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La présente invention concerne les procédés et les dispositifs pour fabriquer des tubes métalliques par soudure'
Elle concerne en particulier le procédé générale de fabrication de tubes métalliques consistant a faire avancer d'une manière continue une bande métallique initialement plane, tout en lui donnant la forme d'un tu- be comportant une fente le long d'une génératrice, a soumettre ensuite ce tube a un chauffage et a une pression exaercée par des galets de manière a fermer la fente et a souder l'un sur l'autre les deux bords de celle-ci.
Il était d'un usage courant jusqu'a présent, dans l'application de ce pro- cédé général a la fabrication des tubes d'acier, de souder les bords de la fente par un chauffage a résistance électrique ; on appliquait un courant électrique intense en utilisant des contacts constitués par des galets de cuivre,qui pressaient fortement le métal du tube de chaque côté de la fen- te, de manière que le courant passe de l'un de ces galets à l'autre galet directement a travers la fente a l'endroit du point de soudure.et aussi circonférentiellement autour de celui-ci et à travers le métal du tube.
On utilisait généralement un courant alternatif d'une fréquence comprise a peu près entre 60 et 180 cycles, ou atteignant quelquefois 300 cycles dans le cas où le tube avançait rapidement et où on désirait éviter des effets appréciables des pulsations du courant sur la structure résultante de la soudure.
Puisqu'il est essentiel dans un tel procédé de faire passer un courant tres intense a travers le métal du tube afin de chauffer rapide- ment la masse entiere de celui-ci, il est également nécessaire d'appli- quer des galets de contact avec une forte pression contre le tube afin d'assurer un bon contact électrique ; le tube d'acier est capable dans la plupart des cas de résister a une telle pression ; par contre, si le tube est en un métal non ferreux plus mou, par exemple en aluminium, ou possède des parois minces, on ne peut pas appliquer facilement par les galets une pression suffisante pour assurer le bon contact nécessaire avec le tube sans risquer de déformer celui-ci.
En conséquence, on s'est efforcé pour souder les tubes a parois minces ou les tubes constitués par de tels métaux relativement mous, d'utiliser le chauffage par induction, en entourant par exemple le tube en mouvement par une bobine de chauffage a induction, a un entroit précédant immédiatement le point de soudure. Cependant il est difficile d'induire par ce procédé dans le tube un courant suffisant pour le chauffer rapidement, en particulier 'si le tube est en un métal non magnétique, parce que la pièce constituant le tube est un cylindre ouver le long d'une génératrice, et aussi parce qu'il doit y avoir une distance radiale appréciable entre la bobine de chauffage et le tube de manière a réaliser un jeu mécanique suffisant permettant de déplacer le tube a grande vitesse.
Ce procédé consistant a chauffer par induction le tube en l'entourant d'une bobine, bien que donnant de bons résultats dans des conditions variées, est cependant inefficace en ce sens qu'un chauffage assez important se produit dans les parois du tube, y compris les parties opposées a la fente.
La présente invention permet d'éviter les difficultés que présentent les deux procédés décrits ci-dessus ; elle -prévoit a cet effet de chauffer par résistance électrique les bords du tube immédiatement avant de souder ceux-ci, en utilisant un courant a haute fréquence appliqué de telle manière que la plus grande partie du courant passant dans le métal du tube suive un trajet en forma de V formé par les deux bords opposés du tube au moment où ils vont être appliqués l'un contre l'autre a 1' endroit de la soudure.
Ceci est réalisé en faisant arriver le courant intense a haute fréquence a deux contacts, qui engagent respectivement les côtés opposés du tube juste avant le point où les bords de la fente sont amenés l'un contre l'autre' Ces contacts engagent respectivement en coulissant sur elles, -les surfaces marginales opposées de la fente, bien qu'on préfère dans certains cas utiliser des contacts coulissants ou roulants qui engagent, soit les surfaces extérieures, soit les surfaces intérieures du tube près des bords opposés de la fente.
