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PROCEDE POUR LA FABRICATION DE TUBES PAR SOUDURE ELECTRIQUE.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication par soudure électrique de tubes à partir débauches se présentant sous la forme de tubes fendus.
De tous les procédés connus pour la fabrication de tubes au moyen de soudure électriques le procédé de soudure par résistance suivant Johnston la soudure par induction et le procédé Ellira sont le plus couramment utili- séso
Suivant le procédé Johnston. les ébauches de tubes sont soudées par un chauffage électrique par résistance.
Pour que la qualité de la soudu- re soit impeccable, il est nécessaire, non seulement de traiter les bords des ébauches de tubes au point de vue de l'exactitude des dimensions qui doi- vent correspondre plus tard au diamètre du tubes mais le métal de la surface de 19ébauche ou des deux bords du tube fendu doit également être décapé de manière que le courant puisse être appliqué sans étincelles avec l'intensité nécessaire à la soudureo Dans le procédé Johnston, suivant le diamètre du tu- be et l'épaisseur de la parois des intensités de courant jusqu'à 5000000 Ao sont utilisées avec des tensions variant de 2 à 6 Vo La vitesse d'avancement de la soudure peut être enrayée, entre autres, par l'impossibilité d'appli- quer le courant de manière impeccableo Donc, pour pouvoir fabriquer un tube de qualité constante,,
il est nécessaire de lui faire subir un pré-traitement soigneux, consitant généralement en un décapage, un sablage, un laminage à froid et un bordage latéralo
Lors de la soudure par résistance, la vitesse d'avancement de la soudure est limitée, d'une part, par l'application de fortes intensités de courant et, d'autre part, par le fait que la soudure par résistance suivant le procédé Johnston est normalement exécutée avec la fréquence usuelle de secteur de 50 - 60 p/s et, de ce fait, le cordon de soudure, obtenu de cette façon, est constitué pratiquement par une suite de points de soudure,par exem-
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ple, aires une fréquence de 50 p/s. 100 points de soudure par seconde sont exécutés les uns à la suite des autres.
Lorsque le travail est effectué à une vitesse de, par exemple, 30 m/min. correspondant à 500 mm/seco, le sens du courant change tous les 5 mm dans le cordon de soudure, changement de sens qui équivaut pratiquement à un point de soudure. Ce désavantage peut être éliminé éventuellement en accroissant la fréquence du courant de sou- dure par la transformation de la fréquence normale de secteur, par exemple, depuis 50 jusqu'à 100 ou 150 p/s. Cependant, dans ce cas on rencontre des désavantages du côté électrique, du fait que la charge inductive accrue aug- mente avec la fréquence et influence défavorablement le rendement de l'in- stallation entière.
Le rendement du courant dans le procédé de soudure par résis- tance s'accroit avec le diamètre croissant du tube, l'épaisseur de la paroi restant identique, étant donné que le courant déwatté, circulant autour du tube, diminuée
Etant donné que le procédé de soudure suivant Johnston perd de son rendement économique lorsque l'épaisseur de la paroi est accrue, ce pro- cédé n'a pas été développé ces dernières années par contre, le procédé Elli- ra jouit d'une grande popularité dans tous les pays, puisque ce type de sou- dure répond à toutes les exigences, tant au point de vue rendement qu'au point de vue qualité. L'unique désavantage de la soudure Ellira réside dans la vitesse d'avancement relativement faible.
Des procédés plus récents pour la fabrication de tubes par sou- dure électrique utilisent le chauffage par induction. Un inducteur, alimen- té en courant alternatif à moyenne et haute fréquence, est disposé au-des- sus du tube fendu et la soudure est obtenue par le chauffage par induction et par l'application simultanée l'un contre l'autre des bords des ébauches de tubes à souder. Dans ce procédé, il n'est plus nécessaire de décaper le métal des bords de 1'ébauchée Normalement l'inducteur de soudure est dispo- sé à une distance de couplage d'un millimètre au-dessus du tube fendu.
La vitesse d'avancement de la soudure dans la soudure par in- duction à moyenne ou haute fréquence est illimitée. Elle dépend simplement de l'exécution de l'inducteur et, suivant l'épaisseur de la matière à sou- der, de la fréquence choisie et de la puissance disponible.
Le rendement du courant, ou techniquement parlant le rendement électrique, est actuellement de beaucoup supérieur dans la soudure par ré- sistance suivant Johnston que dans la soudure par induction. Cependant, à ce sujet il faut tenir compte que par suite de la particularité de la mo- yenne et haute fréquence, la profondeur de pénétration est supérieure lors de l'utilisation de basses fréquences et que, lors de l'utilisation de hau- tes fréquences., le chauffage s'effectue principalement à la surface ; cette raison et uniquement pour éviter ces désavantages mentionnés il a été proposé d'utiliser deux inducteurs alimentés en fréquences différentes.
