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pour : "Perfectionnements aux Procédés et aux appareils pour la soudure électrique par résistance d'un joint longitudinal de tuyau"
La présente invention est relative à un procédé et à un appareil pour la soudure électri- que par résistance d'un joint longitudinal de tuyau.
Plus particulièrement l'invention vise un procédé et un appareil pour souder un joint longitudinal dans un tuyau par le procédé électrique par résistance dans lesquels le courant électrique qui ciroule à travers les bords du joint pour chauffer le métal est appliqué au tuyau par le contact, avec celui-ci, d'électrodes ou d'autres organes appropriés ou contacts conducteurs du courant. Ce type de soudure
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peut être appelé soudure électrique par résistance "par contact" pour la distinguer de la soudure élec- trique par résistance "à induction".
Conformément à l'invention, l'appa- reil perfectionné pour la soudure électrique par résistance progressive d'un Joint longitudinal de tuyau comprend : un mécanisme pour déplacer progressi- vement le tuyau dans une direction parallèle au joint; des électrodes conductrices du courant reliées à une /-pulsatoire source de courant de soudure électrodes disposées pour venir en contact avec la surface du tuyau sur des côtés opposés du joint à souder et pour y faire passer le courant de soudure; des moyens pour réduire ou pour empêcher le passage du courant à par- tir des électrodes autour de l'arrière du tuyau;
enfin des moyens pour presser le s bords du joint l'un contre l'autre
L'invention vise aussi un procédé pour la soudure progressive d'un joint longitudinal de tuyau par soudure électrique par résistance et par contact, procédé consistant à réduire ou à empêcher l'écoulement, autour de l'arrière du tuyau, du courant de soudure à basse tension amené aux côtés opposés du joint à partir d'une source externe de courant de sou- -pulsatoire dure à @ la réduction ou la suppression du passage du courant autour de l'arrière du tuyau étant obtenue en induisant dans la paroi du tuyau une force électromotrice circonférentielle sensiblement opposée, autour de l'arrière du tuyau, à la tension du courant de soudure appliquée par contact au tuyau,
la force électromotrice circonférentielle étant induite dans la paroi du tuyau sur toute l'étendue longitudinale de la
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région dans laquelle le courant de soudure est appli- qué au tuyau par contact.
L'invention convient pour la soudure progressive d'objets tubulaires et, plus particulière- ment, pour la soudure bout à bout de joints longitu- dinaux dans des tubes ou tuyaux métalliques.
L'invention est particulièrement applicable au procédé de soudure électrique par résis- tance oonnu sous le nom de soudure "par étincelles".
Dans la soudure électrique progres- sive par résistance de joints longitudinaux d'objets tubulaires, il est de pratique courante de déplacer l'objet dans le sens longitudinal à une vitesse cons- tante de telle manière que les parties froides non chauffées des bords du joint soient successivement chauffées et pressées l'une contre l'autre dans une zone de chauffage et de soudure en vue de l'obtention d'une soudure entre les bords en contact du joint.
La soudure électrique par résistance peut être soit une soudure "par rapprochement avec refoulement", soit une soudure "par étincelles". Dans les deux cas la chaleur nécessaire pour faire la sou- dure est engendrée par le passage d'un courant électri- que de très grande intensité à travers la fente du joint d'un bord à l'autre, Dans un type de maohine utilisé actuellement, le courant de soudure est amené au tuyau à souder par des contacts ou électrodes en cuivre qui roulent sur la surface du tuyau de chaque cô- té du joint. Cette opération est une soudure par ré- sistance "par contact".
Un autre type de soudure électrique par résistance qui est appliqué aujourd'hui dans la
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soudure progressive d'objets tubulaires utilise le tube lui-même comme secondaire à un seul tour d'un transformateur, avec une bobine d'induction convena- blement disposée et exoitée pour constituer le pri- maire dudit transformateur.
On fait passer le courant de soudure dans le tube et à travers le joint grâce à la force électromotrice induite directement dans le tube. C'est là la soudure électrique par résistance "à induction".
Dans la soudure par contact, telle qu'elle a été pratiquée jusqu'ici, le courant circule à travers le joint dans une zone très étroite. Dans la soudure par induction, le courant de chauffage circulé!) le long dudit joint, à travers celui-ci dans une zone de longueur considérable si on la compare à celle de la soudure par contact, et la soudure est communément une soudpre par étincelles ou une soudure combinée par étincelles et par rapprochement avec refoulement.
Dans la soudure par induction, de petites irrégularités des surfaces des borde du joint sont brûlées et éliminées; par suite les surfaces des bords et toute la largeur de la bande qui est formée dans la pièce tubulaire n'ont pas besoin d'être amenées à la dimension néces- eaire avec le même soin et la même précision, avant la soudure, que dans le cas de la soudure par contact.
Lorsqu'on exécute la soudée progres- sive par contact de tubes, le courant de chauffage est habituellement amené à l'objet au moyen d'électrodes à galets et deux trajets parallèles existent pour le courant électrique dans le métal de l'objet tubulaire.
L'un de ces trajets est compris entre les électrodes, à travers le joint, et l'autre se trouve sur le corps
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de l'objet tubulaire à l'opposé du joint. Ce dernier trajet est communément désigné comme étant le trajet autour de l'arriére du tuyau.
Lavaleur du courant qui circule autour de l'arrière du tuyau varie avec le diamètre, l'épaisseur de paroi, la matière à souder, la résistan- ce du trajet à travers le joint et la tension appliquée au tuyau à l'endroit des électrodes. Si la résistance du trajet à travers le joint est élevée, une plus grande partie du courant total amené au tuyau par les électrodes circule autour de l'arrière du tuyau. Il est évident que si l'on augmente la résistance du trajet à travers le joint, il devient nécessaire d'aug- menter la tension appliquée au tuyau au niveau des électrodes afin qu'un courant de valeur suffisante pour produire une température de soudure dans les borda du joint circule à travers le joint; cette tension plus élevée augmente la valeur du courant perdu circu- lant autour de l'arrière du tuyau.
Pour cette raison, dans la pratique de la soudure par contact, il a été jusqu'ici nécessaire que les électrodes viennent en contact avec la surface du tuyau au voisinage immédiat du joint, de chaque côté de celui-ci et que le trajet dans le tuyau et à travers le joint soit aussi court que possible et qu'il ne s'étende pas longitudinalement ou dans le sens de l'axe du tuyau. Cette dernière condi- tion était difficilement réalisable dans les procédés appliqués jusqu'ici de soudure de tuyaux par contact et on la réalise, en plaçant le s rouleaux de pression qui, conjointement avec les électrodes, forment la gorge de soudure, sensiblement dans le même plan vertical transversal que les axes des électro- des.
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La présente invention permet l'exécu- tion d'une soudpre électrique par résistance et par contact dans laquelle le courant amené par les électro- des au tube ou autre objet tubulaire à souder est obligé de circuler à la fois longitudinalement et trans- versalement par rapport au tube en passant entre les électrodes et à travers le joint, de telle manière que la longueur de joint à travers laquelle ciroule le courant, en un instant donné, puisse être considérable- ment accrue par rapport à la faible longueur de joint à travers laquelle le courant, qui agit pour chauffer les bords avant l'achèvement de la soudure, circule dans la soudure par contact telle qu'elle a été prati- quée jusqu'ici.
