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PROCEDE DE FABRICATION DE TUBES SOUDES A PARTIR D'UNE BANDE DE METAL.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de tubes à partir d'une bande de métal et plus particulièrement., de tubes sou- déso
Le but de cette invention est en particulier de fabriquer des tubes facilement et pour une dépense moindre et d'obtenir en même temps un tube soudé perfectionné dont le joint soudé présente le minimum de bavures à l'epdroit de la soudure. A cet effets deux tubes initialement en une seule et même pièce, sont formés à partir d'une seule bande de métal, en un seul passage de la bande dans un appareil à former les tubes et avec une seule opération de soudure.
La bande est façonnée de telle sorte que ses parties qui présentent les interfaces destinées à être soudées sont en prin- cipe amenées perpendiculairement l'une à 1-'autre et qu'il est ainsi possible de les maintenir efficacement l'une contre l'autre sans déformation, et d'effectuer une soudure sur la totalité de l'étendue des-faces de contact avec le minimum de bavures ou de saillies=
Conformément au présent procédé, la bande est travaillée de telle sorte que les tubes peuvent être façonnés par des forces uniquement extérieures et être maintenus en position de soudage par des forces égale- ment extérieures. En utilisant une seule bande, le coût de- la matière en bande se trouve réduit et les tolérances de dimensions n'ont pas besoin d'être aussi étroites. De plus, on évite toute perte dé matière.
Une fois les deux tubes ainsi formés et les interfaces réunis par soudure, on sec- tionne l'ensemble de tubes combinés, ce qui donne deux tubes dont chacun peut ensuite être soumis à une opération de façonnage ou de calibrage des- tinée à lui donner une forme sensiblement circulaire en section transversa- leo
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On décrira ci-après l'invention en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels
La figure 1 est un schéma général d'une machine à façonner les tubes et d'un appareil de soudage,
La figure 2 est une vue représentant les galets sectionneurs, les filières de calibrage et le refroidisseur qui, normalement, est disposé dans le prolongement de la machine et de la soudeuse de la figure 1,
La figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de la figure 1 et représente la première paire de galets fagonneurs et le travail effectué sur la bande par ces rouleaux.
La figure 4 est une coupe semblable à la figure 3 par la ligne 4-4 de la figure 1, et représente la seconde série de galets façonneurs et le travail qu.'ils effectuent sur la bande.,
La figure 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la figure 1 et représente le travail éffectué sur la bande par la troisième série de galets
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façonneurs,
La figure 6 est une coupe par la ligne 6-6 de la figure 1, et représente la bande en cours de façonnage par la quatrième série de ga- lets façonneurs,
La figure 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la figure 1, et représente le travail effectué sur la bande par la cinquième série de galets façonneurs,
La figure 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la figure 1,
et représente la bande de matière soumise à l'action de la série finale de ga- lets fagonneurs,
La figure 9 est une coupe par la ligne 9-9 de la figure 1, et représente les électrodes finales,
La figure 10 est une coupe par la ligne 10-10 de figure 2., et représente le tube double disposé entre les galets sectionneurs9
La figure 11 est une coupe par la ligne 11-11 de la figure 2 et montre l'opération de sectionnement terminéeo
La figure 12 est une coupe transversable, à plus grande échel- le, représentant un tube terminé mais n'ayant pas encore été soumis à l'opé- ration de calibrage,
La figure 13 est une coupe transversale d'un tube fini et re- présente par une ligne de traits discontinus l'emplacement approximatif de la soudureo
La bande de métal, désignée par 1,
peut être déroulée d'une bobine 2 et entraînée à travers le laminoir ou machine à façonner les tubes.
Ordinairement, la bande est en acier, mais l'invention est évidemment appli- cable à d'autres métaux. Le laminoir à tubes comprend une série de rouleaux ou galets façonneurs agissant successivement-sur la-bande. On a représen- té sur les dessins six paires différentes de galets façonneurs, mais le nom- bre de ces galets est évidemment susceptible d'être augmenté ou diminué se- lon les besoins pour travailler convenablement une bande de métal donnéeo Les galets façonneurs de la première paire sont désignés par ¯4 et 5. et sont de préférence disposés avec leurs axes horizontaux. Ils sont pourvus de surfaces inclinées 6 et 7. dont le rôle est de plier le métal près de ses
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bords., comme représenté à la figure 3.