Les contacts coulissants
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engageant respectivement les surfaces marginales opposées, a l'intérieur de la fente , peuvent être préférables dans certains cas, parce que ces surfaces ont été coupées avec précision pendant les opérations précédentes du procédé de formation-du tube et présentent donc ordinairement des faces lisses et brillantes qui permettent de réaliser un bon contact électrique; ces contacts servent également a répartir la .pression, des galets agissant contre eux sur les côtés opposés du tube pour rapprocher l'un de l'autre les bords de la fente et les placer dans une position correcte l'un par rapport a l'autre en vue de réaliser une soudure uniforme.
Avec un courant intense a haute fréquence et un voltage relativement faible appliqués de cette manière, la plus grande partie du courant passant dans le métal du tube suit nécessairement, pour des raisons qui seront expliquées plus loin, un trajet partant de l'un des contacts coulissants, coïncidant, avec l'un des bords de la fente jusqu'au point de soudure et suivant ensuite en sens inverse le bord opposé de la fente jusqu'a l'autre contact ; une partie très faible du courant s'écoule suivant la circonférence du tube. La raison de ce phénomène est que le courant a haute fréquence a fortement tendance a suivre le trajet de moindre impédance qui lui est offert,et puisque l'impédance a haute fréquence est principalement une réactance inductive, on peut considérer les trajets offerts au courant en se basant principalement sur l'inductance.
Puisque les bords de la fente qui doivent être soudés sont très voisins l'un de l'autre, le courant a haute fréquence suivant ces bords rencontre une impédance beaucoup plus faible que les courants tendant all'écouler circonférentiellement autour du tube.
Puisque , pour les raisons précédentes, la quasi-totalité du courant a haute fréquence passe le long des surfaces marginales rapprochées de la fente en forme de V, il apparaît que la température de ces surfaces continue a augmenter , après le passage des contacts, et que cette température atteint un maximum exactement au moment où les bords se fondent ensemble à l'endroit de la soudure. Il en résulte-donc que les bords de la fente peuvent se rapprocher des contacts et les franchir avant d'avoir été portés a une température très élevée ; on évite donc ainsi les difficultés causées par les températures élevées a l'endroit des contacts.
Cependant, puisque le courant a haute fréquence continue a passer le long des bords de la fente en V, jusqu'au moment où ces bords se fondent ensemble a l'endroit de la soudure, ceux-ci peuvent être chauffés au point de se ramollir suffisamment pour être soudés, sans risquer d'être endommagés ou déformés en venant en contact dans cet état avec une partie quelconque du dispositif ; a aucun instant , il n'est nécessaire de porter les bords a la température de soudure désirée , si ce n'est juste au moment où ils sont sur le point de se fondre ensemble et seulement dans la zone réduite intéressée. De cette manière, on peut utiliser le courant de chauffage avec un rendement exceptionnellement élevé, parce qu'aucune partie du'tube, a l'exception du point de soudure, ne doit être porté a une température élevée.
Même en ce point, le chauffage jusqu'a la plus haute température est limité dans le temps sensi blement a la durée de la soudure. Si on utilise au contraire les anciens procédés mentionnés ci-dessus, a courant continu ou a courant alternatif a basse fréquence, le courant, en suivant Le chemin de moindre impédance, suit en grande partie des lignes se trouvant dans un plan ou des plans perpendiculaires a l'axe du tube a l'endroit des contacts,, une faible partie quelconque du courant tendant a suivre un autre trajet est répartie a travers la masse du métal du tube et n'agit pas par conséquent efficacement pour le chauffage a haute température.
Dans ces conditions, le chauffage fournit la température maxima a l'endroit des contacts ou près des contacts, au lieu de l'établir plus tard et plus pres du point de soudure.
Dans certains cas, en particulier si le diamètre du tube est relativement faible, une partie considérable au moins du courant a cependant tendance a s'écouler circonférentiellement autour du-tube au lieu.