L'invention permet l'utilisation du procédé par étincelles de soudure électrique par résis- tance, ou bien un procédé mixte par étincelles et par rapprochement avec refoulement, avec les avantages particuliers à la soudure par induction, tels que le brûlage et l'élimination des irrégularités sur les bords du joint et la possibilité d'éviter les trous ou points non soudés dus aux irrégularités et imperfec- tions de surface sur les surfaces marginales du joint ou sur la surface avec laquelle les électrodes viennent en contact.
L'invention offre, par rapport à la soudure par induction, cet avantage que la zone de soudure n'a pas besoin d'être prolongée comme dans la soudure par induction et que la soudure peut être achevée plus près des extrémités de l'objet tubulaire, en particulier de l'extrémité arrière.
L'un des objets de l'invention réside dans l'application de procédés et appareils pour la soudure électrique progressive par résistance de tuyaux,
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procédés et appareils dans lesquels on oblige le cou- rant de chauffage et de soudure qui est amené au: tuyau.,. par le contact, avec celui-ci, d'électrodes, à circuler à travers le joint et dans lesquels la ten- dance au passage d'une partie du courant autour de l'arrière du tuyau est grandement réduite ou entière- ment supprimée.
L'invention a encore pour objets :
Un procédé et un appareil pour appliquer par contact un courant de tension convenable pour la soudure électrique par résistance à un tube en mouvement et pour induire dans la paroi du tube une force électromotrice appropriée supposant au voltage appliqué et réduisant considérablement, ou empêchant, tout passage de courant à partir des électrodes autour de l'arrière du tyau;
Un procédé et un appareil pour la soudure progressive par étincelles d'un joint longitu- dinal dans des objets tubulaires, procédé et appareil dans lesquels le courant de chauffage et de soudure est conduit au tuyau par le contact, avec celui-ci, d'électrodes à galet ou d'autres organes appropriés conducteurs du courant;
Un procédé et un appareil pour la soudure par étincelles progressive d'un joint longitu- dinal dans un tuyau par soudure électrique par résis- tance et par contact et pour empêcher le passage du courant autour de l'arrière du tube;
Un procédé et des moyens pour oblige un courant de chauffage et de soudure amené à un tuyau, à partir d'une source extérieure, par des organes contacteurs conducteurs du courant, à circuler à travers
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le joint dans une zone d'étendue longitudinale appré- ciable;
Un procédé et des moyens pour la sou- dure électrique par résistance par étincelles progre s- sive de tuyaux, procédé et moyens dans lesquels le courant de chauffage est amené au tuyau par contact et circule à travers le joint dans une zone de chauffage par étincelles d'étendue longitudinale appréciable;
L'application d'un noyau magnétique de réluctance faible à l'intérieur d'un tube et d'un noyau magnétique de réluctance faible à l'extérieur du- dit tube, le noyau extérieur formant un circuit magné- tique de retour pour le champ magnétique produit dans le noyau intérieur et le noyau extérieur n'étant écarté du noyau intérieur à ses extrémités que par des entrefers de petite dimension de telle manière qu'un circuit magnétique sensiblement fermé se trouve formé;
L'application d'une bobine excitée capable d'engendrer un champ magnétique à l'intérieur d'un tube devant être soudé par soudure électrique par résistance et par contact, le champ magnétique s'éten- dant d'une manière générale parallèlement à l'axe du tube d'un point situé en avant du contact, avec le tube, d'électrodes conductrices de courant à un point situé au-delà dudit contact;
Un procédé et un appareil pour la soudure électrique progressive par résistance d'un tube, procédé et appareil dans lesquels le courant de soudure est conduit au tube par contact et est obligé de circu- ler à travers le joint au-delà de la zone dans laquelle le courant est conduit au tube;
Un procédé et des moyens pour la
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soudure électrique par résistance progressive par contact d'un joint longitudinal de tuyau, procédé et moyens tels que les bords du joint soient maintenus écartés entre les électrodes qui conduisent au tube le courant de chauffage et de soudure;
Inapplication de moyens pour maintenir écartés les bords du joint du tube à souder pendant le passage de la zone de contact des électrodes avec le tube;
L'application de dispositifs de support placés à l'intérieur d'un tube en mouvement et capables de résister à la pression de contact des électrodes s'exerçant à l'extérieur du tube, tandis que les bords du joint sont maintenus écartés entre les électrodes;
L'application d'une bobine électrique convenablement disposée par rapport à un tube devant être soudé progressivement par soudure électrique par résistance et par contact à l'effet de développer une force électromotrice dans la paroi du tube, des moyens étant prévus pour contrôler la relation de phases et la grandeur de la tension développée dans la paroi du tube par rapport à la tension appliquée ou amenée au tube par contact électrique, de telle manière que la tension induite dans la paroi du tube soit sensiblement opposée à la tension appliquée au tube;
L'application d'une bobine électrique pour engendrer un champ magnétique qui s'étend dans une direction axiale à l'intérieur d'un tube en mouvement en avant de la zone de contact, avec le tube, d'électro- des conductrices du courant, au niveau de cette zone et au-delà de celle-ci, des moyens étant prévus pour
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régler ou faire varier la réactance du circuit fournis- sant de l'énergie à la bobine électrique, avec des moyens pour faire varier la tension appliquée audit circuit ;
Enfin l'application d'un procédé et de moyens pour la soudure progressive par étincelles d'un joint longitudinal de tuyau au moyen du procédé par contact, l'emplacement et la longueur de la zone de courant de chauffage par étincelles passant à travre les bords du joint pouvant être facilement déterminés, contrôlés et réglés.
Les caractéristiques précitées et d'autres caractéristiques seront exposées avec plus de détails ci-après et on va décrire un mode préféré de réalisation de ladite invention et des variantes en se référant au dessin annexé sur lequel :
Les figures 1, 2 et 3 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe transversale verticale, respectivement, montrant la disposition habituelle pour la soudure électrique progressive par résistance d'un objet tubulaire par le
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procédé par contact tel qu'il a été mis en pratique verticale jusqu'ici.
La coupe transversale (figure 3) est faite par un plan indiqué par la ligne a-a sur les figures 1 et 2;
Les figures 4, 5 et 6 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe transversale verticale par a-a des figures 4 et 5, respectivement, montrant l'utilisation d'un noyau magnétique interne ;
Les figures 7,8 et 9 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en
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coupe verticale transversale par a-a des figures 7 et 8, respectivement, montrant l'utilisation d'un noyau magnétique interne en combinaison avec un noyau magné- tique externe qui forme un circuit magnétique de retour pour les lignes de force engendrées à l'intétieur du tube conformément à l'invention;
Les figures 10, 11 et 12 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe verticale transversale par a-a des figures 10 et 11, respectivement, montrant l'utilisation de l'in- vention dans le cas de l'application d'une bobine sur un noyau magnétique interne;
Les figures 13, 14 et 15 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe verticale transversale par a-a des figures 13 et 14, respectivement, montrant un mode de réalisation de l'invention dans lequel les rouleaux de pression pour la soudure sont décalés des électrodes dans le sens de déplacement du tubeet dans lequel des noyaux magnétiques interne et externe sont utilisés pour réa- liser un circuit magnétique sensiblement fermé de lon- gueur suffisante de chaque coté du contact d'électrode, grâce à quoi la tendance du courant appliqué par les électrodes à circuler autour de l'arrière du tube peut être contrariée dans une mesure considérable;
Les figures 16, 17 et 18 sont des vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe verticale transversale par a-a des figures 16 et 17, respectivement, montrant une variante rencore de l'invention dans laquelle on utilise un noyau intérieur et une bobine. Le noyau extérieur est supprimé;
Les figures 19,20 et 21 sont des
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vues schématiques en plan, en élévation latérale et en coupe verticale transversale par a-a des figures 19 et 20, respectivement, montrant un mode préféré d'exécu- tion de l'invention dans lequel la soudure par étin- celles progressive peut être réalisée au moyen du courant conduit au tube par des électrodes à galet et que l'on oblige à circuler à travers le joint, le système comportant l'application de noyaux Magnétiques interne et externe et d'une bobine convenablement dispo- sée et excitée sur le noyau interne;
Les figures 22, 23 et 24 sont des et en coupe verticale transversale vues schématiques en plan, en élévation latérale/par a-a des figures 22 et 23 respectivement, d'une variante dans laquelle la bobine est disposée sur le noyau externe seulement.
