayant une température de fusion de l'ordre de 200 C respectivement de l'ordre de 1000 C. On a toutefois constaté que plus les températures de fusion sont élevées, plus grandes sera la différence de température admise. 



   Le tube 4 obtenu par application du procédé suivant 

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 l'invention a donc une couche intérieure 2 en une matière différente de celle de la couche extérieure. De plus, aussi bien l'intérieur que l'extérieur du tube est pourvu d'une couche de protection, ce qui ne serait pas le cas si la couche n'était appliquée que sur un seul côté. 



   Un tube dont la couche intérieure est différente de la couche extérieure a l'avantage que l'on peut mieux tenir compte de la finalité du tube. Prenons le cas d'un véhicule dans lequel on trouve aussi bien des conduites d'essence que des conduites d'huile ou de liquide de frein. Le carburant, en particulier l'essence sans plomb, comporte plusieurs additifs notamment pour augmenter le taux d'octane. 



  Comme additifs, on utilise des alcools qui peuvent attaquer le cuivre. 



   Des particules de cuivre peuvent alors venir boucher les injecteurs.
Il faut donc utiliser, pour des conduites d'essence, par exemple un tube pourvu d'une couche intérieure de nickel qui résiste parfaitement à l'alcool ou à d'autres additifs. La couche extérieure doit alors par exemple être formée d'une couche de cuivre qui offre une protection suffisante contre la corrosion eu égard au fait que les conduites de carburants ne doivent pas impérativement se trouver dans des endroits fortement exposés. Le résistance à la corrosion peut en outre encore être améliorée par une couche de zinc ou d'un alliage zinc-aluminium appliquée après la formation du tube. 



   Le problème du liquide de frein, une substance agressive, est lui tout à fait différent. Contre le liquide de frein, la meilleure couche intérieure sera le cuivre. Toutefois, les conduites de frein se trouvent en des endroits forts exposés aux intempéries, ce qui impose une bonne protection extérieure contre la corrosion. Le nickel répond parfaitement à ces exigences. Le nickel est en effet un excellent substrat au point de vue adhérance et résistance à la corrsion pour un   dépôt   ultérieur tel que par exemple un alliage zinc-nickel, ou du zinc, ou d'un alliage zinc-aluminium. 



   Le feuillard comportant deux couches différentes permet donc de former deux types de tubes différents tout en partant d'un même feuillard. Il suffit, en effet, d'enrouler le feuillard dans l'un ou l'autre sens. 

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   Mis à part le choix de nickel-cuivre pour la première et la deuxième couche à appliquer sur le feuillard, d'autres choix sont également possible, tels que nickel-étain et étain-cuivre. 



   Après l'enroulement du feuillard, il est également possible d'appliquer sur la paroi extérieure du tube une troisième couche de métal. Il est clair que cette troisième couche doit alors être d'un métal différent de celui appliqué sur la couche du côté opposé. On utilise de préférence comme troisième couche un alliage, tel que par exemple de cuivre-nickel, de zinc-nickel pour appliquer sur une couche de nickel, ou du cuivre-nickel pour appliquer sur une couche de cuivre. 



  L'avantage d'appliquer une troisième couche est que l'on augmente ainsi la résistance à la corrosion. Il va de soi que sur cette troisième couche, on peut encore appliquer d'autres couches. Comme troisième couche, on peut également appliquer une couche d'aluminium ou un alliage zinc-aluminium, plomb-étain ou zinc-nickel. 



   La troisième couche est de préférence appliquée sur la couche de nickel car le nickel forme une excellente base pour y appliquer d'autres couches. L'épaisseur de la troisième couche est généralement sensiblement supérieure à celle de la première ou deuxième couche. Ainsi, la troisième couche a une épaisseur de par exemple 12 um ou 25 pm, voire même de 100 um en fonction du degré de protection requis et de la technologie d'application. La troisième couche est appliquée après l'enroulement du feuillard sur la paroi extérieure du tube qui doit être protégée. Eu égard à l'épaisseur de cette troisième couche, une application de la troisième couche avant l'enroulement mènerait à des problèmes considérables lors du brasage après enroulement. 



   La troisième couche pourrait ainsi se mettre à couler entraînant la première et la deuxième couche. 