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de suivre les bords de la fente en forme de V, et le point de soudure peut a- voir tendance a changer sa position le long de la direction de déplacement du -tube ; il en résulte alors une perte d'efficacité-et des irrégularités dans la soudée. On a trouvé que ces difficultés pouvaient être surmontées de deux manières, grâce a des caractéristiques qui se complètent en réalité l'une l'autre et rendent possible une augmentation surprenante de la vites- se a laquelle on peut faire avancer le tube, tout en réalisant cependant une soudure d'une grande uniformité.
La première de ces deux caractéristiques consiste a utiliser un canducteur en forme d'épingle a cheveux, que l'on dispose le long de la fente en V et a travers lequel on dirige le courant a haute fréquence a proximité immédiate des bords opposés de la fente ; on diminue ainsi notablement l'impédance du trajet du courant a haute fré- quence le long des bords de la fente jusqu'au point de soudure et a partir de ce point. Ce conducteur en épingle a cheveux semble contribuer dans une certaine mesure a maintenir le trajet de plus faible inductance dans.une position stabilisée, de manière que le point de soudure ne puisse pas se déplacer.
La deuxième caractéristique , qui est la plus importante, pro- vient de la découverte du fait que l'impédance du tràjet du courant a partir de l'un des contacts, circonférentiellement autour du tube et jusqu' a l'autre contact, peut être considérablement augmentées en montant a l'in- térieur du-tube, ou parfois autour du tube et immédiatement a l'extérieur de celui-ci, ou encore a ces deux endroits a la fois, un noyau magnétique ou un organe analogue ;
par sùite de l'augmentation d'impédance ainsi obte- nue sur ce trajet, le courant a haute fréquence est encore concentré da- vantage a l'endroit où on le désire, c'est-a-dire le long des bords de la fente en V. A cause de cette deuxième caractéristique, et grâce a l'emploi d'un courant a haute fréquence d'une intensité donnée, on peut augmenter la vitesse du tube de 90 a 100 ou même davantage, en utilisant une puissance donnée, tout en'réalisant cependant une soudure régulière et uniforme.
D'autres buts, caractéristiques et avantages plus particuliers de l'invention, apparaitront au cours de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé représentant, a titre d'exemples, certains modes de réalisation préférés de l'invention.
Sur le dessin :
La figure 1 est une perspective des pièces constitutives essentielles d'un premier mode de réalisation de l'invention et montre la position d'un certaine longueur de tube en cours de progression pendant la soudure;
Les figures 2 et 5 inclusivement représentent en perspective d' autres modes de réalisation de la disposition des contacts.
Si on considère maintenant en détail la figure 1, on voit en 10 un tube avançant d'une manière continue a partir d'un dispositif approprié, qui a donné a une bande métallique plane la forme d'un tube possédant une fente 11, dont les bords opposés sont amenés en contact l'un avec l'autre et soudés au point 12. L'équipement utilisé pour former d'abord un tel tube, avec deux surfaces marginales et opposées, rectifiée et brillantes dans la fente 11, ne fait pas partie de la présente invention ; on ne l'a donc pas représenté sur le dessin. Cet équipement peut être de l'un des types utilisés communément jusqu'a présent pour former de tels tubes.
Les bords de la fente 11 sont amenés en contact l'un avec l'autre au point 12, pendant l'avance du tube, grâce a l'action des galets opposés de pression 13 et 14, qui peuvent être construits et actionnés de la même manière que dans les différentes machines bien connues à souder les tubes.
Deux contacts 15 et 16, séparés par une couche isolante 17 capable de résister aux températures élevées, sont montés sur une structure de support appropriée quelconque de manière a pouvoir engager respecti-
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vement par coulissement les surfaces marginales opposées 18, 19 de la fente 11. Les contacts peuvent être formés par des alliages métalliques appropriés capables de supporter des températures élevées sans se corroder et de résister effectivement a l'abrasion.
