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procédé et dispositif pour la fabrication de tubes plaqués.
La fabrication de tubes plaqués exempts de défauts, pour autant que ceux-ci ne sont pas faits de tôles ou bandes de tôle plaquées par laminage, rencontre encore toujours des difficultés, on connaît bien de nombreux procédés visant à tourner ces difficultés, mais une liaison solide vraiment sûre du métal de placage au métal de base, par exemple un tube en acier, ou même une liaison soudante des cou- ches en contact des deux tubes superposés n'a pu être atteinte jus- qu'ici. A ce jour, suivant que le tube à plaquer doit recevoir la cou- che de placage intérieurement ou extérieurement, le tube en matière de placage a été placé dans ou sur le tube à plaquer.
Avant l'emboî- tement des ceux tubas, ceux-ci étaient nettoyés par l'acide, ou par jet de sable, de tous oxydes de battitures ou scories, ou étaient polis ; pour assurer une bonne application, ils étaient posés par élargissement au moyen de mandrin ou par rétrécissement au moyen de filière. suivant le procédé conforme à l'invention, le tube en matière de placage est, comma précédemment, glissé dans ou sur le tube à plaquer.
Las tubes ainsi glissés l'un sur l'autre sont alors chauffés à la chaleur soudante dans un four continu, par avancement continu, la réunion par soudure des deux tubes se faisant directement dans ou après le four. L'assemblage par soudure peut âtre exécuté par un
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mandrin qui élargit simultanément les deux tubes emboîtés ou par une filière éventuellement refroidie à l'eau, qui réduit, rétrécit simul- tanément les deux tubes emboîtés, en coopération avec un mandrin, ou encore par la coopération d'un mandrin cylindrique et de jeux de cylindres de pression, décalés les uns par rapport aux autres et
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entourant chacun pour lui-même entièrement les de.x t,.b.s emboîtés.
Par ce procédé, on obtient une soudure sûre du tube en matière de placage au tube à plaquer.
La possibilité de l'emploi de ces modes différents de soudure offre l'avantage qu'en partant de pièces primitifs de marnes dimen- sions, on peut obtenir les dimensions les plus diverses des tubes plaqués soudés sous pression. Au reste, les tubes plaqués peuvent ensuite être, par les procédés connus, laminés, étirés, élargis ou rétrécis. Les tubes finis peuvent tre rebordés, courbes, dressés, etc., et permettent en particulier de les transformer en tubes courbés, en spirales, serpentins, etc., sans devoir craindre un dé-
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collage de la couche de plac8'", C02 tubes plaqués par soudure ont une importance spéciale dans l'industrie chimique pour les systèmes de serpentins à chauffer, car ils assurent une transmission très acti- ve de la chaleur.
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' 'il s'agit d'un placage oà l cuba a ):L1'J.,-"r ?t le tube 'On ma- tière de plaçai sont en matières ayant environ le G3ille t9ératùre de soudage, ainsi qu'il arrive par exemple lors du placage de tubes en acier normal par des tubes acier ae valeur iaxraale ou résis- tant à la cualaur, il dJvLeiL ax;différent qùc. le piacaàe se fasse extérieurement ou intérieurement, Si l'on veut plaquer du côté interne des tubes dont la matière a une tampératura de 2üUQôg8 considérable- ment plus élevée que celle (j8 la ,,,atiel'fè de .118(;8c'" 1':1.ve<.tLo:, prè- voit de refroidir 1:. tube iil't';T, en obtient lOrS qti6 le tube de placage, malgré sa plus basse température de souaage, n'est Jamais cuit ou brûlé car le mandrin, par exemple refroidi à l'eau, refroidit
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à la température voulue la paroi L>at:
riie du tub'2 de plac8['e. L'emploi de gaz protecteur inerte est avantageux pour empêcher des modifications des surfaces à souder, qui rendraient plus difficile l'obtention d'une bonne soudure.
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Le procédé conforme à l'invention, ainsi que des dispositifs pour sa mise en oeuvra, sont représentés au dessin, annexé.
La fig.1 représente une ébauche forcée par l'introduction du tube de placage b par exemple en cuivre, laiton, nickel, acier inoxydable ou résistant à la chaleur, dans le tube à plaquer , ce tube de placage étant appliqué fortement contre la paroi du tube en acier a par élargissement au moyen d'un mandrin.. Si nécessaire, si les deux tubes ne s'appliquent pas étroitement l'un sur l'autre, les intervalles c aux extrémités des deux tubes sont soudas ou obtu- rés étanchement de toute autre manière, afin de pouvoir balayer ou remplir de gaz réducteur l'espace intermédiaire (central) pendant le chauffage, pour éviter la formation d'oxydes ou de scories.