Cette forme de réalisation est très efficace lorsque le diamètre du tube est tel qu'une bobine interne ne puisse pas être commodément utilisée;
La figure 25 est une vue en élévation latérale, avec coupe partielle, d'une machine constituant un mode préféré de réalisation de l'invention;
La figure 2b est une vue partielle en plan de la machine représentée sur la figure 25;
La figure 27 est une coupe verticale transversale faite par 27-27 de la figure 25;
La figure 28 est une coupe verticale transversale faite par 28-28 de la figure 25;
La figure 29 est une coupe verticale transversale faite par 29-29 de la figure 25 ;
La figure 30 est une vue de détail à échelle agrandie d'une partie de la figure 29;
La figure 31 est une coupe verticale transversale faite par 31-31 de la figure 25;
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La figure 32 est une vue partielle en élévation latérale, partie en coupe, montrant un mode de réalisation modifié de certaines parties de la machine de la figure 25 ;
La figure 33 est une vue partielle en élévation latérale, partie en coupe, d'une variante de l'invention;
La figure 34, enf in, est un schéma en perspective d'un appareil semblable à celui de la figure 25 ou de la figure 32, avec le schéma des cir- cuits.
Dans le mode préféré de réalisation de l'invention, le demandeur utilise des électrodes à galet et un transformateur de soudure relié auxdites électrodes ainsi que cela est bien connu des spécialis- tes, conjointement avec un noyau magnétique interne et /-forment un noyau magnétique externe qui un trajet à faible réluctance pour un champ magnétique capable d'induire, dans le tuyau ,une force électromotrice opposée à la force électromotrice appliquée par les électrodes tendant à faire circuler le courant autour de l'arrière du tube.
Les bords du tube sont maintenus écartés entre les électrodes et ils sont rapprochés en un point situé au-delà des électrodes, dans le sens de déplacement du tube, de telle manière que le courant de soudure amené au tube par les électrodes circule, d'une manière générale, le long du tube, puis transversalement à travers le joint dans une zone d'étendue longitudinale appréciable par comparaison à la zone ou trajet de circulation du courant dans les procédés utilisés jusqu'ici de soudure par résistance et par contact des tuyaux. La résistance électrique du trajet compris
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entre les électrodes et passant à travers le joint est ainsi considérablement accrue et à l'endroit des élec- trodes il faut appliquer au tube une tension plus élevée que dans le cas de la soudure par contact telle qu'elle était pratiquée jusqu'ici.
Ceci déterminerait le passage, autour de l'arrière du tuyau, d'une partie trop grande, dans une mesure inadmissible, du courant total si des dispositions particulières ne sont pas prises pour contrarier, réduire ou empêcher un tel passage.
Le champ magnétique engendré dans les noyaux magnétiques interne et externe par l'excita- tion d'une bobine appropriée prévue à cet.effet donne naissance à une force contre-électromotrioe dans la paroi du tube, force ayant une valeur suffisante pour réduire ou empêcher complètement le passage de courant autour de l'arrière du tube.
Le demandeur n'ignore pas qu'on a déjà signalé qu'un noyau magnétique interne tend à empêcher le passage du courant autour de l'arrière d'un tube soumis à la soudure électrique lorsqu'on exécute une soudure électrique par résistance fixe mais, autant qu'il le sache, personne n'a jusqu'ici proposé l'appli- cation d'un circuit ou noyau magnétique de retour externe, ou tint d'une bobine électrique excitée en combinaison avec un ou plusieurs noyaux magnétiques de manière à rendre possible, dans la soudure progres- sive, le passage du courant de soudure entre les élec- trodes et à travers le joint par un trajet à résistance v relativement:
élevées ou à rendre possible l'utilisation de tensions relativement élevées qui doivent être appli- quées au tube au niveau des électrodes pour produire la
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soudure progressive par étincelles ou la soudure pro- gressive lorsque le courant de soudure efficace circule dane un trajet large ou dans une zone d'étendue longi- tudinale appréciable.
Dans la pratique de la soudure élec- trique par résistance progressive et continue de tuyaux par le procédé par contact, il a été impossible jusqu'ici de produire l'étalement d'un courant de soudure et son passage à. travers le joint dans une zone de chauffage ayant une étendue longitudinale appréciable parce que la tension plus élevée nécessaire au niveau des éléc- trodes avait pour effet d'amener si rapidement une aug- mentation du courant circulant autour de l'arrière du tube qu'il était impossible de chauffer convenablement les bords du joint sans pertes d'énergie excessives ou même prohibitives et sans production d'arcs nuisibles entre les électrodes et le métal du tube.
L'invention rend possible la mise en pratique de la soudure progressive par étincelles de jointe longitudinaux dans des tubes au moyen du procédé par contact en permettant: de rapprocher les bords du tube dans la relation voulue de soudure par étincelles ou avec la pression nécessaire en un point situé derrière les électrodes, dans le sens de déplacement du tube, et en permettant l'application d'une tension suffisante au tube pour obliger le courant de chauffage par étincelles convenable de passer à travers le joint, sans perdre des quantités excessives d'énergie par le passage du courant autour de l'arrière du tube ou sans que les électrodes aient à conduire un courant de valeur excessive au tube.
Dans la pratique de la présente inven-
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tion, on contrôle la longueur de la zone dans laquelle le courant circule à travers le joint avant l'exécution de la soudure. En étalant, ou en allongeant, la zone de passage du courant à travers les borde du joint, une longueur appréciable de joint est chauffée à chaque instant par la valeur instantanée du courant alternatif qui circule ainsi. Par l'expression "une longueur appré- ciable de joint", le demandeur entend désigner une lon- gueur perceptible ou me surable, la longueur pratique minimum étant égale à plusieurs fois la distance par- courue par le tube pendant la durée d'une seule alter- nance ou impulsion du courant de soudure. Chaque point situé le long du joint est ainsi porté sensiblement à la même température.
La longueur de cette zone de courant transversale au joint peut être modifiée par les moyens que le demandeur a imaginés, suivant la fréquence du courant, les résultats désirés, le diamètre l'épaisseur et la matière du tube à souder et aussi suivant la vitesse de soudure. Le demandeur préfère chauffer les bords du joint dans cette zone de la /-soudure manière appliquée dans la par étincelles.
