<Desc/Clms Page number 1>
"PROCEDE POUR LA FIXATION D'ENTRETOISES DANS LES TOLES ET
EMI1.1
PLAQUES A ENTiSER DES CHAUDIERES."
On connait le procédé pour la fixation des entretoises sur les tôles et plaques qui consiste à entretoiser en soudant les entretoises à l'autogène dans les tôles et plaques des chaudières, Cette opération se fait de la manière couramment appliquée au soudage autogène du cuivre, par exemple en évasant les alésages des tôles des chaudières coniquement vers l'ex- térieur et en faisant pénétrer de la manière connue la soudure autogène dans ces parties évasées.
Les vides entre les têtes /
<Desc/Clms Page number 2>
des entretoises et les parois du trou qui seront ensuite remplis par le métal servant à la soudure ont déjà été créées en conser- vant aux trous des plaques la forme cylindrique et en réduisant l'é- paisseur des têtes des entretoises graduellement vers l'extrémité de manière à leur donner une forme tronconique. Dans l'un et l'autre cas la soudure était exécutée en ménageant entre les têtes des entretoises et les parois des tours dela plaque de la boite à feu dons lesquels elles seront soudées, un vide relativement grand, de telle sorte que la couche du métal employé comme soudure qui était coulé dans ce vide, avait une épaisseur de plusieurs millimètres.
Cette façon d'opérer présentait de graves inconvé- nients. D'une part on introduisait au pount le plus délicat de la boite à feu, c'est-à-dire dans le joint entre l'entretoise et la plaqua à entretoiser une couche relativement épaisse d'un métal étranger. Ce dernier avait, par suite de sa refonte la structure du métal fondu et une résistance et dureté notablement inférieure à celles du métal des entreitoises et des parois de la boite à feu qui avait subi un travail de façonnage mécanique.
D'autre part ce genre de soudure était d'une'exécution relativement difficile, puisque le métal employé comme soudure, s'il est dupliqué trop visqueux, se soude mal avec le métal,de l'entretoise et celui de la boite à feu, tandis que s'il arrive par trop liquide, il s'é- coule facilement au dehors, à travers l'ouverture relativement grande.
Ces inconvénients des entretoises soudées à l'autogène sont évités par le procodé qui fait l'objet de l'invention, par ce moyen que les extrémités de l'entretoise sont munies de têtes filetées de préférence qui viennent se visser dans les trous de la tôle de la boite à feu, mais laissent subsister entre leurs filetages respectifs et le taraudage des trous un léger jeu, l'assemblage de l'entretoise avec la tôle de la boite à feu étant ensuite exécuté par la soudure ou le brasäge de telle façon que le jeu entra les surfaces des filetages se trouve rempli par la brasure ou la soudure, par exemple en faisant couler la soudure d'an haut dans l'interstice entre les filetages.
Aux filetages
<Desc/Clms Page number 3>
pourraient aussi être substituées des parties saillantes et ren- trantes d'un genre différent aux têtes des entretoises et à 1'intérieur des trous des parois'à entretoiser.
Il à été méconnu, en effet, qu'à l'exécution du procédé qui fait l'objet de l'invention, la soudure en supposait bien entendu un choix approprié du métal employé comme brasure ou saudure-traverses par un effet capillaire le filetage entier de part en part, assurant ainsi un soudage du filetage tout entier d'une solidité à toute épreuve et, surtout, d'une étanchéité ab- solue à la vapeur. La couche de brasure ou de soudure entre les filets est très mince et trouve un appui parfait sur les filetages qui luipermet de résister à n'importe quel effort susceptible de se produire. L'exécution du procédé est simple et économique et les entretoises ainsi fixées n'ont jamais besoin d'être matées ni resserrées.
Elle restent indéfiniment étanches et n'exigent un remplacement qu'au cas d'une rupture.
Un autre avantage de ce mode de fixation des entretoises est celui de supprimer l'obligation d'affaiblir aussi bien les tôles de la chaudière que les têtes des entretoises par des gorges ou autres entailles. Les filetages ou autres saillies et entailles de l'entretoise n'ont plus besoin d'être exécutés comme auparavant sur le tour ni d'être un travail de précision. Puisqu'il , faut quand même les établir avec un certain jeu en moins, il suffit parfaitement aucontraire de les produire par un façonnage mécanique, à chaud ou à froid, tel que le laminage, l'estampage le martelage etc.. Ce mode d'obtention des filetages est même préférable puisqu'il a été reconnu qu'une surface rugueuse des filetages présente des avantages appréciables pour la fixation à la soudure autogène ou par le brasage.
