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Procédé pour établir un joint entre deux éléments métalliques en coulant un corps métallique autour d'eux ***************
La présente invention a pour objet un procédé pour établir un joint entre deux éléments métalliques en
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coulant un corps métallique autour d'eux. Ce procédé est applicable à la plupart des cas où l'on peut utiliser une jonction par joint soudé et à d'autres cas et, en général, il donne un résultat supérieur à celui obtenu avec un joint soudée
Dans ce procédé général, on enferme les parties à joindre dans un moule préférablement métallique et l'on verse le métal dans ce moule de façon à le remplir et à entourer ainsi les parties à joindre.
Le moule peut constituer un élément permanent du joint ou être prévu pour être enlevé lorsque l'opération de coulée est terminée.
Suivant l'invention, on prépare la coulée du métal en remplissant le moule aveo un flux qui est chauffé approximativement à la température à laquelle le métal est coulé. Ce flux doit être un liquide stable à cette température, c'est-à-dire qu'il ne dait pas être près de son point d'ébullition. De préférence, on fait parvenir au moule de la chaleur depuis une source extérieure, dans le but d'obtenir la température désirée à son intérieur, ce chauffage étant poursuivi jusqu'à ce que le moule ainsi que les parties situées à son intérieur aient atteint avantageusement une température approximativement uniforme.
Le métal fondu est alors admis dans le moule et il déplace le flux qui s'écoule au-dehors par une ouverture prévue au
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sommet du moule. Pendant la ooulée du métal, on cesse de chauffer le moule. Lorsque le métal a atteint l'ouverture du sommet du moule, la vitesse de coulée est diminuée mais celle-ci est préférablement continuée goutte à goutte jusqu'à ce que le métal se solidifie à l'ouverture de sortie.
Sur le dessin annexé sont illustrées, à titre d'exemple seulement, deux formes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La figure 1 représente en coupe une disposition employée pour faire un joint entre un tuyau métallique et une enveloppe métallique au point où le tuyau entre dans l'enveloppe, le moule métallique utilisé pouvant être enlevé subséquemment. La coupe est faite par I-I en figure 2i la figure 2 est une coupe transversale par IL-11 en figure 1 et elle illustre le procédé de coulée;
la figure 3 représente en coupe par III-III en figure 4 une autre disposition pour faire un joint entre un tuyau métallique et une enveloppe métallique au point où le tuyau entre dans l'enveloppe, le moula métallique utilisé étant prévu pour rester en permanence en positionµ la figure 4 est une coupe transversale par IV-IV
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en figure %
Sur les figures 1 et 2 est représentée une dispo.. sition se prêtant à l'établissement, par coulée d'un métal, d'un joint étanohe au pointoù un tuyau l, pouvant être par exemple en plob entre dans l'ouverture d'une enveloppe métallique 2 pouvant être en plob, cuivre ou en un autre métal.
La .fonction entre le tuyau et l'enveloppe est en- fermée dans un moule en fonte formé de deux moitiés 3 et 4 dont les faces se trouvant en engagement l'une avec l'autre sont aplanies mécaniquement; les deux moitiés 3 et 4 soit assemblées au moyen de boulons 5 et d'écrous 6 s'engageant dans des oreilles de serrage 7 formées sur la face externe des deux moitiés 3 et 4. vant d'introduire le tuyau ou tube 1 dans l'enveloppe 2, on insère partiellement dans l'ouverture de l'enveloppe un collier 13 relativement large qui est relié à l'enveloppe au moyen d'un joint soudé 14.
de Le diamètre intérieur du cailler 13 en forme/collier de bouterolle est suffisamment grand pour permettre le passage du tuyau 1 dans l'enveloppe 2 et la section du collier présente une forme telle qu'une rainure à étoupe 15 est formée autour du tuyau. Dans la rainure 15 est placée une garniture de laine de plomb 16 qui forme un joint étanche pour empêcher le passage du métal de coulée liquide de l'intérieur 8 du moule dans l'enveloppe.
