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Comme on le sait on a souvent besoin, particulièrement dans les travaux de construction, par exemple pour la fabrication de béton précon- traint, de barres d'acier de première qualitéqui, envue d'ancrage ou d'unionet liaisonaxiale, sont munies, à une extrémité ou aux deux extrémités, d'une tête qui, lors de l'emploi de la barre comme élément de traction, peut s'ap- puyer contre une culée de forme correspondante.
On a constaté la grande efficacité des têtes d'ancrage écrasées, dont la fabrication se'faisait, pour tous les aciers de dureté naturelle, en les chauffant à la température de forgeage, tandis que pour les fils min- ces étirés à froid la,fabrication de la tête a été exécutée jusqu'à présent à l'état froid, avec une dépensedténergie d'importance correspondante. Il est d'autre part connu, pour des barres principalement tordues à froid, d'ef- fectuer l'écrasement de l'acier ayant encore sa dureté naturelle, donc avant la consolidation à froid, de façon que, par la torsion suivante, on produit des barres devant posséder sur toute leur longueur, des propriétés de résis- tance totales et constantes.
L'opinion généralement admise jusqu'à présent est que le chauffage à la température de forgeage des aciers trempés ou conso- lidés à froid encore nécessaire pour l'écras ement à chaud, diminue au moins - et souvent annule - les propriétés de résistance augmentées escomptées par la trempe de la barre dans la zone influencée par la chaleur.
La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une tête écrasée à chaud à l'extrémité d'une barre d'acier trempée, par durcissement ou consolidation à froid, dans lequel procédé toute perte de résistance est empêchée en évitant les influences thermiques préjudiciables.
Le procédé suivant l'invention repose essentiellement sur la constatation surprenante que, par le chauffage très rapide et de peu de durée de l'extré- mité de la barre à la température de forgeage, il se produit dans cette ré- gion une chute de température très nette dans le sens de l'axe de la barre avec une extension très réduite, pratiquement négligeable, de la partie chauf- fée dans la zone de transformation.
Conformément à l'invention l'extrémité de la barre à traiter est insérée dans une matrice et est soumise à un chauffage et à l'écrasement; le chauffage a lieu si rapidement et dans un si court délai que les proprié- tés de résistance de la barre trempée, en-dehors de la zone terminale, ne subissent aucun préjudice. il est exact qu'on a déjà proposé, lors de la fabrication d'élé- ments en béton précontraint avec armature en fils d'acier de première quali- té encastrés dans le béton, d'écraser, en vue de former des têtes, les ex- trémités des fils faisant saillie sur les faces antérieures des éléments en béton afin d'empêcher, en toutes circonstances, le glissement des fils d'ar- mature.
On a également déjà préconisé d'effectuer cet écrasement par un chauffage de courte durée de l'extrémité du fil, pour ne pas influencer la ténacité du fil d'acier consolidé à froid, dans une zone trop grande.
Les fils d'acier ainsi encastrés dans l'élément en béton et an- crés complémentairement par l'écrasement des extrémités n'étaient, toutefois, normalement utilisables que dans les constructions ci-dessus décrites et ils n'étaient pas adéquats pour être utilisés à d'autres fins. Comme matrice pour l'écrasement, on employait dans une certaine mesure l'élément en béton lui- même. Suivant l'ancienne proposition on n'a donc pas songé à une production continue de barres utilisables à volonté avec des têtes d'ancrage.
Par contre, des barres d'acier qui, suivant le procédé de l'inven- tion, sont munies, à l'atelier, de têtes d'ancrage, peuvent être utilisées dans des variantes excessivement nombreuses et sélectionnables à volonté; par exemple, pour le béton postcontraint, une telle tête peut utilement être
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sollicitée par le dispositif de traction (dispositif de tension) ou bien, on peut, par exemple, relier axialement en vue de la traction, deux extrémi- tés de barres munies de têtes, au moyen d'un élément d'accouplement etc.
Il va de soi que la fabrication des têtes d'ancrage est considérablement plus simple et plus précise à réaliser dans une installation libre, accessible de tous côtés, que dans un élément en béton, sur un chantier, ce qui donne encore d'autres avantages, en particulier au point de vue de la qualité de l'ancrage.
Suivant une forme préférée d'exécution du procédé de l'invention, l'extrémité de la barre est munie d'une pièce matrice annulaire, par exemple par enfilage ; avec cette pièce matrice elle est bloquée dans un dispositif du genre étau ou similaire et on effectue ensuite le chauffage et l'écrase- ment dans un court délai. Après achèvement de la tête d'ancrage, la barre peut être immédiatement enlevée du dispositif et être amenée à l'endroit d'utilisation ou amenée au parc de stockage.
Le chauffage rapide et de faible durée de l'extrémité de la barre est utilement assuré au moyen d'une source de chaleur nettement délimitée, par exemple au moyen d'un chalumeau à souder, d'un chauffage à induction ou similaire.