L'exécution des filetages par un façonnage mécanique fait réaliser en outre une économie notable en métal, puisque la parte par les copeaux est évitée.
D'autre part la surface du métal conserve sa pellicule résistante provenant du traitement mécanique, qui présente pour ce genre de
<Desc/Clms Page number 4>
de pièces un intérêt tout particulier, en rendant notamment le métal plus résistant centre l'attaque par corrosion.
Dans l'exécution du procédé qui fait l'objet de l'inven- tion on peut aussi munir seulement une partie de la tête de l'entretoise d'un filetage, ce filetage est alors établi de telle faon qu'il se visse sans jeu dans les trous des tôles à entroitoiser. Le reste de la tête de l'entretoise est établi par exemple avec du jeu ou est décolleté. Conformément à l'in- vention il est ensuite réuni au métal des parois à entretoiser à la soudure autogène ou par de la brasure.
Comme il a déjà été mentionné plus haut, il est plus ou moins essentiel d'employer un métal approprié comme brasure ou soudure autogène. Ce sont surtout les brasures à base de laiton qui ont été reconnues particulièrement appropriées à cet usage, principalement celles additionnées de nickel et de silicium. Cette brasure a un point de fusion relativement bas, assure un^joint ab- solument étanche et donne des soudures parfaitement exemptet de soufflures. Le soudeur employant cette brasur 'n'est aucune- ment indispose par de... vapeurs quelconques. La brasure réunit par conséquent une série de qualités particulièrement précieuses pour l'exécution du procédé formant l'objet de l'invention.
Un choix approprié de la soudure ou brasure permet, lors du remplacement d'entretoises détérioriées, qui peut devenir nécessaire de temps à autre, de remplacer ces entretoises par d'autres de même grosseur. Effectivement, lorsqu'une entretoise munie de préférence de filetages ou autre saillies et gorges a été soudés à l'autogène ou brasée dans les tôles ou plaques à entretoiser, les efforts de compression et de traction qui se pro- duisent pendant la garche de la chaudière, s'exercent non plus sur la brasure ou la soudure seul, mais sont supportés par le métal des filetages de l'entretoise et des tôles ou plaques qui se comportent dans l'espèce censément comme un corps homogène.
Partant de cette constation, on procède conformément à l'inven-
<Desc/Clms Page number 5>
toon pour le remplacement d'entretoises avariées, onretire les entretoises en les forant, sans se préoccuper des parcelles de métal de l'entretoise ou de la soudure ou brasure qui pour- raient encore subsister dans les parois de l'alésage, en ayant simplement soin de veiller à ce que l'alésage ait, une fois achevé, le même diamètre que l'alésage primitif. Il a été recon- nu notamment, que des parcelles non enlevées du métal de l'an- cienne entretoise ou de la soudure ou brasure précédente ne diminuent.en aucune façon la résistance de la nouvelle soudure à faire pour l'entretoise de remplacement.
Pour le procédé qui fait l'objet de l'invention il y à in- térêt à ce que le métal servant de brasure ou de soudure pour assembler 1'entretoise avec la paroi ou tôle à entretoiser, se travaille exactement comme le métal de l'entretoise et celui des parois ou des tôles. La précision du forage est alors grande- ment facilitée et l'on évite en particulier que l'outil utilisé au forage dévie par suite d'une différence entre les métaux et se trouve déporté de sa direction axiale voulue. Le seul facteur à considérer est, comme il a été dit plus haut, la fàci- lité plus ou moins grande avec laquelle le métal employé comme soudure ou brasure se laisse travailler, et nullement sa dureté ni sa résistance.
Ces deux dernières caractéristiques sont au contraire préférablement choisies très élevées, par exemple supérieures à la résistance du cuivre dont sont faites l'entre- toise et la plaque ou la tôle, car on obtient ainsi que la brasure ou la soudure, qui est malgré tout encore soumise à des efforts considérables du côté entretoise, soit particulièrement réussie et solide. Des brasures qui à cet égard possèdent des qualités précieuses sont celles renfermant de l'étain ou du zinc, Une baguette de soudure en cuivre avec 40% de zinc par exemple possède à la température normale une dureté Brinell de 130.
A 100 la dureté Brinell est encore la même, à 200 elle descend à 125 à 300' elle est de 100, et à 350 encore de $5. D'une
<Desc/Clms Page number 6>
manière générale la température du métal des boites à feu ne doit pas dépasser 200 . Mais mêmesi elles atteignaient 300- 350 , les soudures mentionnées auraient encore une dureté triple de celle du cuivre ordinaire des boites à feu 1'enlè- vement par forage peut être facilité encore davantage conformé- ment à l'invention en perçant dans les extrémités de l'entre- toise un trou borgne d'assez gros diamètre, de 10-16m/m par exemple, puisqu'il y a dans ce cas moins de métal à enlever en reperçant et que l'outil employé au forage attaque alors mieux.