La fig.2 représente schématiquement une presse hydraulique ho- rizontale avec longue tige piston ou mandrin d fixe pendant le tra- vail et un cylindre de pression e, mobile axialement, qui presse l'ébauche à plaquer sur la tête de mandrin f. La tige du mandrin est creuse et porte un tube g de circulation, d'eau froide, qui s'étend jusqu'à l'avant dans la tête creuse de mandrin, où l'eau de refroi- dissement sort, par les ouvertures h du tube g, dans l'espace in- terne du mandrin et refroidit la tête de mandrin. L'eau revient par l'espace de la tige de mandrin d et peut, après refroidisse- ment, être réemployée.
La tête de mandrin peut avoir une autre réalisation. Alors que cette tête ± élargit, fig.2, simultanément les tubes à plaquer, la tête f' de la fig.3 en opère un rétrécissement ; il faut cependant alors une filière 1± qui coopère avec la tête de mandrin.
Les fig.4 et 5 représentent une tête de mandrin f" cylindrique et deux jeux de cylindres de pression 1 et l' successifs décalés de 45 et qui attaquent toute la périphérie du tube.
Quand le procédé de l'invention est mis en oeuvre en utilisant le dispositif des fig.2, 3 ou 4, la tête de mandrin f est d'abord dévissée de la tige de mandrin d, puis la pièce en travail a/b préparée est glissée sur la tige d et la tête ' est à nouveau remise en place sur cella-ci, Ce vissage se fait'en utilisant une pièce
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intermédiaire m portant à une extrémité un filet à pas droit et à l'autre bout un filet à pas gauche et dont l'extrémité n reliée à la tige de mandrin d possède un filet plus long que celle o reliée à la tête de mandrin f, on obtient ainsi que lors de l'enlèvement de la tête de mandrin f-, la pièce intormédiaire m reste toujours reliée à l'extrémité de la tige de mandrin d.
Après que la pièce a/b a été glissée sur la tige d et que l'amenée d'eau froide à la tête f a été éventuellement mise en place, la pièce a/b est, par le cylindre e, amenée au travers du four j dans lequel elle est chauffée à la ternpé- rature voulue, et refoulée au-dessus de la tête de mandrin f, ce qui détermine la soudure de placage.
Quand l'extrémité postérieure de la pièce a-b a été avancée jusqu'au-dessus de la pièce m de la tête f, on fait revenir le cy- lindre e. Par rotation de la pièce intermédiaire m, on libère alors la tête f de la tige de mandrin d, cette dernière est ramenée en arrière et la pièce a-b suivante est glissée sur la tige d, après quoi la tâte de mandrin et la tige d sont à nouveau reliées par la pièce intermédiaire m. Lors de l'avancement de la nouvelle pièce a-b, celle-ci refoule l'extrémité de la pièce a-b précédente, qui était restée encore emboîtée sur la tête de mandrin f, au-delà de cette tête. Pour le dernier tube à plaquer, on peut employer un petit tube normal pour refouler son extrémité au-delà de la tête de mandrin.
Dans l'exemple de réalisation représenté a la fi.3, la tête de mandrin f' ne doit pas nécessairement être reliée à la tige d par vissage, parce que la pression de travail empêche directement sa chute hors de l'extrémité de la tige d.. La suppression du vissage a ici l'avantage que la mise en place des pièces a-b suivantes peut se faire plus rapidement.
L'exemple de réalisation des fig.4 et 5 est à employer avantageu- sement pour le placage externe par des matières possédant à chaud une plus faible résistance que la matière du tube a plaquer.
Lors du placage interne par des matières de température de sou- dage plus faible, le refroidissement de la co@che de placage suivant fig.2, 3 et 5 peut être rendu particulièrement efficace en appliquant le tube a-b à la tête de mandrin élargissante ou. rétrécissante, pour la détermination da la soudure, déjà dans le four de passage.
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method and device for the manufacture of clad tubes.
The manufacture of clad tubes free from defects, as long as they are not made of sheets or strips of sheet metal clad by rolling, still encounters difficulties, many methods are well known aimed at overcoming these difficulties, but a bond Really secure solid from the cladding metal to the base metal, for example a steel pipe, or even a welded connection of the contacting layers of the two superimposed pipes has not been achieved so far. To date, depending on whether the tube to be plated is to receive the plating layer internally or externally, the tube of plating material has been placed in or on the tube to be plated.
Before these snorkels were fitted, they were cleaned by acid, or by sandblasting, of all scale oxides or slag, or were polished; to ensure proper application, they were applied by expansion with a mandrel or by narrowing by means of a die. according to the process according to the invention, the tube of plating material is, as previously, slipped into or onto the tube to be plated.
The tubes thus slid one on top of the other are then heated with welding heat in a continuous furnace, by continuous advancement, the joining by welding of the two tubes taking place directly in or after the furnace. Assembly by welding can be carried out by a
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mandrel which simultaneously expands the two nested tubes or by an optionally water-cooled die, which simultaneously reduces or narrows the two nested tubes, in cooperation with a mandrel, or again by the cooperation of a cylindrical mandrel and sets pressure cylinders, offset from each other and
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surrounding each for itself entirely the nested de.x t, .b.s.