La lon- gueur de la zone de chauffage par le courant transversal au joint) dans la soudure par étincelles, doit être telle que les irrégularités de surface soient éliminées par les étincelles ou brûlées et qu'une température uniforme de soudure se d éveloppe progressivement dans les bords du joint, de telle manière qu'il soit porté à la température convenable et qu'il soit dans l'état voulu pour le refoulement final et l'application de la pression lorsque le tube passe à travers les rouleaux appliquant la pression de soudure.
Les facteurs entrant dans la détermination et dans le choix de la longueur de
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la zone de chauffage par étincelles ou de la longueur de la zone de passage efficace de courant transversal au joint sont si nombreux et si différents que la meilleure longueur doit être déterminée de préférence par expérience.
Les représentations schématiques des figures 1 à 24 comprennent huit groupes de trois figures chacun. Dans chaque groupe on a représenté un tube ou tuyau 1 à souder. Le tube représenté se déplace de gauche à droite et comporte un joint ouvert 2 s'étendant longitudinalement. Le joint soudé est indi- qué en 3. Des électrodes à galet 4,4, disposées dans le plan indiqué par la ligne a-a, viennent en contact avec la surface externe du tube de part et d'autre du joint. Des rouleaux 5,5 d'application de la pression de soudure sont représentés schématiquement. La ligne d'axe des rouleaux 5,5 est indiquée par une ligne b-b dans chacun de s quatre groupes représentés sur les figures 13 à 24.
Dans les quatre groupes représentés sur les figures 1 à 12, la ligne d'axe des rouleaux 5,5 d'application de la pression de soudure est indiquée comme se plaçant sur, ou sensiblement sur, une ligne a-a de chaque groupe, ligne qui indique un plan passant par l'axe des galets 4,4 des électrodes. Les autres parties qui son% schématiquement représentées sur cer- taines des figures ou sur toutes les figares de 1 à 24 sont un noyau magnétique interne feuilleté, figuré de manières diverses en 6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e et 6f, un noyau magnétique externe feuilleté, figuré en 7a, 7b, 7c, 7d et 7e, une bobine électrique interne, figurée en 8, 8a et 8b et une bobine électrique externe 9.
La position générale de la zone dans laquelle circule le
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courant à travers les bords du joint pour porter les- dits bords à la température de soudure est indiquée par la lettre W sur tous les groupes représentée par les figures 1 à 24.
Sur les figures 1 à 12, les électro- des sont schématiquement représentées écartées à tra- vers le joint de la distance relativement faible adoptée jusqu'ici dans la soudure progressive des tubes par le procédé par contact. Sur ces figures, les bords du tube sont représentés comme venant se toucher dans la région où les électrodes viennent en contact avec le tube.
Les figures 13 à 24 montrent schéma- tiquement les électrodes écartées à travers le joint d'une distance plus grande que celle adoptée jusqu'ici pour la soudure progressive des tubes par le procédé par contact. Ces figures montrent aussi les bords du joint venant se toucher en arrière des zones de contact des électrodes avec le tube.
Jusqu?ici la seule pratique qui ait été adoptée dans la soudure électrique progressive par résistance de tuyaux par le procédé par contact a été celle que montrent les figures 1, 2 et 3. Le plan central des rouleaux d'application de la pression était sensiblement dans le plan de l'axe des galets d'élec- trodes et, à la connaissance du demandeur, ne s'écar- tait pas de l'axe de plus de 12 mm environ d'un côté ou de l'autre. Le. courant passant à travers le joint d'une électrode à l'autre et qui agit pour chauffer les bords avant l'achèvement de la soudure s'écoulait dans une zone étroite.
L'application d'un noyau magnétique
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interne seul, telle que le représentent les figures 5 et 6, a été essayée par le demandeur et a été reconnue inefficace.
Par l'utilisation simultanée de noyaux magnétiques externe et interne, comme le montrent les figures 7, 8 et 9, on réalise un circuit magnétique sensiblement fermé, l'entrefer étant rendu madame aussi petit qu'il est pratiquement possible de le faire. De cette manière des courants relativement petits circulant autour de l'arrière du tube produisent une aimantation des noyaux pour engendrer une forée contre-électromo- trice s'opposant à la force électromotrice qui est amenée ou appliquée au tube par les électrodes 4,4 et qui tend à faire circuler le courant perdu autour de l'arrière du tube.
Inapplication d'une bobine excitée en combinaison avec des noyaux magnétiques interne et externe est représentée sur les figures 10, 11 et 120 Dans ce cas une force électromotrice peut être induite dans le tube de manière positive et réglable par une bobine excitée 8. La force électromotrice induite peut être facilement réglée en ce qui concerne à la fo is sa valeur et sa relation de phase par rapport à la force électromotrice appliquée au tube à l'endroit des contacts d'électrodes, de telle manière que le passage de courant à partir des électrodes autour de l'arrière du tube puisse être empêché de manière notable ou totale. Un circuit magnétique sensiblement fermé est constitué par les noyaux 6b et 7b.
Dans ce mode d'exécution de l'in- vention les électrodes 4,4 peuvent être espacées d'une distance plus grande que cela ne se faisait jusqu'ici, cet espace.ment plus grand n'étant toutefois pas
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représenté sur la figure 12 du dessine C'est là un des modes préférés de réalisation de l'invention. De bons résultats peuvent également être obtenus si l'on supprime le noyau externe 7b.
Des formes préférées de réalisation de l'invention sont schématiquement représentées sur les figures 13 à 24, certaines de ces formes de réali- sation étant représentées avec de plue grands détails sur les figures suivantes du dessin. Les figures 13 à 24 concernent la soudure électrique par résistance progressive d'un objet tubulaire conformément à l'in- vention dans laquelle les bords du joint sont mainte- nus écartés entre les électrodes 4,4 et sont amenés au contact en un point situé au delà, ou écarté de la zone de contact,, des électrodes avec le tube dans le sens du déplacement de ce dernier, de telle manière que le courant circule travers les bords du joint dans une zone de chauffage W d'étendue longitudinale appréciable.
Le demandeur utilise de préférence le chauffage par étincelles dans la zone W. Après que ledit chauffage des surfaces et que le rapprochement étroit du métal à l'endroit des surfaces des bords du joint ont été réalisés, les rouleaux 5,5 d'application de la pression exercent la pression voulue pour achever la soudure.
Le procédé comporte d'une manière générale un travail par étincelles entre les bords du joint et un porssage ultérieur, l'un contra l'autre, des bords chauffés semblable à celui qui est utilisé dans le procédé de soudure électrique par résistance et par étincelles, sans déplacement, couramment utilisé. La zone de chauffage W peut comprendre également une région ou zone de passage de courant dans laquelle les bords sont
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pressés l'un contre l'autre en contact plus intime qu'il n'est d'usage de le faire dans la soudure par étincelles.
La soudure par résistance et par étincelles est exécutée très efficacement par soudure par induction. Toutefois avec la soudure par le procédé par induction une longueur très importante du tube n'est pas soudée ou est mal soudée à chaque extrémité, en particulier à l'extrémité arrière du tube. Avec la présente invention le joint longitudinal du tube peut être soudé par étincelles avec une très faible longueur de décret aux extrémités. Les étincelles peuvent être courtes et la longueur du déchet à l'extrémité arrière sera faible dans une mesure correspondante.
Dans la pratique antérieure de la soudure par résistance et par contact progressive, les bords du joint devaient être très soigneusement préparés et la circonférence du tube non soudé, c'est-à-dire la largeur de la bande au moyen de laquelle était formé le tube, devait être maintenue entre des limites de tolérance très étroites.