Dans la soudure par induction, on a déjà proposé d'accroître la vitesse de travail en utilisant deux ou plusieurs inducteurs, disposés l'un à la suite de l'autre dans le sens de l'avancement de la soudure et alimen- tés en fréquences identiques ou différentes.
Pour accroître le rendement de la soudure par résistance, il a été proposé, entre autres, de pré-chauffer, au moyen de chalumeaux autogè- nes les bords des ébauches à souder, de manière à réduire ainsi l'intensité du courant ou d'accroître la vitesse de travail en conservant l'intensité de courant initiale. Cependant, dans ce cas, lorsque le chauffage s'effec- tue au moyen du dispositif proposé, à savoir au moyen d'oxygène et d'hydro- gène ou d'acétylène, le bord de l'ébauche s'oxyde défavorablement et, de ce fait, le courant rencontre une résistance accrue lors de son application.
Pour obtenir une grande vitesse de travail avec un bon cosinus Ó et.9 par conséquent, avec un bon rendement électrique, tout en évitant l'utilisation de générateurs, à grand rendement de moyenne et haute fréquen- ce, couteux . l'invention propose d'accoupler le procédé Johnston ou le prl-
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cédé Ellira à une soudure par induction, de manière que des inducteurs, ser- vant de bobines de pré-chauffage, soient disposés devant le groupe de souda- ge proprement dito
Plusieurs formes d'exécution, données à titre d'exemple non li- mitatif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels:
Les figs. 1 et 2 représentent une vue latérale et frontale d'une installation de soudure suivant le procédé Johnston, avec une bobine d'induc- tion, placée à l'extérieur et servant au préchauffage.
Les figso 3 et 4 représentent une coupe longitudinale et trans- versale de la disposition de bobines à induction extérieure et intérieure et servant au pré-chauffage.
Les figs. 5 et 6 représentent partiellement en coupe une vue la- térale et frontale d'une installation de soudure suivant le procédé Ellira avec une bobine d'induction placée à l'extérieur et servant au pré-chauffa- geo
Dans l'installation de soudure suivant la fig. 1, le tube fendu
1 est comprimé par les cylindres 2 et est guidé, dans le sens de la flèche, sous le groupe de soudage. Tout d'abord, le tube passe sous la bobine d'induction 3 qui chauffe fortement la zone de soudureo Immédiatement derrière la bobine d'induction 3 est prévue une roue de soudage 4 qui roule sur les deux bords opposés du tube fendu 1 et relie les dites bords par soudure par résistanceo Dans ce cas, la roue de soudage pour la soudure par résistance suivant Johnston peut être alimentée en une fréquence normale de secteur.
Lorsqu'il s'agit de souder des tubes à parois plus épaisses, il est avantageux, ainsi que représenté aux figso 3 et 4. de prévoir, pour le pré-chauffage, une bobine d'induction 3 du côté extérieur et une bobine d'induction 5 du côté intérieur du tube fendu. Suivant l'invention, cette disposition n'est à utiliser que lorsque le diamètre intérieur du tube permet le montage de l'inducteur de soudure intérieur 5
Suivant l'invention, aux figs.
5 et 6 la bobine d'induction 3, servant au pré-chauffage, est accouplée à une installation de soudure Ellirao Dans ce cas et de manière connue, le tube fendu 1 est serré concentriquement dans un dispositif de support 6 et l'installation de soudure Ellira 7 avec la bobine d'induction 3, servant au pré-chauffage et disposée en avant de l'installation, se déplace au-dessus des bords à souder du tube fendue De préférence, l'organe de soudure proprement dit et les bobines de pré-chauffage peuvent être logés dans une atmosphère gazeuse protectrice sous faible pression, par exemple de l'azote, de manière à éviter l'oxydation de la surface.
Les avantages des dispositions décrites résident dans le fait que la vitesse d'avancement de la soudure est accrue et que le rendement électrique et la qualité du cordon de soudure sont améliorés,
Le procédé décrit plus haut peut être utilisé pour des tubes de diamètre quelconque et il n'est pas limité aux exemples représentés aux dessins. Ainsi, il est évident qu'au lieu de déplacer la bobine de préchauffage et le groupe de soudage proprement dit, ceux-ci peuvent être immobiles et le tube peut être déplacé sous eux.
REVENDICATIONS.
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