Les contacts 15, 16 peuvent être connectés respectivement d'une maniere amovible, par exemple au moyen des vis 20, a des barres conductrices 21 , 22, constituées par du cuivre ou un autre métal bon conducteur de l'électricité. Les barres conductrices sont connectées a une source de courant a haute fréquence, par exemple aux bornes d'un transformateur a fréquence radio capable de transformer le courant fourni par une source a haut voltage et a haute fréquence en un courant intense a bas voltage et a haute fréquence,de préférence comprise a peu pres entre 300,000 et 500,000 cycles par seconde.
Un peut utiliser, si on le désire une fréquence beaucoup plus élevée, pouvant atteindre plusieurs millions de cycles par seconde, mais une fréquence d'environ 400,OOu cycles par seconde est largement suffisante dans les cas courants. On peut également utiliser dans certains cas, si on le préfère, des fréquences radio descendant jusqu'a 10,000 cycles par seconde-ou même jusqu'a 9.000 cycles environ, mais ces basses fréquences ne sont pas désirables généralement.
L'intensité du courant que l'on fait passer dans le circuit des contacts 15 ,16 peut varier entre des limites considérablement écartées, suivant les dimensions et l'épaisseur du tube, et suivant la vitesse de son déplacement longitudinal ; le taux nécessaire d'application de la chaleur augmente naturellement proportionnellement a l'augmentation de la vitesse du tube, et la quantité nécessaire de chaleur est sensiblement d'autant plus importante que les parois du tube sont plus épaisses. Il fient appliquer un courant suffisant pour que les bords du métal dans la fente 11 fondent et se soudent exactement au moment où ils viennent en contact l'un avec l'autre au point 12, tandis que le métal éloigné de ces surfaces marginales reste solide.
D'une maniere générale -Les tubes de grand diametre n'exigent pas un courant de chauffage sensiblement plus fort que les tubes de petit diamètre ayant la même épaisseur de paroi. Ceci et le fait que l'application d'un courant a haute fréquence n'exige pas une grande pression de contact constituent des avantages importants de l'invention, que l'on peut par conséquent appliquer a des tubes d'une grande variété de dimensions, de formes, de résistances et de métaux. un peut appliquer aux côtés du tube , si on le désire, des galets supplémentaires, tels que 25 et 26, dans une position où ils pressent énergiquement les bords 18, 19 de la fente respectivement au contact des organes 15 et 16. Ces galets doivent être de préférence en une matiere isolante, ou comporter des surfaces ou arbres de support isolés.
Dans le mode de réalisation particulier représenté sur la figure 1, la barre conductrice 20 est représentée avec un intervalle de discontinuité 27, au-dessus duquel la partie 22a de la barre conductrice s'étend jusqu'a sa connexion a l'arrivée du courant. Le but de cet intervalle est de connecter en série avec le circuit une partie conductrice 30 ayant la forme d'une épingle a cheveux s'étendant vers le bas depuis la portion 22a de la barre conductrice jusqu'en un point voisin de l'un des bords de la fente 11, puis le long de ce bord jusqu'a un point situé au-dessus du point 12. En ce dernier, point, cette partie conductrice jJ est repliée de manière a revenir sur elle-même en suivant l'autre bord de la fente 11, juste-au-dessus de celui-ci et elle vient ensuite en contact avec la partie 22 de la barre conductrice.
Le rôle de la partie conductrice 30 prévue dans la position représentée est de contribuer a concentrer le courant le long des bords de la fente 11, en raison de ce que l'on appelle quelquefois "l'effet de proximité" dans la technique du chauffage par induction. Autrement dit, la boucle 3u
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sert a offrir au courant, a travers le point de soudure, un trajet ayant une inductance notablement plus faible que celle réalisable autrement, en raison! de la proximité du courant passant dans cette boucle.
