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"Procédé et dispositif pour la fabrication de tuyaux soudés,, en particulier de tuyaux de précision "
La présente invention concerne un procède et un dis- positif pour la fabrication de tuyaux soudés, en particulier de tuyaux de précision, dans lesquels;, au cours de la même opération. de travail pendant laquelle s'opère le cintrage des bandes de tôle entre des paires de cylindres pour les conformer en tuyaux, ceux- ci sont soudés de façon irréprochable et Et grande vitesse sur leurs bords de jonction dans une machine à souder, pourvue d'un dispositif centre/ur-dresseur-repousseur et qui est combinée, accouplée et commandée en commun avec la machine néoessaire à la, conformation indiquée ci-dessus des tuyaux.
Le dispositif de soudage est vn complément extrêmement important à la machine construite suivent le brevet beige 339049 pour la febrication de tuyaux par cintrage de bandes de tôle ontre des paires de cylin- dres, car:) avoc une sonsommation de force minime, un passai du tuyau une viteaae complèt.ement uniforme est assuré dans des
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machines, jusque, préaent, il n'était pas possible de fabriquer des tuyaux de 06 genre en une seuie opération de travail; il fallait bien au' contraire souder séparément les tuyaux fendus fabriqués par cintrage.
Le réchauffage constitue une partie particulièrement importante de l'opération de travail dans la soudure des tuyaux au cours de la même opération de travail dans laquelle les tôles
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sont cintrées pour former des tuyaux fendus. On a di, proposé de réchauffer les tuyaux dans des fours à mouffles disposés juste devant le dispositif de soudage et par lesquels on fait passer les
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tuyaux )lais', ce tt"'1'po si tion présente toutefois l'inconvénient de grands frais d'installation et d'exploitation, de morne, on ne peut,pas obtenir par cette disposition la température de réchauf-
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:rage uniforme absolument nécessmire qui assura en marche continue dé 'banè résultats-. 'La formation de battit,ures est également con;
1- d6rabiement augmentée-sur le tuyau.
Conformément à l'invention, le réchauffage est assuré par la flamme de soudage elle-même, le cas échéant aidée par une flamme de réchauffage de basse température qui est placée en face de la flamme de soudage sur le tuyau. A cet effets en
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avant ,ét en présence de la flamme de soudage, le tuyau est entouré par uae enveloppe de réchauffage réglable à;vol.ont4, de préférence en deux parties, qui possède en haut, une petite fente pour la pénétration de la flamme de soudage et le ()se échéant sur le coté 'opposé une tente pour la flamme de réchauffage.
La flemme de
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,o,.' soudage,, entrent dans l'enveloppe par la fente, soude en passant .dans l'espace compris entre l'enveloppe et le tuyau le long de la ,paroi extérieure.de ce dernier en se dirigeant vers l'arrière,
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grâce quoi le tuyau est réchauffé eont1nu uniformément sur les -deux cotés et en bas par la flamme qui était jusqu'à présent perdue, on prévoit avantageusement une série d'oritio$8 dedm18- sion d'air dane l'enveloppe, qui sotit favorablement disputée à des hauteurs-différentes, pour assurer l'allongement de,,4a flamme et l'augmentation de l'action chauffante.
Mais le tuyau'est égale-
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ment bien i,écheuff6 de l'intérieur par la flamme projetée par la fente ménagée entre les bords de rencontre du tuyau pour l'entrée de cette flamme dans l'intérieur du tuyau.. Cette flamme qui n'a pas d'autre issue est ramenée en arrière et réchauffe fort bien de ce fait le tuyau en commun avec la flamme qui le lèche exté-
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risureeent dans l'enveloppe de réchauffage.