Un des bords de la bande est plié dans une direction et l'autre dans la direction opposée., par rapport à la partie centrale qui reste sensiblement plateo
Les galets 10, 11 de la seconde série possèdent des profils périphériques complémentaires, comme représenté à la figure 4. Ces galets sont pourvus de surfaces courbes 12 et 13 destinées à donner à des portions de la bande une forme circulaire 14,dont le rayon est approximativement
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celui du-tube tt9on 'vent obtenir, tout en plaçant les portions de bord de la bande, comme représenté en 12 et 5,
a dans des positions sensiblement perpendiculaires à la partie centrale de cette bande et de telle sorte quelles soient planes et se raccordent à peu près tangentiellement aux courbes qui s'étendent approximativement sur un angle de 90 degréso
Les autres séries ou trains de galets façonneurs sont de pré- férence disposés avec leurs axes verticaux et les galets du train suivant ont été indiqués en--22 et 180 Ces galets sont de forme telle qu'ils con- tinuent le cintrage des portions de bord de la bande de la manière indiquée à la figure 5. La paire suivante de galets cintreurs 20 et 21 continue le- cintrage de la bande, de sorte que, comme représenté à la figure 6, l'éten- due de chaque portion cintrée atteint un arc de 180 degrés environ.
La
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paire suivante¯ de galets cintreurs (figure 7)., désignés par 23. et 9 con- tinue le- cintrage de la fagon indiquée à la figure 7. La paire finale de galets cintreurs 26 et 27 de figure 8 termine le façonnage de la bande., les portions près des bords étant alors placées avec leurs faces de champ
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contre la partie centrale de la bande.
Ces portions 12 et Ma sont approxi- mativement¯ perpendiculaires à la partie intermédiaire de- la bande et sont déplacées l'une par rapport à l'autre d'une.distance approximativement égale à l'épaisseur de la bandede sorte que la surface extérieure de la portion...12. et la surface extérieure de la portion. 15.1! sont en principe en alignemento
Ceci termine l'opération de façonnage de la bande qui est alors en principe à sa forme géométrique finale.
On notera que les portions
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près des bords 12 et Ma sont restées planes.}> c'est-à-dîre qu-le-lles7 n"ont pas été cintrées- a, partir de la état plat initial de la bande, et l'on no- tera aussi que la partie centrale oU. intermédiaire de la bande est restée plane, alors que les portions qui sont situées de part et d'autre de cette partie intermédiaire et entre celle-ci et les.portions extrêmes ont été cintrées suivant un arc de cercle d'environ 270 degrés.
La bande ainsi formée en deux tubes ou sections de tube, dé= signée par a et b est 'soumise à une opération de soudageà l'aide d'une soudeuse qui est-disposée en aval du laminoir à tubes, comme montré à la figure 1, de telle sorte que la bande façonnée pénètre directement dans la soudeuse. Comme représenta' à la figure 1, la soudeuse- est du type dans lequel on chauffe la bande par résistance électrique, le courant électri- que passant dans ladite bande dans-la direction- de-sa longueur. La soudeu-
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se comprend une paire- de galets-électrodes eet 31.. une seconde paire de galets -électrodes 2 et 33. et une- paire finale de galets-électrodes 3 35.
En-36 est indiqué un- transformateur approprié dont le secondaire est connecté- d'an côté, par un conducteur 31s aux électrodes Q-11 et :M:-J2, alors que, de l'autre côté., il est connecté par un conducteur 38 aux élec-
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trodes intermédiaires 32-33. Le courant électrique passe des électrodes 2Q=.2ls par l'intermédiaire-de la bande façonnée-3 aux électrodes 32-33 et passe également des électrodes- ±±-ij±, par l'intermédiaire de- la bande fa- çonnée aux électrodes 32-jj, les- impulsions alternées- du courant alternatif circulant en oppositions L'énergie électrique appliquée- est telle qt' elle- porte le- métal à la- température-dé'soudage.
Les électrodes finales 3-35, comme représenté à la figure 9, exercent une poussée convenable pour forcer les face& de champ des portions
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droites 15 et 15a contre les faces opposées de la partie intermédiaire de la bande, et souder ainsi les interfaces entre elles Une poussée convenable peut être exercée sans qu'il soit nécessaire de supporter les deux tubes intérieurement parce que les portions 15 et 15a sont rectilignes et perpen- diculaires ou sensiblement perpendiculaires à la partie intermédiaire de la bandeo
L'ensemble soudé se déplace alors à travers le dispositif sec- tionneur, représenté à la figure 2, qui peut être composé de galets section- neurs 38 et 39.