Même dans les cas, où les extrémités des entretoises sont transformées en têtes de rivets du côté feu par exemple, cette ouverture relativement grande peut être adoptée sans crainte, puisque dans l'entretoise soudée ou brasée les têtes rivées n'ont plus pour but de compléter l'étanchéité, comme dans des entretoises simplement vissées, mais servent en prin- cipe à préserver la soudure ou la brasure de l'attaque par le feu.
Pour cettè, raison les têtes rivées peuvent dureste être complè- tement supprimées du côté extérieur de la boite à feu par exemple. malgré cet alésage d'un diamètre p/usgrand le bouchage usuel dans les entretoises à canal axial de ce canal du côté extérieur de la boite à feu n'offre pas de difficulté si, à la place du tamponnement du dit canal au moyen de bouchons en cuivre on effectue la fermeture au moyen d'une petite quantité du métal employé comme soudure, que l'on coule pendant l'exécution de la soudure ou de la brasure dans le canal axial. Ce mode d'obtura- tion est à recommander en principe pour les entretoises soudées et autres, puisqu'il peut être exécuté pour ainsi dire sans frais tout en constituant un bouchage absalument sûr.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention fait réaliser auremplacemet des entretoises une économie de travail considérable. Mais il a surtout pour résultat de prolonger dans une mesure extraor- dinaire la durée de la coûteuse boite à feu. On peut, en autre, et c'est là un point d'une importance extrême, se contenter dorénavant dans les ateliers de répération d'avoir en magasin
<Desc/Clms Page number 7>
un type dentretoise normal unique, et éviter ainsi 1'apro- visionnemet onéreux en entretoises de rechange à têtes de dia- mètres croissante.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention peut aussi s'ap- pliquer avec le même avantage que pour les entretoises aurem- placement d'autres organes allongés tels que tirants, tubes (tubes de condenseurs, tubes d'eau, tubes de fumée, etc)... qui sont fixés dans des plaques tubulaires, des fonds, tôles, etc... au moyen de la soudure autogène ou de brasures.
Pour souder ou braser suivant le procédé qui fait l'objet de l'invention des organes de forme allongée, tels que des en- tretoises, tirants, tubes pour chaudières aquatubulaires ou à tubes de fumée, économiseurs, condenseurs, réchauffeurs, sur- chauffeurs, etc... dans les trous des plaques ou tôles (plaques de la boite à feu, plaques tubulaires) dans lesquels ils passent il faut veiller à ce que l'espace, généralement très petit entre la surface des organes allongés et la paroi ditrou soit intégra- lement rempli du métal emloé comme brasure ou soudure, puisqae c'est là le point dont dépendent la qualité de l'assemblage ou sa durée.
Cette opération devient particulièrement difficile lorsque les parties à souder ou à braser des pièces allongées et, le cas ,échéant, des trous destinés à les recevoir sont encore munies de filetages ou de parties saillantes et rentrantes similaires.
Un assemblage sûr sera obtenu à chaque fois que la soudure ou le brasage peut être exécuté dans une telle position des corps à assembler que le métal employé comme soudure ou brasure puisse couler par le haut dans l'espace vide entre les pièces à as- sembler, par exemple en soudant les entretoises dans les parois des portes ou les tubes de fumée dans les plaques tubulaires, lorsque les portes ou les plaques tubulaires peuvent être pla- cées horizontalement, et les entretoises ou les tubes verticale- ment, et lorsqu'on peut faire fondre le métal employé comme
<Desc/Clms Page number 8>
soudure eu brasure directement à côté de l'extrémité supérieure de l'entretoise ou du tube sortant de la plaque respectiveo Le métal en fusion tombe alors en gouttes sur l'espace entre - 1'entretoise ou le tube et la plaque et coule dans les filetages,
étant entendu que toutes les parties à souder seront portées à la tlempérature voulue pour empêcher le métal en fusion de se figer prématurément.
Si au contraire les plaques ou les tôles dans lesquelles les entretoises, etc ... doivent/être soudées ne sont pas dispo- sées horizontalement ou à peu près horizontalement on peut s'arranger en ménageant entre les entretoises etc.. et la paroi à laquelle on veut les souder, une ou plusieurs cavités dans lesquelles le métal servant de brasure ou da soudure peut être introduit, ce métal peut y être introduit déjà en fusion ou bien à une température élevée mais encore à 1'état solide, pour être porté à la température de fusion dans la cavité même, de telle manière qu'il puisse se répartir sur l'ensemble des surfaces à souder ou à braser. La cavité peut 4tre aménagée dans la pièce de forme allongée ou dans la plaque ou paroi oubien dans l'une et l'autre à la fois.