Dans la soudure par étincelles par le procédé électrique par résistance, les irrégularités de surface des bords du joint sont beaucoup moins gênantes et, en général, l'état des surfaces des bords n'a pas la même importance et la circonférence 'du tube à joint ouvert n'a pas besoin d'être maintenue avec la même précision que dans le procédé antérieur de soudure par résistance et par contact progressive. lorsqu'on utilise une bobineexcitée sur l'un des noyaux magnétiques, ou sur les deux, confor- mément à l'invention, ladite bobine n'a besoin de
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dépenser que l'énergie requise pour engendrer une force électromotrice appropriée dans la paroi du tube pour supposer à la force électromotrice appliquée.
La bobine ne fournit qu'une partie très petite ou même nulle de l'énergie qui intervient réellement dans le chauffage des bords. Pour cette raison la bobine peut être beaucoup moins importante que cela n'est nécessai- re pour la soudure par induction. Ceci signifie que, avec une fréquence quelconque, on peut utiliser une bobine interne pour la soudure de tubes plus petits que dans le cas de la soudure par induction. En augmen- tant la fréquence au-dessus de 60 cycles par seconder on peut souder des tubes encore plus petits, avec une bobine interne, parce que la section transversale du noyau peut être choisie plus petite.
Sur les figures 25 à 31, on a repré- senté, quelque peu schématiquement, une machine pour la mise en oeuvre de l'invention. Un tube ou tuyau 1 comporte un joint longitudinal ouvert 2, le joint soudé étant désigné par le nombre de référence 3. Un socle ou bâti de la machine est figuré en 10. Deux électrodes à galet 4,4 sont disposées pour venir en contact avec l'ex- térieur du tube de part et d'autre du joint. Les élec- trodes 4,4 sont convenablement supportées au-dessus du tube par des organes désignés d'une manière générale par 11. Un transformateur de soudure approprié quelcon- que peut être monté dans le support 11.
Les bornes du secondaire du transformateur sont indiquées en 12 et partent, vers le bas, du transformateur en constituant un support pour un arbre 13 sur lequel les électrodes 4,4 sont montées et isolées l'une de l'autre et de l'arbre 13. Des porte-balais 14 et des balais 15 servent
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à conduire le oourant de soudure d'intensité élevée depuis les branches 12 formant bornes du transforma- teur aux électrodes à galet 4,4.
Les rouleaux 16 et 17 sont commandés mécaniquement de toute manière appropriée et servent à aider au déplacement progressif et continue du tube à travers la machine. Les rouleaux 16 et 17 sont dis- posés du coté d'entrée de la machine. Le rouleau 16 est muni d'un disque, ou ailette, central 18 qui pénè- tre entre les bords non soudés du joint ouvert 2 et qui sert comme guide-joint et comme dispositif d'écar- tement du joint. Le disque 18 agit ainsi pour mettre en place convenablement et pour guider le joint du tube pénétrant dans la machine; il assure également un écartement correct entre les bords du joint dans le plan dans lequel sont placés les rouleaux 16 et 17.
Des paliers 19,19 servent à supporter les rouleaux 16 et 17, Des rouleaux 20,20 placés à l'extrémité de sortie de la machine correspondent aux rouleaux 16 et 17 du côté d'entrée de celle-ci. Les rouleaux 20,20 sont convenablement commandés et sont supportés par des paliers 21,21. Le mécanisme d'entrainement des rouleaux 16,17 et 20,20 n'est pas figuré car un tel mécanisme est bien connu et est évident pour tout homme de l'art.
Un disque guide-joint réglable lon- gitudinalement 22 est porté par des supports 23 et est monté sur un arbre 24. Les supports 23 sont fixés au socle 10 par des boulons 25. Les boulons 25 se logent dans des rainures 26 en T du socle 10. Les rainures 26 s'étendent dans une direction longitudinale, ce qui permet de régler le disque ouvre-joint et guide-joint 22 longitudinalement (dans la direction de l'axe du
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tube) pour l'adapter aux besoins du tube particulier et à la manière suivant laquelle les bords de la soudure sont amenés au contact. En déplaçant le disque ouvre-joint 22 dans le sens de déplacement du tube, on peut maintenir écartés les bords du joint de manière qu'ils s'approchent l'un de l'autre sous un angle plus grand.
Inversement si le disque 22 est déplacé dans le sens opposé au sens du mouvement du tube, les bords du joint s'approchent l'un de l'autre de manière plus graduelle.
Il est commode de considérer les bords du joint qui s'approchent comme formant un V dont le sommet est le point où les bords viennent finalement en contact l'un avec l'autre. Lorsqu'on oblige les bords à venir l'un contre l'autre plus brusquement, on peut dire qu'il existe un angle plus grand entre les ctés s'approchant (ou convergeant) du V. Lorsque les bords du joint viennent l'un contre l'autre de manière plus graduelle, on peut dire qu'il y a un angle plus petit entre les cotés s'approchant (ou convergeant) du V. Des disques 22 d'épaisseurs choisies peuvent être utilisés comme moyen additionnel pour régler l'espace existant entre les bords du joint et l'angle de convergence des cotés du V formé par les bords du joint.
Des rouleaux 30,30 à axe vertical sont disposés au voisinage de la zone de chauffage et de soudure. Ces rouleaux sont montés sur des axes 32, 32 et sont supportés sur des coulisseaux transversaux 33,33; ces derniers peuvent être montés dans des blocs ou coulisses 34,34. Les rouleaux 30,30 peuvent être réglés transversalement par rapport au tube, de manière
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qu'ils se rapprochent ou s'éloignent de l'axe dudit tube, au moyen de vis de réglage 35,35. Les rouleaux 30,30 sont figurés sur le dessin comme rouleaux fous? mais si on le désire ils peuvent être facilement com- mandés. Le réglage des rouleaux 30,30 sert à détermi- ner l'ouverture entre les bords du joint dans le plan dans lequel ils sont situés et aide à contrôler et à fixer l'emplacement du point où les bords viennent en contact l'un avec l'autre.
Les rouleaux 30,30 aident également au guidage du tube vers la zone de chauffage et de soudure et à travers cette zone, ils supportent sensiblement toute la circonférence externe du tube, ils aident à maintenir les bords dans l'alignement correct pour leur rapprochement précis ultérieur et ils tendent à empêcher le recouvrement et la courbure des bords du joint.
Des rouleaux de pression pour la soudure 36,36 sont montés sur des axes verticaux 37,37.
Ce sont de préférence des rouleaux fous. Ces rouleaux peuvent être appelés rouleaux de pression ou rouleaux de soudure. Ils servent à former la gorge de soudure dans laquelle la pression circonférentielle finale est exercée sur le tube pour presser les bords l'un contre l'autre et pour achever la soudure. Les rou- leaux 36,36 sont portés par des blocs coulissants 38,38 montés dans des coulisses transversales 39,39 et ils peuvent être réglés transversalement par rapport au tube et être rapprochés ou éloignés de l'axe de ce dernier, au moyen des vis de réglage 40,40. Les pièces 39,39 sont convenablement montées dans des coulisses longitudinales 41,41; elles peuvent être réglées dans la direction longitudinale (ou axiale) du tube au moyen
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des vis de réglage 42,42.