On réalise encore plus parfaitement le but envisagé par l'inven- tion lorsque la matrice et la barre elle-même sont refroidiesdans la zone directement voisine de la matrice pendant le chauffage de brève durée de l'extrémité de la barre. On réduit ainsi notamment la chauffe de l'extrémité de la barre à une zone de longueur aussi réduite que possible. La chute de température dans l'extrémité de la barre, par suite du chauffage à la tempé- rature de forgeage, devient si nette et la dilatation longitudinale devient si faible, que la longueur de la zone traitée se trouve: pratiquement inchangée de même, pratiquement, que la résistance de la barre dans la partie entourée de la matrice.
La zone ainsi traitée n'a subi un allongement longitudinal que d'une fraction du diamètre de la barre. Ladite zone traitée est, d'une part, limitée par la tête renforcée en section transversale et, d'autre part, par la matière de la barre avec toute sa résistance. Il en résulte, dans la par- tie de la barre traitée, une résistance à l'allongement avec l'accroissement de la résistance, ce qui est très connu par la théorie dite des encoches.
Des ruptures dans la tête ne se présentent donc qu'avec la même probabilité qu'en n'importe quel autre endroit de la longueur de la barre. Par le refroi- dissement de la matrice et de l'extrémité de la barre, directement derrière ladite matrice, on évite la trempe à l'eau de la tête chauffée à la tempéra- ture de forgeage. Il ne peut, dès lors, se produire, avec ce procédé, aucune action secondaire indésirable, comme par exemple des effets de fragilité de l'acier aux extrémités de la barre.
Le refroidissement de la matrice peut s'effectuer de toute façon adéquate et ne présente aucune difficulté de nature constructive. Il semble le plus avantageux et le plus simple de provoquer le refroidissement en ame- nant un liquide réfrigérant, par exemple de l'eau dans la zone de la matri- ce.
L'exemple suivant rendra plus compréhensible l'application du pro- cédé de l'invention :
Des barres de la mm d'épaisseur hors d'un acier à béton tordu à froid avec une résistance à la traction d'environ 100 Kgs/mm2 ont été chauf- fées aux extrémités par le dard de la flamme d'un chalumeau de soudure auto- gène en l'espace de deux minutes sur une longueur de quelque 15 mm, à la température de forgeage.
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Les barres étaient bloquées dans un dispositif, genre étau, et portaient à leur extrémité à écraser une bague faiblement tournée de façon conique destinée à faire fonction de matrice. Hors d'un réservoir, placé au-dessus de l'étau coulait sur la barre, juste derrière la matrice, de l'eau potable en un jet de la grosseur d'une aiguille. Après obtention de la température de forgeage le bout chauffé au rouge a été forgé de manière à présenter, vers l'extérieur, une tête approximativement en forme lenticu- laire comme représenté au dessin. Après complet refroidissement des extrémi- tés, les barres achevées ont été soumises à l'essai normal de rupture, la rupture s'est chaque fois produite au moins à plusieurs centimètres derriè- re la tête, donc loin en dehors de la zone influencée par la chaleur.
L'exa- men comparatif de l'acier non''traité confirma ce résultat par l'égalité des charges de rupture possible dans le cadre des essais.
Lors du chauffage de l'extrémité de la barre il faut, dans tous les cas, veiller que l'allongement axial "b" provenant du chauffage dans la zone de transformation, au-delà de la- zone de forgeage "a", lorsque bien en- tendu une telle zone se présente, reste limité à des fractions du diamètre de la barre "d".
Le procédé suivant l'invention a, par rapport au procédé utilisé jusqu'à présent pour l'écrasement avant torsion, le grand avantage qu'on peut utiliser des aciers de qualité commerciale et qu'il ne faut donc pas de fabrication spéciale dans l'aciérie.
Le procédé conforme à l'invention possède en outre, par rapport à l'écrasement à froid, après déformation à froid ou durcissement, l'avanta- ge qu'il faut mettre en oeuvre beaucoup moins d'énergie et qu'on peut donc réaliser l'allongement avec les outils ordinaires.
Pour le procédé suivant l'invention les têtes d'ancrage peuvent ê- tres formées à volonté et pour un chauffage rapide on peut également utiliser d'autres moyens, comme par exemple le chauffage à induction et le chauffage à haute fréquence. Sont surtout appropriées, des sources de chaleur sont la radiation de chaleur peut être dirigée avec précision nettement délimitée, de façon qu'il ne se produit pas, par la dispersion de la chaleur, un chauf- fage indésirable en dehors de la zone proprement dite, chauffage et défor- mation de la zone "a", qui pourraient-diminuer la résistance de la barre.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour la fabrication d'une tête écrasée à chaud à l'ex- trémité d'une barre d'acier trempée par durcissement ou consolidation à froid, caractérisé par le fait que l'extrémité de la barre est insérée dans une ma- trice et est soumise, dans cette matrice, à un chauffage et à un écrasement, tandis que le chauffage à la température de forgeage s'effectue si rapidement et pendant une si courte durée, que la résistance de la barre d'acier trem- pée, en-dehors de la zone terminale, n'en est pas amoindrie.