Lorsqu'il s'agit par exemple d'entretoises à souder dans les plaques ou tôles à entretoiser, on fraise dans les têtes d'entretoises une ou plusieurs rainures longitudinales. Dans le car d'une rainure unique l'entretoise est, avant d'être soudée, mise en place de préférence de façon que la-rainure se trouve au point le plus élevé de la fente entre l'entretoise et le bord du trou de la plaque. Ces rainures peuvent être obtenues à la fraise, au bédane, ou bien aussi par l'estampage, etc., c'esà- dire dès la fabrieaion même de l'entretoise .
Après avoiorté l'endroit à souder à la température de fusion du métal servant de soudure, on introduit dans la rainure une baguette de soudure de la grosseur voulueo il est préférable de ne pas prolonger la rainure complètement à travers la tête de l'entretoise, mais, en @
<Desc/Clms Page number 9>
supposant que cette têteoit munie d'un filetage, de l'arrêter au dernier filet. On arrive ainsi à éviter un coulage excessif du métal servant de soudure.
Il suffit que la soudure entrée en fusion dans la rainure coule tout le long des filetages et a'y répartisse uniformément, ce qui s'obtient par un choix approprié de la soudure à employer. Une fois le bout de baguette de soudure engagée dans la rainure fondu et coulé dans les file- tages, on fait suivre la baguette dans la rainure où elle est portée graduellement à la fusion, jusqu'à ce que les pas de vis soient partout garnis de soudure et le soudage est ainsi terminé. La rainure est ensuite rempila à son tour de soudure mais- en laissant prférablement quelque peu baisser la tempé- rature de l'endroit soudé afin de permettre à la soudure de se solidifier dans la rainure.
A la place de la rainure on peut bien entendu adopter aussi une concavité d'une forme diffé- rente quelconque, de même que les filetages peuvent être rem- placés,, par d'autres parties en creux et en saillie, ou être supprimés complètement. Au lieu d'entailler une ou plusieurs rainures dans l'entretoise on peut aussi bien établir le conduit destinée à assurer l'arrivée de la soudure dans la tôle ou plaque de la boite à feu ou dela chaudière. L'excavation ou la rainure peut naturellement aussi être située partiellement sur l'entretoise, et partiellement dans l'épaisseur de la tôle ou la plaque de la chaudièreo Un affaiblissement par suite d'un effet d'entaille, etc... ne peut survenir après l'éxécution de ces évidemmnts, puisque peux-ci sont comblés par la soudure qui fait absolument corps avec les métaux soudés.
Le soudage' est amélioré en introduisant dans la cavité créée d'abord le fon- dant nécessaire à la soudure (le borax) et en avançant la ba- guette de soudure une fois de borax fondu. Le même mode de sou- dage ou de brasage qui fait 1!objet de l'invention peut bien entendu être exécuté aussi lorsque le corps de forme allongée se trouve placé dans une position autre que la position horizon- / tale,
<Desc/Clms Page number 10>
Des entretoises qui ont été soudées conformément à l'invention dans une position complètement horizontale, présentent une étanchéité tout aussi parfaite, et une soudure, ou un brasage homogène sur toute leur section, tout aussi ir- réprochables que celles soudées dans la position verticale,
Pour mieux fixer les idées plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées aux dessins ci- joints.
Les fig. 1-4 montrent l'entretoise 1 dont la tête ¯? est ingérée dans la plaque} de la chaudière en vissant. de telle manière qu'il subsiste entre son filetage et la paroi du trou de la plaque un espace vide 4 destiné à recevoir le métal ser- vant de brasure ou de soudure. Pour faciliter l'exécution des brasures ou des soudures, la plaque de la chaudière 3 portes, auprès de l'extrémité extérieure de la tête de l'entretoise une fraisure circulaire 5, à travers laquelle la brasure ou la soudure pénètre dans le vide entre la paroi du trou de la pla- que de la chaudière et le filetage de l'entretoise (Fig. I) .
L'extrémité 6 de la tête d'entretoise qui dépasse est façonnée à la fig. 2 en une tâta rivée dans le but de protéger le joint de la soudure contre l'attaque par les gaz de chauffe.