Il est évident que, dans le mode de réalisation particulier re- présenté sur la figure 1, le courant venant de la source traverse la partie
22a de la barre conductrice, puis le conducteur 30 en forme d'épingle a cheveux, la portion 22 de barre conductrice, le contact 16, l'un des bords de la fent le, la région du point 12, l'autre bord de la fente 11, le con- tact 15 et enfin la barre conductrice 21 qui assure son retour à la source L'emploi d'un organe conducrteur tel que 30 peut être désirable dans le cas où la fréquence radio utilisée est comprise dans les gammes les plus bas- ses, par exemple au voisinage de 10.000 cycles ou même moins, car dans ce cas une partie considérable du courant tendrait, en l'absence de cet orga- ne 30,a s'écouler circonférentiellement autour du tube.
Au contraire, pour les fréquences élevées voisines par exemple de 300 kilocycles où même supé rieures a cette valeur, l'organe 30 peut ne pas être nécessaire.
En raison du-courant intense utilisé, il est généralement néces- saire ou désirable de prévoir un moyen de refroidissement pour les barres conductrices 21, 22, 22a. Ce moyen peut être réalisé en prévoyant dans ces organes des cavités, comme on le voit sur le dessin, a travers lesquelles on fait circuler un fluide de refroidissement. Par exemple, le fluide peut être amené dans l'organe 22a par une cavité 25, passer de la a travers l' intérieur creux de l'organe 30 jusqu'à une cavité 36 prévue dans la barre conductrice 22, puis s'écouler a travers un tube en matière isolante 37 et pénétrer dans une cavité 38 de la barre conductrice 22a. La barre conductrice 21 peut comporter une cavité 39 en forme d'U pour recevoir le liquide de refroidissement.
Il est bien entendu qu'on peut prévoir un moyen de support et de montage convenable isolé (non représenté) pour maintenir rigidement les barres conductrices dans les positions représentées et pour pouvoir les régler éventuellement par rapport au point de soudure 12.
Comme on le voit sur la figure 2, il n'est pas nécessaire que les contacts 15a et 16a destinés à appliquer le courant a haute fréquence aux deux bords opposés de la fente, soient exactement en face l'un de l'autre on peut au contraire les décaler l'un se trouvant en avant de l'autre.
Cette disposition peut être particulièrement désirable, quand il est possible de réaliser un trajet relativement court du courant entre les contacts et le point de soudure et de réaliser par conséquent une fente plus étroite dans le tube a l'endroit où les bords de la fente doivent être chauffés, en diminuant ainsi le réactance du trajet suivi par le courant,
Dans d'autres cas, comme on le voit sur la fig.
3, on peut donner aux extrémités inférieures 41, 42 des contacts 15b,16b la forme voulue pour qu'elles viennent en contact avec la surface extérieure du tube 16b le long des lignes voisines des bords de la fente Avec cette disposition, on peut réaliser une fente encore plus étroite a l'endroit des points de contact et réduire par conséquent a un minimum l'impédance du trajet du courant entre les contacts et le point de soudure' D'autre part, comme on le voit sur la figure 4, on peut disposer les contacts 15c 16c, de manière qu'ils s'étendent vers le bas d travers la fente, et les munir J'extrémités 43, 44 @ui engagent la surface intérieure du tube en des points disposés le long de la fente et @rès près de celle-ci.
Ce mode de réalisation est préférable quand les surfaces intérieures du tube sont uniformes et brillantes et par conséquent susceptible de réaliser de bons contacts électriques, ou quand on désire réaliser un chauffage plus intense le long de la partie inférieur des bords de la fente.
Le mode de réalisation représenté sur la fige 5 est le même que celui de la figure 3, avec cette différence cependant que les contacts 15b 16b , sont disposés, si on le désire, plus près du point de soudure 12b
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et qu'un organe 62 est dispose dans la fente du tube, en avant des contacts pour empêcher les bords de la fente de venir l'un contre l'autre prématurément ou irrégulièrement.