Le réglage transversal des rouleaux 36,36 sert à réaliser la pression de soudure, le serrage ou le refoulement convenables sur les bords du joint. Ce réglage transversal est utiàieé pour établir une relation correcte entre la pression appli- quée aux bords du joint et les autres facteurs qui interviennent dans l'exécution de la soudure désirée.
Le réglage longitudinal ou axial des rouleaux 36,36 sert à déterminer la position correcte du point ou plan d'application de la pression finale de soudure par rapport au plan vertical transversal passant par l'axe des électrodes 4,4 ; il peut être utilisé pour faire varier l'angle que font les côtés convergents du V formé par les bords du joint, pour modifier l'em- placement du point de premier contact des bords du joint lequel constitue le sommet du V et pour changer la longueur et les caractéristiques de la zone de chauffage à l'endroit où le courant qui agit pour chauffer les bords du joint circule à travers celui-ci. le réglage longitudinal des rouleaux 36,36 est, par suite, très important pour l'obtention d'une zone de soudure par étincelles ayant la longueur et les carac- téristiques désirées.
Les tracés en traits mixtes 43,43 et 43',43' de la figure 26 indiquent approximativement les positions extrêmes auxquelles les rouleaux 36,36 peuvent être amenés vers le plan d'axe des électrodes, ou en s'éloignant de ce plan, dans l'appareil parti- culier représenté.
Une barre d'ancrage 44 s'étendant longitudinalement est convenablement supportée et plaoée de manière connue à l'intérieur du trajet du tube grâce à un organe de support externe en forme de
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plaque non figuré. La barre 44 est convenablement reliée à une barre ou plaque de prolongement 45 qui se place sensiblement dans le plan des rouleaux externes 20,20. Dans le plan des rouleaux 30,30 un disque guide- joint 46 est monté sur des supports 47,47 portés par la barre 44.
Comme on le voit sur la figure 27, le rouleau ou disque interne 46 est de préférence formé de deux moitiés isolées l'une de l'autre par un disque 48 en matière isolante, les deux moitiés étant montées sur un arbre commun 49 et étant convenablement isolées de l'arbre 49 et des supports 47,47. Les deux moitiés qui forment le disque 46 sont munies de moyeux 50,50 destinés à porter contre la surface interne du tube très près et de chaque coté du joint ouvert. Ce disque 46 agit très efficacement, en combinaison aveo les rouleaux externes 30,30 pour guider et pour maintenir écartés les bords du joint et pour maintenir lesdits bords à l'alignement correct en vue de leur rapproche- ment précis ultérieur.
Si on le désire, le disque 46 peut être rendu réglable dans le sens radial de manière connue grâce à un montage excentrique approprié de l'arbre 49. Le demandeur monte de préférence le disque 46 sur l'arbre 49 avec un léger jeu axial, comme on le voit sur la figure 27, mais dans certains cas il peut être désirable de supprimer ce jeu axial et d'utiliser le disque 46 comme moyen de maintien de la barre 45 et des organes supportés par elle dans la posi-cion désirée fixe par rapport au joint du tube.
Sensiblement dans le plan des rouleaux extérieurs 30,30 on prévoit de préférence des rouleaux intérieurs 51 écartés le long de la circonférence et réglables, comme on le voit en détail sur la figure 28. Les
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rouleaux 51 sont montés dans un support 52 en deux pièces, dont les deux moitiés sont supportées par la barre 45 et sont convenablement isolées l'une de l'au- tre et de la barre 45 par une pièce isolante 53. Chacun des rouleaux 51 possède un arbre 54 monté dans des manchons excentriques 55. Ces derniers sont fixés par des vis de serrage 56. De cette manière les rouleaux internes peuvent être réglés de manière qu'ils se rappro- chent ou qu'ils s'éloignent de l'axe du tube, c'est-à- dire de la surface interne de ce dernier.
Les rouleaux 51 agissent, en combinaison avec les rouleaux externes 30,30 et avec le disque interne 46, pour réaliser et pour maintenir l'espacement désiré entre les bords du joint, et pour régler l'angle de convergence desdits bords ainsi que l'emplacement du point où les bords du joint viennent en contact l'un avec l'autre pour la première fois. Les rouleaux 51 servent aussi à aider à supporter et à maintenir en place convenablement la barre 45 et les organes fixés sur elle; ils servent aussi à empêcher l'affaissement du tube vers l'intérieur, Sensibleme nt dans un plan vertical passant par l'axe des galets d'électrodes 4,4, le deman- deur prévoit de préférence une autre série de galets internes réglables 57 et 58,58 espacés le long de la en détail circonférence et visibles/sur les figures 29 et 30.
Le rouleau interne 57 est formé de deux moitiés isolées l'une de l'autre au moyen de pièces isolantes 59 et 60 et il est monté sur un arbre 61. Ce dernier est monté dans des supports appropriés 62,62 au moyen de manchons excentriques 63,63. Les supports 62,62 sont convenable- ment boulonnés l'un sur l'autre et montés sur un noyau 6g dont il sera parlé ci-après. On ménage de préférence
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une gorge centrale 64 dans le rouleau 57 afin que les bords du joint ne soient pas mis en court-circuit par le métal de l'une des moitiés dudit rouleau. Les rou- leaux 57, 58,58, les supports 62,62 et les arbres des rouleaux 57 et 58 sont faits de préférence en matière non magnétique. Les rouleaux 58,58 sont munis de man- chons excentriques analogues.
Le plan vertical compre- nant les rouleaux 57 et 58,58 coïncide de préférence sensiblement avec le plan vertical des axes des élec- trodes à galet 4,4. La position du rouleau 57 par rapport au plan des axes des électrodes peut être légèrement modifiée pour l'obtention du meilleur contact entre les électrodes et le tube. De telles variations peuvent être facilement réalisées par le réglage longitudinal de la barre 44, lequel. peut être fait facilement d'une manière bien connue dans la technique. Les centres approximatifs des zones de contact des électrodes 4,4 avec le tube sont indiqués en 65,65 sur la figure 26.
Des rouleaux internes additionnels 66,66 sont également prévus dans un plan situé au- delà des rouleaux 57 et 58,58 et sont supportés par la barre 45 de manière analogue aux bouleaux 51. Les rouleaux 66 sont réglables au moyen de manchons excen- triques de la même manière que les rouleaux 51.
Un noyau magnétique interne 6g est placé longitudinalement à l'intérieur du tube depuis un point situé en avant de la zone de contact des électrodes avec le tube jusqu'à un point situé au-delà de ladite zone de contact, dans le sens du déplacement du tube. Ce noyau magnétique 6g est supporté par la barre 45 et est de préférence formé de minces feuillets
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de tôle d'acier électrique. Une bobine interne en deux pièces 8c et 8d entoure le noyau magnétique interne 6g, 8c étant la bobine avant et 8d la bobine arrière.
Un noyau magnétique externe 7f est monté sur des supports 67 portés par le socle 10. Le noyau 7f est formé de feuillets de tôle d'acier élec- trique, il est fixé aux supports 67 par des boulons b8 et il est isolé desdits supports 67 par une pièce isolante appropriée 69. Ce noyau magnétique externe 7f s'étend parallèlement à l'axe du tube et se trouve sensiblement en regard du noyau magnétique interne 6g.