Ces¯ galets se chevauchent légèrement et cisaillent la ban - de, comme représenté à la figure 11, dans le plan des surfaces extérieures des deux portions planes 15 et 15a. On obtient ainsi deux tubes ayant cha- cun la forme-indiquée par la figure 12 à grande échelleo Sur cette figure, la ligne de soudure est indiquée en x et le plan de cisaillement en v. On évite ainsi toute matière perdue ou déchet et chaque tube présente des portions planes faisant entre elles un angle de 90 degrés environ. En aval des galets sectionneurs, les deux tubes a et b peuvent être écartés l'un de l'autre dans une certaine mesure et chacun d'eux peut passer à travers une filière de calibrage 40,41, respectivement.
Chacune de ces filières présente une entrée conique 42 qui va en se rétrécissant progressivement en section et qui, à son extrémité-de sortie,, est circulaire lorsqu'on dé- sire obtenir un tube circulaire. Les tubes sont tirés et forcés à travers ces filières et la forme qu'ils possédaient avant leur entrée dans ces dernières, et qui est celle représentée à la figure 12, est ainsi corrigée et rendue circulaire (figure 13). Dans. cette action, l'emplacement de la soudure x est amené dans une position telle que celle indiquée par la li- gne discontinue x' de la figure 13.
De plus-,\1 comme le tuba n'este pas sup- porté intérieurement et qu'il existe un léger excès de métal au sommet de l'angle représente à la figure 12, une légère saillie du métal,\1 telle que celle indiquée en z, est susceptible- de se former à. l'intérieur du tube (figure 13).
L'opération de cisaillement et l'opération de calibrage s'ef- fectuent de préférence, aussitôt après que la bande façonnée sort de- la sou- deuse et pendant que les tubes sont encore chauds. Par conséquente immé- diatement en aval des filières de conformation les tubes peuvent être dépla- cés à travers un refroidisseur 45 qui a été représenté à la figure 2 comme étant du type à chemise de circulation:, dans laquelle un fluide réfrigérant tel que l'eau est admis à la chemise par un tuyau 46 et s'en échappe par un tuyau 47. Près de l'extrémité de sortie du refroidisseur est disposé un train final-de- galets d'entraînement qui tirent la bande et les tubes à travers les galets sectionneurs et à travers les filières de conformation.
A la figure 2, on a représenté un train de galets d'entraînement 48 pour le tube a et un. train semblabe de galets 49 pour le tube b. Bien entendu, certains des galets façonneurs- du laminoir à tubes sont commandés, de sor- te, que les galets d'entraînement finals ne tirent paa nécessairement la bande à travers le laminoir à tubeso Bien qu'il soit ordinairement dési- rable d'obtenir des tubes ayant une forme circulaire en section, la forma- tion. proprement dite des tubes par le présent procédé est terminée avant que ces tubes aient- été arrondis à la forme circulaire Les tubes peuvent être utilisés sous la forme représentée.-à la figure 12.
Un tube de ce gen- re peut êtreutilisable dans un- 'échangeur de chaleur tel qu'on en utilise) par exemple, dans l'industrie de la réfrigération, dans lequel une face pla- te du tube peut être appliquée et fixée sur la surface d'une tôle de dissi- pation de chaleur.
Comme les deux tubes sont faits à partir d'une seule bande., la matière première coûte moins cher que s'il s'agissait de deux bandes puisque lea opérations de fabrication de la bande se trouvent réduites. De plus;, le$ tolérances dans les dimensions de la bande n'ont pas- besoin d'être aussi étroites. En outre, la fabrication peut être réalisée à une vitesse- relativement élevée, de sorte qu'on obtient non seulement deux tubes dans
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un seul passage d'une bande unique à travers l'appareil, mais que la fabri- cation des deux tubes peut être effectuée plus rapidement.
La présente invention est en particulier avantageusement appli- cable aux tubes da petite section, par exemple aux tubes dont le diamètre extérieur est de l'ordre de 4,7 mm. à 7,9mm, bien qu'elle ne soit évidemment pas limitée à des tubes de petite section.