L'échappement du métal de coulée liquide de l'intérieur 8 d moule la
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jonction entre le moule et le tuyau est empêché par une garniture de laine de plomb 9 insérée dans une rainure 10 formée dans le corps du moule et entourant le tuyau en ce point,, De même, une garniture de laine de plomb 11 insérée dans une rainure 12 empêche l'échappement du métal de ooulée liquide à la jonction du moule et de l'enveloppe métallique 2. Une ouverture latérale 17 comportant un conduit de remplissage 18 par lequel le métal en fusion peut être coulé est prévue à la moitié supérieure du moule et une deuxième ouverture étroite 19 est aussi prévue au sommet du même élément 3.
Pendant l'opération de poulée, comme illustrée sur la figure 2, le moule se trouve dans une position telle que l'ouverture 19 est au point le plus élevé de l'intérieur du moule mais en.*dessous du niveau de l'ouverture du conduit 18. Les surfaces de l'enveloppe 2 et du tuyau 1 qui entrent en contact avec le métal en fusion sont étamées avant d'être enfermées dans le moule; il y a avantage à employer pour 1'étamage le même alliage que pour le métal de ooulée.
Apres que le moule a été plaoé en position et que les différentes jonctions ont été établies à étachéité de la manière décrite ci-dessus, le moule est renpli de suif chaud 20 qui a été chauffé préalablement à une température d'environ 200 C Le moule et le suif qui il
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renferme, lequel se sera refroidi pendant qu'on le versait dans le moule,
sont ensuite chauffés au moyen d'une source extérieure de chaleur constituée par des chalumeaux ou d'autres moyens convenables jusqu'à ce que le suif atteigne une température comprise entre 180 C et 190 C Le métal de coulée 21 qui est formé par un alliage renfermant 63% d'étain et 37% de plomb et qui a été chauffé préalablement à la température de 250 C est versé immédiatement depuis une poche 22 ou autre dispositif oonvenable dans le moule à travers le conduit 18, le suif 20 étant ainsi déplacé par le métal coulé de la manière illustrée sur la figure 2. Le suif liquide 20 s'échappe par l'ouverture 19et, pendant la première phase de la coulée, par le conduit 18, à une vitesse dépendant de la vitesse de coulée.
Lorsque le moule est rempli de métal 21, la coulée du métal est continuée à une vitesse réduite de façon à ce que le métal s'écoule en un faible courant par l'ouverture de sortie 19 du moule. On continue de la sorte jusqu'à ce que le métal 21 se solidifie à la sortie 19 et le conduit de remplissage 18 est alors rempli de métal jusqu'au bord.
L'opération de coulée s'effectue relativement vite et la poche 22 utilisée pour verser le métal fondu 21 dans le moule est chauffée préalablement dans le métal fondu, ce qui fait que la température du métal n'est pas abaissée lorsquton introduit celui-ci dans une poche froide. Ces
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précautions sont prises pour donner la certitude que la température du métal fondu 21 ne tombe pas sensiblement o au-dessous de 250 C lorsqu'on le verse dans le moule. Le métal renfermé dans la poche 22 est en outre muni d'une couverture protectrice de suif fondu 23 qui, finalement, s'échappe du moule avec la masse principale du suif 20.
Les deux parties 3 et 4 du moule en fonte sont enlevées après que le métal coulé 21 s'est solidifié, la partie ,du métal correspondant au conduit de remplissage 18 étant subséquemment enlevée si on le désire.
Sur les figures 3 et 4 est représentée une disposi- tion se prêtant à l'établissement d'un joint étanche au point où un tuyau ou tube 34, pouvant être par exemple en plomb, entre dans une enveloppe métallique 25 pouvant. aussi être mais n'étant pas nécessairement en plomb; le joint est exécuté en coulant du métal fondu d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus mais avec cette différence que l'on utilise un moule 26 en une pièce qui est enfilée sur le tuyau 24 avant que celui-ci soit introduit dans l'enveloppe 25 et qui est prévue pour rester en position et former une partie constituante du joint terminé. Le moule 26, qui dans ce cas est fait en plomb, est conformé pour s'adapter aux surfaces externes/tuyau 24 et de l'en- veloppe 25.
L'entrée du métal de coulée dans l'enveloppe est empêchée, lorsque celle¯ci est en plomb, en plaçant
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ou une bande 27 de batiste laquée/de matière similaire'entre les surfaces adjacentes de ltenveloppe 25 et du tuyau 24 et en comprimant la paroi de l'enveloppe autour du tuyau au moyen d'une bride de serrage 28.