La figo 3 montre une variante suivant laquelle le métal constituant la brasure ou la soudure est employé sous la forme d'un tube 7, à parois minces et pourvu par exemple d'un pas de vis,quiestinsére entre l'alésage de la plaque et la tête de l'en- tretoise, et dont la fusion est provoquée au moyen d'un courant électrique par l'introduction d'une électrode dans un trou 8 ou d'une autre manière appropriée. Cette utilisation du métal à braser ou à sodder dans la forme tubulaire peut' être appli- quée avantageusement aussi aux entretoises à tête lisse, surtout en combinaison avec la soudure autogène.
Le tube est préféra- blement introduit dans l'espace entre la tête de l'entretoise et la paroi du trou, de telle façon qu'il remplit cet intervalle aussi complètement que possibleo Pour souder des entretoises il
<Desc/Clms Page number 11>
a été reconnu préférable de procéder nn pas en suivant l'ordre dans lequel elles se succèdent, mais de telle manière que la dilatation par la chalàur soit rendue autant que possible uniforme par un travail symétrique quant à l'ordre des entretoises soudées, grâce auquel les dilatations se compensent. Un exemple est repré- senté à la fig. 4, suivant laquelle les entretoises sont à souder dans la boite à feu montrée par exemple dans l'ordre a, b,c,d,e,f
Les figs.
5-8 montrent une entretoise et un appareil pour la fabrication de cette entretoise dont la tête a un diamètre égal ou à peu près égal au diamètre du corps. Les têtes d'en- tretoises g sont obtenues par le laminage des pas dé vis dans la barre utilisée comme matière première laquelle peut être per- forée axialement et présenter par exemple l'alésage axial 15. Le diamètre du corps I de l'entretoise est réduit par un décolletage dans une mesure suffisante pour que l'entretoise puisse être passée à travers le trou de la plaque ou tôle de la chaudière.
Les fig. 6-8 montrent schématiquement des outillages pour la fa- brication des entretoises conforme à l'invention. On se sert dans ce but par exemple d'un tour automatique muni de molettes 2 pour produire le pas devis, d'un outil à tronçonner 10 et d'un outil à charioter 11, La fig. 6 montre la production des pas de vis. Une fois cette opération terminée, l'entretoise est avancée assez loin pour que l'outil à saigner au à tronçonner 10 puisse agir à son tour et sectionner l'entretoise achevée (Fig. 7).
Ensuite à lieu le décolletage du corps de l'entretoise suivante, en commençant au pas de vis déjà achevé à l'une des extrémités de l'entretoise pour s'arrêter juste à l'endroit, où les molettes à fileter recommencent alorssimultanément à produire le pas de vis pour l'entretoise déjà décolletée et l'entretoise suivante.
. Aux fig. 9- 13 sont représentées des formes d'exécution dans lesquelles la soudure est amenée au moyen de rainures à l'inters- tice entre les pas de vis et les parois des trous.
La fig. 9 montre une entretoise normale 1 dans une plaque
<Desc/Clms Page number 12>
ou une tôle 3 d'une chaudière, lafigo 10 montre la même en- tretoise mais munie d'une rainure 12 dans laquelle est in troduit le métal destiné à servir de brasure oude soudure qui peut ensuite se répartir sous l'action de la capillarité dans les pas de vis.
A la fig. II est représentée une entretoise portant plu- sieurs de ces rainures.
La fig. 12 montre une coupe d'une entretoise soudée dans la position horizontale.
La fig. 13 montre une forme d'exécution dans laquelle la rainure est taillée dans la plaque ou la tôle de la boite à feu ou de lachaudière
La fig . 14 montre un exemple du mode de fixation au moyen du vissage et de la soudure des filatages appliqué à des tubes.
Le tube 13 est vissé, avec un léger jeu, dans une plaque 14 soudé dans celle-ci au moyen de soudures coulées dans l'es- pace vide et le bord dépassant 17 du tube rabattu pour protéger la birasure ou la soudure. La fiation de tubes par ce moyen est d'après le procédé qui fait l'objet de l'invention possible bien entendu, même sans l'emploi de filetages REVENDICATIONS.
I) Le procédé pour la fixation d'entretoise dans les tôles ou plaques de chaudière à entretoiser est caractérisé en ce que l'on laisse subsister un léger jeu entre la tête de l'entretoise qui peut le cas échéant être munie de filetages ou autre parties saillantes, ou rentrantes, et l'alésage de là tôle de la chaudière, 1a liaison de la tête de 1'entretosise avec la paroi de l'alésa- ge de la tôle de chaudière étant assurée ensuite en introduisant entre ces parties du métal pour y servir de brasure oude soudure.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.