Pour limiter l'allon- gement de la flamme à l'intérieur du tuyau et rendre plus intel'1fJe l'action de réchauffage sur une longueur réglable déterminée du tuyau, la flambe est arrêtée par le mandrin-noyau, qui est sus-
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pcndu en avant de l'endroit du soudage , l'intérieur du tuyau , travers la fente do celui-ci et qui sera décrit ai-apr6a La flamme peut donc être étendue sur une longueur dêsir6e.quelcon- que. Elle trouve uh point d'arrêt sur le mandrin-noyau,, de sorte que le réchauffage est limitéà la partie se trouvant entre l'en- droit de soudage et ce mandrin-noyau.
Comme on l'a indiqué ci-des- sus, le réchauffage peut encore .être soutenu par le brûleur de réchauffage disposé sur le côté du tuyau qui est opposé au brû- leur de soudage, la flemme de ce brûleur de réchauffage ayant accès au tuyau par la ff-nte inférieure prévue dans l'enveloppe de
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réchauffage. Ce brûleur de r-cheurfage est spécialement utilisé dans le cas de tuyaux de grand diamètre,, de tuyaux anguleux, de tuyaux en matière plaquée ou doublée et en aciers spéciaux très durs , tels que les aciers ne rouillant pas et les aciers réais-
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tcrit la chaleur dans lesquels des différences de tension par- ticulièrement grandes se produisent.
Le brûleur de réchauffage, qui chauffe par en-dessous, produit, par la flamme de réchauffages un avancemeut automatique l'um vers l'autre des bords de rencon- tre du tuyau au point de soudage, de sorte que le tuyau ne peut pas s'écarter pendant l'op{r5tion de souda.gee.0e soudage se fait donc forcément bien. Dans les tuyaux anguleux, qui doivent être
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soudés sur les arête4 et dans les tuyaux en matière plaquée ou doublée, il est recommandable de faire appliquer l1enTeloppe de réchauffage à l'endroit du soudage (fusion) juste sur' bords de la, fente du tuyau.
L'écartement des bords de la fente par la flamme de fusion est évité par cette disposition dans le cas de
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matière tout-à-fait mince ; mais, d'autre part, il sembla également important , et ceci spécialement dans le cas de matière plaquée ov doublée, que la matière'se raccordant au õint soudas soit empêchée de fondre et de brûler.
Le brûleur de soudage, ou plus exactement dit le brû- leur de fusion,- car les bords de la fente fondent l'un dans l'au- tre.àans addition de matière, est disposé sur le bâti de la machine, -mobile suivant la direction du tuyau, et peut être déplacé vers le haut et vers le bas sur son béti porteur et vers les deux wôtés dans la direction du tuyau. Il peut aussi être renversé hors de la position . de travail; il y a lieu de prendre ici la préccution qu'il soit arrêté dans sa position antérieure contre une butée ou dispositif analogue'lorsqu'on le ramené en arrière.
Les' tuyaux fendus finis de cintrer et laminés jusqu'à la fermeture, qui sortent de le machine cintrer les 'bandes do tôle entre des paires do cylindres, c'est à dire du dernier jeu de cylindres de cette machine, sont avantegeusement passés avant et après le brûleur, de soudage par une série de cylindres calibreurs verticaux, des mandrins-noyaux pouvant être suspendusl'intérieur des tuyaux.aux endroits des cylindres calibreure. Par les cylin- dres calibreurs disposés par degrés, avec chaque fois des diemè- trea plus petits, on obtient, sans froissement ou/serrement de la . ¯ matière, des tuyaux de précision avec des diamètres intérieur et extérieur exactement désirés.
Les roues dentées de command des cylindres calibreur ont successivement des diamètres toujours plus réduits, grâce à quoi leur vitesse/périphérique et par la la vitesse de rotation des cylindres calibreurs est augmentée vis-à-vis des précédents, de sorte qu'ils exercent une action propulsive sur le tuyau qui passe et- le tirent uniformément et sans interruption à travers la machine.
Des manques de soudage, perforations, etc... sont donc exclus lors- que le procédé est .appliqué exactement.