Lorsque l'enveloppe métallique 25 est faite en cuivre ou en un autre métal autre que le plomb, l'étanchéité du joint formé entre l'enveloppe et le tuyau peut être obtenue au moyen d'une garniture de laine de plomb insérée dans une rainure formée autour du tuyau au moyen d'un collier de bouterolle soudé à l'enveloppe de la manière décrite ci-dessus en regard de la disposit ion représentée sur les figures let 2, Le joint formé entre le tuyau 24 et le moule 26 est remiu étanche au moyen d'une bande 29 de batiste laquée ou d'une autre matière similaire placée entre les surfaces métalliques à l'entrée du tuyau 24 dans le moule 26, et d'une bride 30 serrée autour de l'extrémité du moule.
De façon analogue,, le joint formé entre le moule 26 et l'enveloppe 25 est ren- du étanche au moyen d'une bande 32 de batiste laquée ou d'une autre matière similaire et d'une bride 31.La paroi supérieure 33 du moule est munie d'une ouverture de remplis- sage 34 ainsi que d'une étroite ouverture 35 à travers laquelle un thermomètre peut être introduit et qui sert aussi à permettre l'échappement du flux déplacé pendant l'opéra tion de coulée. Les surfaces du tuyau 24 et de
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l'enveloppe 25 qui entrent en contact avec le métal de coulée sont étamées avec ce dernier métal et l'opération de coulée s'exécute d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus.
Le moule 26 reste en position comme partie constituante du joint terminé et les brides extérieures 30 et 31 peuvent être enlevées pour un usage subséquent.
Dans le procédé déorit ci-dessus, la totalité du moule ainsi que les parties à joindre sont maintenues à une température déterminée contrôlée pendant le temps de coulée, de sorte qu'un refroidissement du métal de coulée ne se produit pas. De plus, il n'y a pas d'air dans le moule ce qui fait qu'il n'y a pas possibilité d'oxydation ou de formation de scorie dans le moule. On obtient un joint non poreux, étanohe aux liquides saus pression et un examen microscopique révèle une union métallique parfaite aux jonctions entre le métal coulé et le métal des parties jointes.
La durée du temps nécessaire pour exécuter un tel joint est approximativement la même que pour exécuter à la main une jonotion par joint soudé, mais le nouveau procédé à l'avantage qu'outre sa bienfaoture parfaite, il permet d'obtenir un joint de métal coulé de plus grande longueur et en général de beaucoup plus grandes dimensions que cela n'est possible aveo un joint soudé. Le procédé est particulièrement favorable pour
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l'emploi de métaux à point de fusion relativement bas, tels que le plomb et les alliages de plomb. Etant donné qi'il n'est pas nécessaire d'obtenir une phase plastique pour le métal de coulée (ce qui est essentiel pour une jonction à joint soudé), il est possible d'employer des alliages euteotiques et d'obtenir ainsi l'avantage d'une basse température de coulée.
Un tel alliage, qui a déjà été mentionné ci-dessus, renferme 63% d'étain et 37% de plomb et peut être coulé à 200 C :En introduisant dans le métal de coulée des métaux à point de fusion plus bas, tels que le cadmium, on peut atteindre une température de coulée encore plus basse. Par exemple, avec un alliage renfermant 31% de plomb, 52% d'étain et 17% de cadmium, o on peut effeotuer la coulée à une température de 155 C.
La nature du flux dépend dans une certaine mesure de la température à laquelle il doit être amené. es flux appropriés sont le suif, un mélange de résine et de suif et un mélange de résine et d'huile minérale.
Le procédé est applicable aveo avantage là où il est désirable de travailler à une basse température et de ne maintenir cette température que pendant un temps relativement court. Ces conditions se présentent dans l'exécution d'un joint entre un tuyau qui renferme ou comprend la gaine de plomb d'un câble électrique et une boîte de jonction ou un autre élément de raccordement
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dans ou à travers lequel passe le câble.
Bien que les dispositions décrites s'appliquent à la jonction de tuy-aux disposés horizontalement, on concevra que des tuyaux disposés verticalement ou autre- ment peuvent être joints de façon analogue en modifiante les moules de façon que l'ouverture de remplissage et l'ouverture de sortie se trouvent en d'autres points appropriés.
Résumé.
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