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La présente invention concerne la liaison soudée d'un tube avec un fond ou plaque tubulaire qui est perforé pour recevoir ce tube. Elle peut être appliquée en particulier dans les échangeurs de chaleur soudés,dans lesquels un groupe de plusieurs tuyaux est fixé dans des plaques tubulaires à l'intérieur d'un tube enveloppe.
La présente invention est caractérisée en ce que la ligne annulai- re de soudure est disposée dans une cuvette de la plaque tubulaire qui est concentrique à l'ouverture, qui a un diamètre supérieur à celui du trou des- tiné au tube, et dont le fond est dans le même plan que la tranche du tuyau, cette soudure réunissant la tranche frontale du.tuyau avec la face de la cu- vette¯ qui est à l'extérieur du passage du tuyau. On adopte de préférence une profondeur de cuvette à peu près égale à l'épaisseur de la paroi du tube. Le rayon de la cuvette peut être supérieur au rayon de l'ouverture d'une quanti- té à peu près égale à l'épaisseur de la paroi.
Une telle liaison soudée a pour but d'une part de transmettre les efforts des tuyaux aux plaques tubulaires, et d'autre part de séparer d'une façon étanche à la pression les compartiments situés des deux c8tés de la plaque tubulaireo On sait déjà faite affleurer la face frontale du tube avec la surface de la plaque tubulaire et appliquer un cordon de soudure sur ce joint circulaire, entre les deux surfaces précitées.
Cette ligne de soudure ne peut avoir qu'une faible épaisseur; de plus, elle est irrégulière parce que l'électrode de soudure n'est pas guidée, et par suite la soudure est peu résistanteo On sait également faire sortir légèrement le tube au-dessus de la surface de la plaque tubulaire, ou bien le laisser en retrait d'une cer- taine quantité dans l'ouverture. Dans le premier cas, on applique une ligne de soudure annulaire entre la paroi extérieure du tube et la surface de la plaque tubulaire, et dans le deuxième cas une ligne de soudure annulaire en- tre la face frontale du tube et la surface cylindrique de l'ouverture.
Dans les deux cas, la ligne de soudure comporte un angle, qui est généralement droit, au point de rencontre des deux surface précitées, cet angle est diffi- cile à souder correctement, du fait qu'il est difficilement accessible, que les scories s'y rassemblent facilement, et que la matière de soudure ne pénè- tre pas jusqu'à son sommets Or, c'est précisément cet angle qui est la zone la plus fortement sollicitée de la ligne de soudure.
La présente invention remédie à ces inconvénients. La zone de transi- tion entre la face frontale du tube et la face de la cuvette de la plaque tu- bulaire est presque plane, et ne comporte aucun angle compromettant la quali- té de la soudureo Le bord surélevé de la cuvette assure une épaisseur suffi- sante à la ligne de soudure. De plus, ce bord peut servir à guider l'électro- de de soudureo Il faut ajouter à cela que l'on peut guider l'électrode de soudure axialement relativement au tube, à l'inverse de ce qui se passe dans le mode de soudure actuellement considéré comme avantageux, et dans lequel le tube était légèrement en saillie sur la plaque tubulaire ou bien en re- trait dans l'ouverture.
Le terme cuvette est employé ici dans son sens habituel. Il désigne donc une dépression dans laquelle existe une zone de transition de préféren- ce progressive et non anguleuse entre un bord extérieur incliné et un fond plat, qui est à peu près plan.
D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un exemple de réalisation, qui est effec- tuée à l'aide des figures jointes dans lesquels:
La figo 1 représente l'application de la liaison soudée de la pré- sente invention à un échangeur de chaleur soudé.
La figo 2 représente la liaison soudée à une échelle agrandie.
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La figo 1 représente une coupe d'une partie d'élément d'échangeur de chaleur soudé. On y voit un tube enveloppe extérieur 1, qui est relié à la plaque tubulaire 3 par une ligne de soudure 2. Plusieurs tubes intérieurs sont introduits dans les ouvertures 4 perforées dans la plaque tubulaire, et sont reliés à celle-ci par les soudures 6. Les tubes intérieurs débou- chent dans un compartiment 7 fermé par une plaque couvercle 8, à laquelle est raccordée une canalisation 9. La plaque couvercle 8 est reliée à la canalisation 9 par la ligne de soudure 10 et à la plaque tubulaire 3 par la ligne de soudure 11.
En cours de fonctionnement, on envoie par exemple un fluide de chauffage à l'échangeur de chaleur par la canalisation 9 ; cefluide parcourt les tubes intérieurs 5, et réchauffe un agent de travail qui circule dans le tube enveloppe extérieur 1.
La fige 2 représente la soudure d'un tube intérieur à une échelle agrandie. Après avoir placé le tube 5 dans l'ouverture, et après l'avoir é- ventuellement fixé d'une façon provisoire sur la plaque tubulaire, on creuse la cuvette 12 dans la plaque tubulaire à l'aide d'une mèche à téton, et 1' on usine la face frontale 13 du tube 5 en même temps que le. fond de la cuvet- te. La face frontale du tube forme alors avec le fond 14 de la cuvette une surface à peu près plane. On peut ensuite introduire l'électrode de soudure parallèlement à l'axe du tube 5 et déposer un ou plusieurs cordons de soudu- re (dans le cas actuel des cordons 6a, 6b et 6c), suivant la grosseur de 1' électrode et l'épaisseur de la paroi du tube. L'électrode peut être guidée par la paroi latérale de la cuvette 12 pendant presque toute la durée de 1' opération de soudure.
Il faut remarquer que l'on peut introduire l'électrode de soudure parallèlement aux tubes, ce qui permet de placer la ligne de soudure 11 à une distance considérable des liàisons soudées 6. Cette circonstance est im- portante lorsque, au cours d'une réparation, on est obligé de découper la plaque couvercle 8 et de la replacer par soudure, cela rapproche la ligne de soudure 11 des liaisons soudées 6, et ne serait pas possible si la ligne de soudure 11 avait déjà dû être placée très près des liaisons soudées 6, oar on devrait alors présenter l'électrode de soudure obliquement relative- ment aux axes des tubes lors de la réalisation des liaisons soudées 6.
La présente invention ne se limite évidemment pas aux liaisons sou- dées des échangeurs de chaleur. Elle peut également être appliquée de la même façon à des chaudières à tambour. La liaison soudée de la présente in- vention est particulièrement avantageuse lorsqu'on doit souder dans des plaques tubulaires des tubes supportant une pression supérieure à la pres- sion critique, parce que la qualité de la soudure augmente avec l'épaisseur de paroi des tubes.