Les extrémités de ce dernier comportent des épanouisse- ments polaires 70 et 71. En regard des pôles 70 et 71 sont disposés les pôles 72 et 73, respectivement, du noyau externe 7f. Les pôles antérieurs 70 et 72 s'éten- dent de préférence jusqu'à des points voisins des sur- faces interne et externe, respectivement, du tube et sont ainsi séparés par un entrefer aussi petit qu'il est possible, du point de vue mécanique et du point de vue pratique, pour permettre le passage du tube entre les pôles. Les pôles arrière 71 et 73 sont également disposés de préférence avec un petit entrefer.
Les noyaux magnétiques externe et interne forment ainsi un circuit magnétique sensiblement fermé de réluctance relativement faible, le noyau magnétique externe servant de circuit magnétique de retour à faible réluctance pour le champ magnétique engendré dans le noyau magné- tique interne.
Les connexions électriques, ou conduc- teurs, 74, 75, 76 et 77 sont de préférence, amenées dans le tube au point où la barre 44 est supportée extérieurement et s'étendent, le long de la barre 44, jusqu'aux bobines 8c et 8d. Les conducteurs 74 et 75
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sont reliés aux extrémités avant et arrière, respecti- vementt de la bobine antérieure 8c. Les conducteurs 76 et 77 sont reliés aux extrémités avant et arrière, res- pectivement, de la bobine postérieure 8d. Ces connexions sont représentées sur les figures 25 et 34.
A l'extrémité arrière de la barre 45 est monté un support 78 qui porte des rouleaux internes 79 et 80 réglables radialement c'est-à-dire de manière qu9ils puissent se rapprocher et s'éloigner de l'axe du tube, au moyen de manchons excentriques réglables.
Les rouleaux 79 et 80 sont placés sensiblement dans le plan des rouleaux 20,20 et servent à supporter de manière complémentaire la barre 45 et les organes reliés à cette barre. Le rouleau 79, en combinaison avec le rouleau supérieur externe 20, peut être utilisé pour agir sur la soudure quand la largeur n'est pas trop grande. Le rouleau interne 60, placé immédiatement au-dessus du rouleau externe inférieur 20, sert à limiter tout mouvement vers le bas de la barre de sup- port 45 lorsqu'il n'y a pas de tube/placé± entre les rouleaux.
Le demandeur trouve désirable, d'une manière générale, d'utiliser les rouleaux internes 57 et 58,58 qui sont placés sensiblement en regard des électrodes 4,4, pour supporter convenablement le tube en ce point afin d'empêcher l'affaissement de la partie du tube qui est directement soumise à la pression de contact des électrodes et pour aider au maintien de l'écartement des bords du joint entre les électrodes 4,4. Le tube a tendance à s'affaisser ou à s'enrouler vers l'intérieur sous la pression des électrodes lorsque les bords du joint dudit tube sont écartés entre les
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électrodes.
Dans certains cas ces rouleaux internes peuvent être supprimés, notamment lorsque les rouleaux de pression 36,36 sont placés très près des électrodes ou lorsqu'on soude un tube ayant une paroi suffisamment épaisse pour résister à l'affaissement ou à la tendance à l'enroulement. Ce cas est figuré sur la figure 32 sur laquelle les bobines internes 8e et 8f ne sont écartées que d'une distance suffisante pour permettre l'isolement convenable. Les autres organes représentés sur la figure 32 sont les mêmes que les organes visi- bles sur les figures 25 et 260 Il est évident qu'une seule bobine interne peut être utilisée à la place de la bobine en deux parties représentée sur la figure 32.
Un support radial additionnel pour le tube, sous les électrodes 4,4, peut être prévu par l'application, en ce point, d'un jeu additionnel de rouleaux externes non figurés sur le dessin. Des rou- leaux appropriés à cet usage sont bien connus dans la technique; ils peuvent être facilement utilisés lorsque les rouleaux de pression 36,36 ne sont pas placés à proximité du plan médian des électrodes 4,4.
En réalisant un circuit magnétique à faible réluctance convenablement placé et ayant une valeur convenable, circuit tonné, d'une part, dun noyau magnétique interne s'étendant longitudinalement à l'intérieur d'un tube de.puis un point situé en avant des zones de contact des électrodes jusqu'à un point situé en arrière desdites zones et, d'autre part, d'un noyau magnétique externe placé hors du tube et sensiblement opposé au noyau magnétique interne, il est possible de réaliser un circuit magnétique ayant une réluctance faible telle que le passage de courant autour
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de l'arrière du tube à partir des électrodes puisse être réduit sans utilisation de bobines excitées sépa- rément pour engendrer un champ magnétique dans le noyau interne. Ceci est représenté sur la figure 33.
Les organes que montre cette figure sont semblables aux organes correspondants des figures 25 et 26 et avec cette seule différence qu'il n'y a pas de bobines internes. Cela est analogue à la disposition représentée schématiquement sur les figures 13, 14 et 15.
Lorsqu'on exécute la soudure avec l'organisation représentée sur les figures 25 et 32, par exemple, si l'on utilise une ou plusieurs bobines excitées, ces bobines peuvent être comparées à l'en- roulement primaire d'un transformateur et le tube peut être assimilé à unsecondaire, à un seul tour, du trans- formateur, la tension produite dans le secondaire étant en relation de phase telle et ayant une valeur telle qu'elle s'oppose au passage du courant qui tend à circuler autour de l'arrière du tube par leffet de la tension appliquée aux cotés opposés du joint par les électrodes.
Lorsqu'on utilise l'organisation représentée sur la figure 33, le tube peut être comparé à un auto- transformateur, le corps du tube servant à la fois de primaire et de secondaire du transformateur, comme le fait l'enroulement unique d'un auto-transformateur. Par suite, avec un circuit magnétique sensiblement fermé, une quantité relativement petite de courant passant autourde l'arrière du tube à partir des électrodes peut donner naissance à une force électromotrice secondaire ou force contre-électromotrice dans le tube pour empêche: un passage excessif de courant autour de l'arrière dudit tube même si un voltage suffisamment élevé pour
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maintenir une zone de chauffage par étincelles d'étendue appréciable est appliqué au tube par les électrodes;
toutefois l'utilisation d'une bobine excitée est préfé- rable .
Dans le meilleur mode de mise en pratique de l'invention, il importe que l'on puisse contrôler et régler l'angle de convergence des bords du joint, l'emplacement du point de premier contact entre lesdits bords et la nature, l'emplacement et l'étendue de la relation de pression entre les bords avant et pendant l'application finale de la pression de soudure. Ces facteurs peuvent être contrôlés et réglés par l'utilisation, soit séparément, soit en combinaison l'un avec l'autre, de changements ou ré- glages des rouleaux 16 et 17, de l'ailette 18, du ;,::joint disque-guide 22, des rouleaux 30,30, des rouleaux de soudure 36,36, du rouleau-disque 46, des rouleaux 51, des rouleaux 57 et 58,58 et enfin des rouleaux 66.
Pour l'obtention des meilleurs résul- tats dans la mise en pratique de l'invention, les deux électrodes 4,4 doivent être assez écartées ou établies de manière telle que leurs zones de contact avec la surface du tube ne s'étendent pas aussi près du joint que cela n'était nécessaire jusqu'ici dans la pratique de la soudure par résistance et par contact progressive.
Cet espacement plus grand entre les zones de contact aide à la production d'un étalement du trajet du courant à travers le joint. L'utilisation d'un tel espace plus large entre les zones de contact conduc- trices du courant sur les côtés opposés du joint déter- mine le passage d'un courant plus fort autour de l'arrière du tube si l'on n'applique pas les moyens
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imaginés par le demandeur pour empêcher ou pour contra- rier un tel passage de courant.