Dans le cas oû les contacts ne sont pas interposés entre les bords de la fente;, ceux-ci peuvent avoir tendance a se rapprocher trop tôt l'un de l'autre après avoir quitté les contacts et avec un petit angle seulement entre eux, cet angle tant si réduit que le point de soudure peut avoir tendance a se déplacer légèrement vers l'avant et vers l'arrière dans le sens de la longueur du tube,en donnant ainsi une soudure irréguliere. Un peut éviter cette difficulté en interposant l'organe d'écartement 62, immédiatement en avant des contacts. Cet organe 62 est constitué par exemple par deux disques rotatifs en tôle métallique mince, isolés l'un de l'autre et de l'arbre 63 qui les porte.
Une structure appropriée de support (non représentée, comportant des paliers et pouvant être réglée en position est naturellement prévue pour cet arbre. Un tel dispositif peut également être utilisé en combinaison avec les dispositions de chacune des autres figures.
Il est bien entendu qu'on peut utiliser, comme sur la figure 1, une structure appropriée de support et un dispositif de refroidissement par fluide avec toutes les formes de contacts représentées sur les figu- res 2 a j inclusivement, et qu'on peut également, si on le désire, utiliser avec les contacts des figures 2 a 5 des conducteurs en forme d'épingles a cheveux, comme celui représenté en 30 sur la figure 1.
Si on examine maintenant de nouveau la figure 1, on peut décrire maintenant avec plus de détail le noyau magnétique mentionné ci-dessus. Ce noyau magnétique peut être formé par exemple par un certain nombre de tiges 50 en matière magnétique, qui sont maintenues, reliées ou supportées d'une manière appropriée quelconque a l'intérieur du tube en mouvement, Dar exemple au moyen d'une piece isolante en équerre 51, qui s'étend vers le bas a travers la fente 11 et dont la forme appropriée lui permet de serrer ou fixer en place une bande isolante ou un organe analogue tel que 52 destiné a enserrer les tiges 50.
Ces tiges peuvent être constituées par.exemple par un oxyde magnétique aggloméré et une matière isolante, appartenant de préf éren- ce a des types déja bien connus et possédant un faible facteur de perte ainsi qu'une résistivité volumétrique élevée ; l'un de ces types est par exemple la matière vendue sous le nom de "Ferramic" par la "General Geramic and Steatite Corporation". cependant, ce noyau peut être formé aussi par une autre matiere quelconque possédant une perméabilité supérieure a l'u- nité, et de préférence considérablement supérieure a l'unité tout en étant telle qu'elle ne donne lieu qu'a des pertes très faibles par courant de Eoucault ;
cette matière peut être formée par exemple par des feuilles de fer, telles qu'on en utilise souvent pour former les noyaux magnétiques utilisés généralement dans les appareils électriques. Comme on le voit sur le dessin, ce noyau magnétique s'étend de préférence depuis une position en-dessous des contacts et a l'intérieur du tube jusqu'a une région en-dessous ou presque en-dessous du point de saudure 12. Ce noyau magnétique remplit sensiblement l'espace intérieur du tube, a l'exception de la région se trouvant immédiatement en-dessous de la fente 11 et du jeu nécessaire le long des parois du tube ; il peut être nécessaire cependant dans quelques cas de prévoir seulement un tel noyau possédant une section transversale arrondie et disposé tout autour-du tube et prés des surfaces intérieures de celui-ci.
1e noyau magnétique intérieur peut être complété par des tiges ou bandes d'une matière magnétique analogue, qui sont disposées autour de la surface extérieure du tube et qui se présentent par exemple sous la forme de tiges telles que 60 maintenues en place par un support isolant 61 fixé d'une manière convenable sur ces tiges. Cependant , le noyau intérieur se révélera généralement comme beaucoup plus efficace que ce dispositif extérieur.
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On a trouvé qu'il était possible,avec un noyau intérieur en Fer- ramic, d'augmenter jusqu'a 8 a 10 fois l'inductance du trajet circonféren- tiel allant d'un contact 15 a l'autre contact 16 ; si on choisit convena= blement pour le noyau une matière possédant une faible résistivité, les per- tes de puissance ne sont pas augmentées d'une manière appréciable au-delà de celles qui se produiraient en l'absence d'un tel noyau.