Les cylindres calibreurs suspendus peuvent être diapo- sés sur une barre ou être. montés indépendamment les uns'des au- très.. Dans le premier cas, ils sont reliés de façon articulée ou
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rigidement entre eux par la barre, ils sont disposés de façon me- bile et réglable sur'cette barre, de sorte quelle peuvent être réglés sur tout endroit désiré, par exemple sur le oestre des oy- lindres. La barre du mandrin-noyau est suspendue à un appendice ' faisant saillie par la fente du tuyau, qui est fixé de façon ap- propriée sur la machine, et le barre du mandrin-noyau est fixée à voionté sur sa longueur.
Les mandrins-noyaux ont une forme culin- drique, en tonneau ou analogue. Leur section peut par exemple être réduite au commencme.t par des rainures longitudinales en forme de segment et recevoir le section tubulaire complète des les avant- deriners ou dernies cylindres calibreurs.
Quelques rouleaux de guidage (cylindres centreurs- dresseurs), sont montés à la suite de la dernière paire de oylin- dres calibreaur pour le tube passant à l'état chaud, alternative- ment eh bas, en haut, ou sur les côtés, que ce soit horizontale- ment ou verticalement. lavant le dernier cylindre de guidage sup- porté élestiquement, il est encore monté une paire de cylindres repousseurs, dont les cylindres sont commandés. Cette paire de cylindres repousseurs exerce une action propulsive sur le tuyau et le repousse sutomatiquement hors de la machine, de sorte que le tuyau suivant trouve la voie libre. Jusqu.' présent il fallait toujours tirer le tuyau au-dehors ou la faire pousser au-dehors par le suivant.
Le coté sur le quel .La soudure se fait est naturelle- ment indifférent; (J'esttoujours l'endroit de déplacement du joint qui est déterminant pour cela. De même, le genre de soudure, qu'elle soit autogène ou électrique, est sans importance? Les soudures feites suivent le procédé décrit dans ce qui précède sont complètement irréprochables. Des vitesses de soudure allant jus- qu'à plus de quatre mètres furent déjà a.tteintes. Un grand avan- taxe du procédé réside en ce qu'il est également sans importance que la bande introduite dans la machine soit rognée ou non-rognée, la jonction de la matière se faisant toujours complètement et la matière étant fondue de façon irréprochable sur les borda.
Les soudures résultantes obtenues peuvent être
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faites en une seule opération avec le cintrage entre des paires de cylindres. par la. combinaison des deux machines en une saute, la même vitesse de marche est assurée ot, on e le. possibilité de réglage pour des diamètres et des épaisseurs de parois varias.
Suivant ce mode de travail, des tuyaux de diamètre différent peu-tent être terminés, par conséquent cintrés et soudés en une seule opération de travail.
Les dessins annexés représentent un exemple de réa- lisationi/de l'objet de l'invention.
La Fig. 1 représente schématiquement la disposition de l'installation de laminage et de soudage, -: La, Fig. 2 est une élévation latérale de l'installa- tion, à l'endroit du dispositif do soudage,
La. Fig. 3 est ime vue de la première paire de oy- lindres calibreurs.
La Fig. est une vue de la dernière paire de cylindres calibreaus, La Fig. 5 montre la. barre de mandrin-nyau, 'La Fig. 6 montre la disposition de, l'enveloppe de réchauffage.en coupe,
La. Fig. 7 est un plan de cette enveloppe.
1, 1' désignent le. dernière paire de cylindres du mécanisme, de cintrage du tuyau. Le tuyau fendu 2 passe de la dans la première paire de cylindres calibreurs 3,3',puis ensuite par les autres.paires de cylindres 4-4' , 5-5', 6-6', A l'intér- ' rieur du tuyau, les mandrine-noyau 7 sont disposés à chaque paire de cylindres calibreurs et ils sont reliés entre eux de façon articulés ou rigidement par une barre 8. Les nandrins-no- yeux 7 peuvént être-réglés sur le. barre 8, dans chaque cas, sui- vent. la position de la paire de cylindres, par vissage et ils peuvent être fixés au moyen de contre-écrous dans la position désirée dans- chaque cas.