Etant donné que l'uti- lisation d'un espace plus large entre les zones de contact est non seulement possible mais hautement désirable, un autre résultat important est obtenu à savoir la possibilité pour le joint de présenter une certaine ondulation d'un côté à l'autre ou de s'écarter davantage de la position centrée correcte entre les électrodes sans qu'il en résulte un trouble dans la soudure.
La forme préférée de réalisation de l'invention est représentée schématiquement sur la figure 34 qui montre également un schéma des circuits électriques auquel le demandeur donne la préférence.
La figure 34 représente une organisation semblable à celle des figures 25 et 32 dans laquelle des noyaux magnétiques feuilletés interne et externe sont utilisés avec un noyau interne en deux pièces. Une source de courant monophasé appropriée est reliée, par l'inter- médiaire d'un transformateur ou régulateur à induction non figurée aux conducteurs 81 et 82 d'un auto-transfor- mateur 83. Des conducteurs 84,84 partent de l'auto- transformateur 83 et sont reliés à l'enroulement pri- maire 85 d'un transformateur de soudure. Ce dernier comporte un secondaire 86 à un seul tour capable de conduire les courants très forts nécessaires pour la 'soudure.
Le secondaire 86 du transformateur de soudure est relié aux électrodes à galet ou autres organes appropriés conducteurs du courant qui viennent en con- tact avec le tube dans les zones 87,87. Les bords du joint sont écartés entre les électrodes de telle manière que le courant de chauffage et de soudure
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s'écoulant des électrodes puisse circuler, d'une manière générale, le long du tube dans le sens du mouvement de celui-ci, puis à travers le joint en arrière des élec- trodes.
La bobine interne est formé de deux parties 8g et 8h qui peuvent être reliées extérieurement soit en série, soit en parallèle, au moyen des interrup- teurs 88 et 89. Des conducteurs 90 et 91 qui amènent le courant à la bobine interne 8g-8h sont de préférence établis de manière qu'ils puissent être reliés à l'une des trois phases d'une ligne triphasée, dont une phase est reliée aux conducteurs 81 et 82 qui fournissent du courant au transformateur de soudure.
Les conducteurs 90 et 91 sont reliés à un auto-transformateur 92. Les conducteurs 93,93 partant de l'auto-transfoxmateur 92 sont reliés à un interrup- teur inverseur 94. De celui-ci partent des connexions 95 et 96 allant aux bobines. On monte de préférence, en série avec les bobines, une inductance réglable ou variable 97 et (ou) un condensateur réglable ou varia- ble 98.
Comme on le voit en traita pleins sur la figure 34, l'interrupteur 88 relie les conducteurs 74 et 76 et l'interrupteur 89 relie les conducteurs 75 et 77 de manière que les deux bobines 8g et 8h soient reliées en parallèle'6 Lorsque, ainsi que cela est représenté par les tracés pointillés 88' et 89', l'in- terrupteur 88 est ouvert et que l'interrupteur 89 relie les conducteurs 75 et 76, les bobines 8g et 8h sont reliées en série.
Par un choix approprié de celle des phases de la ligne triphasée qui est reliée à l'auto-
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transformateur 92 et par un réglage convenable de l'in- ductance 97 ou du condensateur 98, le demandeur a la possibilité de maintenir toute relation de phase désirée entre le voltage induit dans le tube et le voltage appliqué à celui-ci par les électrodes. Cette relation de phase peut être obtenue avec précision en utilisant un oscillographe.
Toutefois, dans la pratique, la rela- tion de phase peut être établie à peu près correctement en choisissant la phase convenable de la ligne triphasée et en réglant la réactance en série dans les conduc- teurs 95 et 96, tout en maintenant constantes toutes les autres conditions et en maintenant un voltage cons- tant aux électrodes, jusquà ce que l'on obtienne la production d'une chaleur maximum dans le joint. Lors- sensiblement? qu'il en est ainsi, il est évident qu'une quantité / minimum d'énergie est perdue dans le courant circulant autour de l'arrière du tube.
Le voltage appliqué aux bobines in- soitternes 8g et 8h doit être modifié aussi, au moyen/- de l'auto-transformateur 92, soit d'un régulateur à induction, non figuré, jusqu'là ce que les conditions convenables aient été réalisées. Toutefois ce voltage ne doit pas être élevé jusqu'à un point pour lequel un oourant anormalement fort serait amené à traverser les bobines 8g et 8h. Ceci peut être déterminé au moyen d'instruments électriques branchés dans le cir- cuit.
Les bobines 8g et 8h n'ont pas besoin dêtre traversées par un courant particulièrement fort parce qu'il n'est pas nécessaire qu'elles aident en aucune manière le courant partant des électrodes à produire un écoulement de courant de chauffage à travers le jointe
Lorsqu'on met en oeuvre l'invention,
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le courant total qui peut être amené par les élec- trodes dans un tube, au lieu de comprendre une grahde partie de courant perdu, devient, dans une large mesure, un courant de soudure efficace.
Par suite, bien que des limitations dans la puissance de l'appa- re il qui comporte le circuit du courant de soudure, telles que la puissance du transformateur de soudure, la surface de contact entre les électrodes et le tube et la conductance des balais qui amènent le courant du aux électrodes, imposent une limitation/courant total pouvant être transporté de manière sûr, le courant de soudure réel (courant circulant à travers le joint) peut être considérablement accru au-delà du maximum possible jusqu'ici, sans changement du courant total circulant dans le circuito
Grâce à l'invention, la forte perte de courant (circulant autour de l'arrière du tube) qui, jusqu'ici,
était inévitable dans la soudure pro- gressive d'un joint longitudinal de tuyau et en parti- culier la perte de courant d'une valeur élevée prohi- bitive résultant du courant perdu lorsqu'on utilise des voltages de soudure par étincelles sont supprimées et la température de soudure, ou autre source de cou- rant de soudure à basse tension, n'a pas à fournir ces grandes quantités de courant par les contacts à glissement et par les électrodes.
Par l'utilisation d'une bobine d'induction, alimentée sous une tension elativement élevée, le demandeur peut, en effet, four- nir l'énergie consommée sous une tension élevée sans qu'il soit nécessaire que cette énergie soit conduite sous faible tension à travers des balais, des électro- des ou d'autres parties de l'appareil qui, de toute
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nécessité, doivent livrer passage au courant de forte intensité et de basse tension qui circule à travers le joint pour exécuter effectivement la soudure. Cela est efficace et économique dans la soudure progressive des tubes même si l'énergie réellement consommée par la bobine excitée peut dépasser considérablement l'énergie qui devrait être appliquée par le transfor- mateur de soudure dans le cas où l'invention ne serait pas utilisée.
Il est évident pour tout homme de l'art que de nombreuses autres modifications pourraient être apportées aux dispositifs décrits et figurés; par exemple des bobines peuvent être placées sur les noyaux interne et externe ou, si on le désire, chaque section d'une bobine en deux parties peut être excitée par un circuit indépendant.
Lorsqu'on considère les positions le long du tube et dans la machine, l'expression "en avant" est utilisée par rapport au côté à partir duquel le tuyau se déplace, c'est-à-dire le côté d'entrée de la machine. Les expressions "en arrière" ou "au-delà" sont utilisées par rapport au sens de déplacement du /;tube, c'est-à-dire vers le coté de sortie de la machine.