By this process, a secure weld of the plating material tube to the plating tube is achieved.
The possibility of employing these different methods of welding offers the advantage that, starting from primitive pieces of marl dimensions, it is possible to obtain the most diverse dimensions of the clad tubes welded under pressure. Moreover, the clad tubes can then be, by known methods, rolled, stretched, widened or narrowed. The finished tubes can be flanged, curved, upright, etc., and in particular make it possible to transform them into curved tubes, spirals, coils, etc., without having to fear damage.
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Bonding of the layer of plac8 ", C02 welded-clad tubes have special importance in the chemical industry for heating coil systems, as they provide a very active heat transfer.
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'' this is a plating where in Cuba a): L1'J., - "r? t the tube" The material of the plating are made of materials having approximately the welding teraturer, as well as happens, for example, when plating normal steel tubes with iaxraale or heat-resistant steel tubes, it dJvLeiL ax; different than the piacaàe is done externally or internally, if you want to ply the internal side tubes whose material has a tamperatura of 2üUQôg8 considerably higher than that (j8 la ,,, atiel'fè of .118 (; 8c '"1': 1.ve <.tLo :, provides for cooling 1: tube iil't '; T, gets lOrS qti6 the plating tube, despite its lower blowing temperature, is never fired or burnt because the mandrel, for example cooled with water, cools
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at the desired temperature the wall L> at:
riie of tub'2 of plac8 ['e. The use of inert protective gas is advantageous to prevent modifications of the surfaces to be welded, which would make it more difficult to obtain a good weld.
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The method according to the invention, as well as devices for its implementation, are shown in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows a blank forced by the introduction of the plating tube b, for example made of copper, brass, nickel, stainless steel or heat resistant, into the tube to be plated, this plating tube being pressed strongly against the wall of the steel tube a by widening by means of a mandrel .. If necessary, if the two tubes do not rest closely on each other, the gaps c at the ends of the two tubes are welded or closed. sealing in any other way, in order to be able to sweep or fill the intermediate (central) space with reducing gas during heating, to prevent the formation of oxides or slag.
Fig. 2 schematically shows a horizontal hydraulic press with a long piston rod or mandrel d fixed during work and a pressure cylinder e, movable axially, which presses the blank to be pressed against the mandrel head f. The mandrel shank is hollow and carries a circulating tube g, of cold water, which extends to the front into the hollow mandrel head, where the cooling water exits, through the openings h tube g, into the internal space of the mandrel and cools the mandrel head. The water returns through the space in the mandrel shank d and can, after cooling, be reused.
The mandrel head may have another embodiment. While this head ± enlarges, fig.2, simultaneously the tubes to be plated, the head f 'of fig.3 operates a narrowing; however, a die 1 ± is then necessary which cooperates with the mandrel head.
Figs. 4 and 5 show a cylindrical mandrel head f "and two sets of pressure cylinders 1 and the successive offset by 45 and which attack the entire periphery of the tube.
When the method of the invention is carried out using the device of Figs. 2, 3 or 4, the mandrel head f is first unscrewed from the mandrel shank d, then the workpiece a / b prepared. is slipped on the rod d and the head 'is put back in place on this one, This screwing is done' using a part
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intermediate m carrying at one end a straight-pitch thread and at the other end a left-pitch thread and whose end n connected to the mandrel shank d has a thread longer than that o connected to the mandrel head f , it is thus obtained that during the removal of the mandrel head f-, the intermediate part m always remains connected to the end of the mandrel rod d.
After the part a / b has been slipped on the rod d and the cold water supply to the head f has possibly been put in place, the part a / b is, by the cylinder e, brought through the furnace j in which it is heated to the desired temperature, and forced over the mandrel head f, which determines the plating weld.
When the posterior end of part a-b has been advanced to the top of part m of head f, the cylinder e is brought back. By rotating the intermediate part m, the head f is then released from the mandrel rod d, the latter is brought back and the next part ab is slipped on the rod d, after which the mandrel head and the rod d are again connected by the intermediate piece m. When the new part a-b advances, the latter pushes the end of the previous part a-b, which had still remained nested on the mandrel head f, beyond this head. For the last tube to be plated, a small normal tube can be used to force its end past the mandrel head.
In the embodiment shown at fi.3, the mandrel head f 'does not necessarily have to be connected to the rod d by screwing, because the working pressure directly prevents it from falling out of the end of the rod. d .. The elimination of screwing has the advantage here that the installation of the following parts ab can be done more quickly.
The exemplary embodiment of FIGS. 4 and 5 is to be used advantageously for the external plating with materials having a lower resistance when hot than the material of the tube to be plated.
When internal plating by materials of lower welding temperature, the cooling of the plating plug according to Figs. 2, 3 and 5 can be made particularly effective by applying the tube ab to the expanding mandrel head or . narrowing, for the determination of the weld, already in the passage furnace.
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