En conséquence le courant fourni par les électrodes et circulant le long des bords de la fente en V vers le point de soudure ou a partir de ce point est suffisam- ment augmenté pour qu'on puisse, comme on l'a constaté par exemple au cours d'un essai typique, souder un tube d'aluminium d'un diamètre de 50,8 mm et d'une épaisseur de 2 mm a la vitesse de 13,5 mètres a la minute, en utili- sant un courant d'une fréquence de 400 kilocycles fourni par un générateur de 20 Kw ; en opérant d'autre part dans les mêmes conditions, mais sans uti- liser le noyau, on ne pouvait faire avancer le tube, en le soudant d'une manière correcte, qu'à des vitesses d'environ 7,2 mètres/minute.
Dans l' essai décrit ci-dessus, les pièces étaient disposées de manière que la dis- tance entre le point de soudure et les bords arrière des contacts soit d'en- viron 56,8 mm. On a constaté que cette distance est de préférence légère- ment inférieure a cette valeur quand il s'agit de souder des tubes en métal non ferreux. Dans un essai analogue de soudure d'un tube d'acier, on a con- staté que cette distance était de préférence voisine de 57,1 mm. Dans un essai caractéristique exécuté avec du tube d'acier, en utilisant un courant d'une fréquence de 375 kilocycles fourni par un générateur de 20 kw, on a constaté qu'on pouvait souder ce tube a une vitesse supérieure a 15 mètres a la minute, le tube ayant un diamètre de 50,8 mm et une épaisseur de paroi de 1,3 mm.
Il n'y avait aucune arête saillante, ni aucune autre irrégularité le long de la ligne de soudure. Avec des générateurs a haute fréquence plus puissants, on peut évidemment augmenter considérablement les vites- ses de soudure mentionnées ci-dessus. L'un des avantages importants de l'invention réside dans le fait que les générateurs a haute fréquence utilisés pour la soudure a grande vitesse sont beaucoup moins coûteux que les générateurs comparables a basse fréquence utilisés jusqu'a présent pour la soudure des tubes. Un autre avantage de l'invention est que la disposition des contacts permet de monter et de régler la machine en quelques minutes pour des dimensions différentes de tube, au lieu des nombreuses heures que nécessitaient les anciens dispositifs.
Il faut remarquer que-le noyau magnétique utilisé dans la combinaison décrite ici remplit un rôle tout à fait différent de celui du noyau magnétique utilisé quelquefois jusqu'a présent pour le chauffage a induction des tubes dans le cas où une bobine de chauffage par induction est disposée autour du tube. Dans ce cas, l'addition du¯noyau augmente le flux magnétique total produit par la bobine, et ce flux augmente a son tour le courant total circulant circonférentiellement dans le tube par suite de l'induction, contrairement a c.é qui se passe dans le procédé de chauffage par résistance conforme a la présente invention.
Dans le cas présent, la situation réalisée avec un noyau magnétique est en réalité opposée a celle réalisée avec de tels procédés de chauffage par induction, parce que l'effet produit dans ceux-ci est principalement d'augmenter le courant circulant autour du tube dans les zones opposées a la fente, tandis que dans la présente invention, le noyau diminue le courant circulant autour du tube et force la plus grande partie du courant a suivre le trajet utile allant d'un contact au point de soudure et de celui-ci a l'autre contact.
En plus des avantages indiqués plus haut, au bénéfice du procédé de la présente invention et résultant cle L'emploi d'un courant a haute fréquence, l'invention procure également différents autres avantages importants provenant des faits suivants. La puissance a haute fréquence nécessaire est fonction de l'épaisseur du métal du tube et elle est en grande partie indépendante du diamètre du tube', Ainsi, il ne faut pas sensiblement plus de puissance pour souder de larges tubes que pour sou-
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der des tubes de petit diamètre ; ce est la conséquence du fait que le chauffage est strictement limité aux bords a souder.