Le premier noyau 7 se trouvant en face des cylindres. 3-3' peut comporter sur sa surface des rainures longitudinales en forme de segment (Fig. 3) et les autres noyaux peuvent aller progressivement jusqu'à la section tubulaire com-
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plète (fig. 4). La barre 8 est suspendue devant la première pairede cylindres calibreurs 3-3' par un appendice 9 sortant par la fente du tuyau et qui, assujetti à la machine de façon appropriée, fixe la barre dans sa position.
La progression du tuyau sur les mandrins-noyaux est ininterrompue et, même au cas ,où la pression exercée par les cy- lindres calibreurs vers l'avant'ne serait pas suffisante, les pai,res. de cylindres profilés suivant:le brevet belge 339049 exercent une poussée d'arrière en avant, de sorte qu'un arrêt ne peut. pas se produire.
Le tuyau quitte ia paire de cylindres 3-3' sous forme de tuyau fendu, et il est passé tout d'abord entre deux rouleaux de guidage horizontaux 10, entre lesquels un disque ver- tical 11 tournant dans la fente du tuyau est disposé. Une ,seconde paire de rouleaux de guidage horizontaux 12 est disposée juste entre le brûleur de soudage 17, cette seconde paire de rouleaux maintenant le tuyau très légèrement au joint, de sorte que ce tuayu est complètement fermé à l'endroit du soudage.
Apres que le tuyau soudé à quitté la dernière paire de cylindres 6-6' , il parvient aux cylindres Cemtreure- dresseurs 13,14,15,16, qui sont disposés alternativement au-dessus et au-dessous du tuyau. Entre les cylindres 15 et 16, il est encore monté une paire de cylindres 18-18', dont les deux cy- lindres sont entrainés et qui repoussent la pièce d'ouvrage hors des cylindres centreurs-dresseure, de aorte que le tuyau suivant trouve la voie libre.
Le dispositif de soudage est constitué par le brû- leur de soudage 17 et le brûleur de réchauffage 19, qui sont dis- posés sur les côtés opposés du tuyau. Le 'brûleur de soudage est mobile dans la direction du tuyau et perpendiculairement a cotte et/ direction, horzontalemetn et verticalement,/11 est également capable de pivoter autour de l'axe 19'; quand il revient à la position de travail il bute par la plaque 20 solidaire avec lui coutre une vis de réglage 21 et il prend de ce fait toujours la même position.
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Les Figs. 6 et 7 représentent respectivement en élé-
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vation latérale et en plan tuie enveloppe de réchauffage, coast i- tuée par les parties 22 et 23. Ces parties peuvent être disposa de façon mobile et réglable latéralement et longitudinalerpent sur une table 24. Le tu',vau quatre a,ngles est guide juste a il!. fente 25 en forme d'entonnoir, qui se forme la rencontre des deux parties 22, 23, de sorte que la flamme de soudage ne frappe précisément que le joint. La flamme de réchauffage peut entrer par la fente 26 qui se forme à la renoontre des éléments 22 et 23. Dans les parois latérales des éléments de l'enveloppe, il/y a a des hauteurs différentes des orifices d'admission d'air 27, qui vont en se rétrécissant vers l'intérieur et par lesquels l'air frais entre à l'intérieur de cette enveloppe.
Ces'orifices 27'sont ménagés en oblique vers l'avant par rapport à l'axe du tuyau. '
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Le tuyau qui GMt fabriqué ot soudé dans l'inqttlla- tion suivant l'invention quitte cette installation complètement
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terminé pour être conduit â l'emballage; un aentrage, un dres- sage, une récuissonp etc... sont complebornent inutiles. Les tuyaux fabriqués de cette mainè/re ont montré par des essais qu'ils constituent des tuyaux à haute pression. Un tube de 2 m/m d'épaisseur de paroi soudé do cette façon a soutenu une pression de 650 Atm. et a craqué ensuiteenviron 10 m/m. du
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joint, soudé. Ceci démontre que le. soudure est tout-a-falt saine et de permier ordre.