   La première ou la deuxième couche forme une excellente base pour y faire adhérer la troisième couche. On a ainsi constaté que lorsqu'une troisième couche de zinc était appliquée sur une couche de nickel, il suffisait d'appliquer une couche de 7 à 8 um de zinc sur la couche de nickel pour obtenir un très haut degré de protection. 



   Le degré de protection ainsi obtenu est comparable à celui obtenu par l'application d'une simple couche de zinc de 15 um sur une base 

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 de cuivre. Une sensible réduction des matériaux à utiliser et une amélioration sensible des productivités des unités de production sont ainsi obtenues sans porter atteinte aux propriétés anti-corrosion du tube. 



   La figure 3 illustre un exemple de réalisation d'un dispositif permettant d'appliquer sur un feuillard métallique deux couches de métal différent. La figure 3 ne montre qu'une vue schématique n'illustrant que les composants nécessaires à la compréhension du fonctionnement du dispositif. Le feuillard métallique 1 est introduit dans un premier bain   5,   dans lequel est monté une première 6 et une seconde anode 8 disposées de part et d'autre du feuillard 1. Le bain 5 comporte une solution électrolytique connue en soi et servant au dépôt d'une première couche de métal, par exemple du cuivre. Entre le feuillard 1 et la seconde anode 8, se trouve un écran 9 fabriqué en un matériau non conducteur comme par exemple du plastique. 



   Cet écran 9 sert à masquer l'anode 8 et à empêcher ainsi le dépôt d'une couche de métal sur ce côté du feuillard. Dans le bain 5 uniquement, l'anode 6 est alimentée en courant électrique. 



   Après avoir traversé le premier bain   5,   le feuillard, sur lequel la première couche a été appliquée, est conduit vers un deuxième bain 7. Dans ce bain 7, l'écran 9 masque la première anode 6 pour empêcher l'application d'une couche de métal de ce côté du feuillard. Le deuxième bain comporte une solution électrolytique également connue qui sert, par exemple, au dépôt du nickel. Dans ce bain 7, l'anode 6 n'est pas alimentée en courant électrique. 



   En plaçant les anodes 6,8 de part et d'autre du feuillard et en utilisant des bains différents, il est possible d'appliquer sur chaque côté une couche différente. 



   Suivant une autre forme de réalisation d'un dispositif destiné à l'application de deux couches de métal différent sur un feuillard, chaque bain 5, 7 ne comporte qu'une seule anode, ce qui   évite   de devoir masquer une des deux anodes. 



   On utilise de préférence une haute densité de courant, par exemple de 250 A/dm2, entre l'anode et le feuillard. La haute densité de courant a l'avantage de pouvoir favoriser un rapide dépôt 

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 de métal et donc d'éviter une cémentation ou un effet d'électrodéposition sur la face opposée à celle traitée. Plus le temps de passage est court, moins il y aura de risque que du métal à appliquer parvienne de l'autre côté du feuillard et vienne ainsi se mélanger à la couche appliquée de l'autre côté. 



   L'application de deux couches de métal différent sur un feuillard peut naturellement également être réalisée en utilisant un dispositif opérant à basse densité de courant, par exemple à 10   A/dm2.  

Claims (8)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un tube, comprenant l'application sur l'un respectivement sur l'autre côté d'un feuillard métallique d'une première respectivement d'une deuxième couche d'un métal qui se brase et, après application desdites couches, l'enroulement du feuillard pour former un tube ayant au moins deux parois, caractérisé en ce qu'on applique comme première respectivement deuxième couche, un premier respectivement un deuxième métal différent dudit premier métal.
2. 2. Procédé de fabrication suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique du cuivre respectivement du nickel en tant que premier respectivement deuxième métal.
3. 3. Procédé de fabrication suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on applique du nickel respectivement de l'étain en tant que premier respectivement deuxième métal.
4. 4. Procédé de fabrication suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on applique de l'étain respectivement du cuivre en tant que premier respectivement deuxième métal.
5. 5. Procédé de fabrication suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'après l'enroulement du feuillard, on applique une troisième couche formée par un alliage sur la surface externe du tube.
6. 6. Procédé de fabrication suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on applique un alliage cuivre-nickel en tant que troisième couche.
7. 7. Procédé de fabrication suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on applique un alliage zinc-nickel en tant que troisième couche.
8. 8. Procédé de fabrication suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdites couches sont appliquées en utilisant une haute densité de courant.