Le contraire se produit dans les procédés de chauffage par induction a basse fréquence ; dans ces procédés, plus le diamètre du tube est grand plus la puissance nécessaire est importante, parce qu'une partie considérable de l'effet de chauffage est répartie dans tous les cas dans des régions éloignées des bords de la fente. Une puissance sensiblement moindre est nécessaire pour appliquer le procédé conforme a l'invention, par comparaison avec les procédés a basse fréquence, quel que soit le diamètre du tube a souder, parce que les procédés a basse fréquence ne fournissent aucun moyen de concentrer le chauffage maximum au point de soudure, tandis que dans le procédé conforme a l'invention, ce point est le seul qui soit porté réellement à la température de soudure.
Le procédé conforme a l'invention présente aussi l'avantage de ne nécessiter qu'une seule paire de contacts, tout en réalisant cependant un effet de chauffage parfaitement efficace tout le long des bords de la fente en V, depuis les contacts jusqu'au point de soudure où la température est maxima. Au contraire, avec les procédés a basse fréquence, si on applique des courants intenses a travers la fente, il faut utiliser, soit de gros galets a grande conductibilité appliquant une forte pression soit un certain nombre de paires de ces galets, dont chacune ne peut que produire un chauffage momentané, en risquant même que le tube se refroidisse après le passage de chaque paire de galets et sans avoir aucune possibilité de réaliser un chauffage soutenu et accru des bords de la fente après qu'ils ont quitté les contacts.
Les plus grands avantages du procédé conforme a l'invention sont obtenus avec les tubes a paroi relativement mince, aussi bien en métal ferreux qu'en métal non ferreux, qui ne peuvent pas résister aux pressions de contact considérables que nécessite le fort courant de chauffage exigé par les anciens procédés de chauffage par résistance, surtout si le tube doit progresser a grande vitesse en vue d'une production économique.
Quand on a monté le dispositif pour fabri der des tubes de dimensions données, avec les contacts des bords de la fente disposés a une distance donnée du point de soudure, on peut déterminer par le calcul une fréquence appropriée, de manière que le courant suive le trajet désiré conformément a l'invention , on peut aussi déterminer facilement une fréquence appropriée au moyen de courts essais. Une fréquence de l'ordre de 1U.OUU cycles/seconde permet de faire passer le courant le long des bords de la fente en V, conformément a l'invention, mais une fréquence beaucoup plus élevée est cependant généralement préférable pour éviter certaines difficultés de contact.
Les fréquences voisines de 100.000 cycles, bien que pouvant convenir pour l'application de l'invention entraînent actuellement des difficultés pratiques du fait que cette bande de fréquences se trouve entre la bande plus élevée des génératrices entrainées par des moteurs et la bande plus basse des générateurs de fréquence radio des tubes a vide.
En conséquence , comme on l'a indiqué ci-dessus, ce sont les fréquences de l'ordre de plusieurs centaines de milliers de cycles ou les fréquences plus élevées qui sont préférables actuellement en pratique. Ces fréquences peuvent être obtenues facilement et économiquement avec des génératrices a tubes a @ide ; cependant, en ce qui concerne les principes de l'invention, la fréquence particulière a choisir ne présente pas une importance critique, pourvue qu'elle soit assez élevée pour réaliser le long des bords de la fente en V, et non autour du tube, un circuit suivi par la plus grande partie du courant de la fréquence choisie.
La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique Ser. No. 332.422 du -Il janvier 1953 décrit le même dispositif que celui représenté ici sur.les figures 1 a 4, avec cette .différence cependant que le dispositif de cette demande antérieure ne comporte pas le noyau magnétique disposé dans le tube, ni celui disposé autour du tube.
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Bien qu'on ait décrit ici, a titre d'exemple , certains modes de réalisation particuliers de l'invention, il est évident que certaines varian- tes apparaîtront aux techniciens après l'étude de la présente-descriptions, ces variantes appartenant cependant au domaine de l'invention.