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Procédé et dispositif pour la liaison par soudure de tubes.
L'invention a trait à un procédé et à un dispositif pour 'la liaison ou raccord par soudure de tubes, en particulier à rois épaisses et de grande longueur. avec une soudure en V ou en tulipe, procédé et dispositif suivant lesquels, en utilisant un dispositif servant à assurer l'alignement et le maintien des tubes, ceux-ci son.t d'abord raccordés ensemble sans matière additionnelle dans la racine du joint de soudure,, après quoi la soudure finale est effectuée.
La caractéristique de l'invention réside dans le fait que les tubes adaptés rigidement dans un dispositif de maintien et alignés co- axialement sont chauffés à leurs extrémités jusqu'au moment ou les lèvres de soudure de la soudure en V ou de la soudure en tulipe sont appliquées l'une contre l'autre par la dilatation thermique des tubes et sont d'abord raccordées par une soudure par pression, sans y avoir fait couler de la matière en fusion dont sont constitués les tubes, après quoi le joint en V est fini d'être soudé, d'une manière connue, en formant une chenille à souder.
Le procédé conforme à l'invention assure une, réalisation parti- culièrement simple et améliorée de soudures par rapprochement de grande valeur et s'oppose à l'introduction de chenilles de soudure @
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à l' intérieur du tube. On obtient, de plus, une résistance plus élevée du joint de soudure.
Une mise en oeuvre avantageuse du procédé réside dans le fait que, conformément à l'invention,la pression d'application des tubes est augmentée pendant l'échauffement des lèvres de soudure du joint en tulipe, de telle sorte qu'il se produise un refoulement des lèvres susceptibles de s'écraser par suite de leur échauffement et que, dans cet état, s'effectue la soudure par pression des racines. Ce procédé offre l'avantage suivant, à savoir que la soudure des racines peut être assurée sans que subsiste une encoche dans la paroi tubulaire intérieure. Il est particulière- ment avantageux que, pendant la soudure par pression, la pression d'application entre les lèvres soit encore augmentée de façon permanente. Dans le cas de ce procédé, un écartement entre le::; lèver de la soudure n'est pas prévu de prime abord.
Dans ce cas, l'épaulement du joint en tulipe apprêté est avantageusement maintenu si faible que la transformation s'effectue lors de la pression des tubes l'un sur l'autre.
Suivant un mode de mise en oeuvre préféré de ce procédé, les élément: de tubes sont,avant le commencement et pendant la soudure, si fortement appliqués l'un contre l'autre que les racines de soudure appliquées l'une contre l'autre par leurs eûtes frontaux constituent, par refoulement, un bourrelet faisant saillie à l'intérieur des tubes.
Dans le cas particulier de tubes de grands diamètres, la soudure est, de préférence,mise en oeuvre de telle manière qu'avant l'opération de soudure, les racines de soudure appliquées l'une contre l'autre sont recourbées,par des marteaux, vers l'intérieur des tubes,auquel cas il est avantageux qu'une bague d'expansion saisissant par en-dessous le joint des tubes et comportant une rainure ménagée au tour sur sa périphérie,avec une section transversale plate en forme d'auge,serve de contre-palier Dans ce cas, la racine de la soudure peut être chauffée.
Lors de la finition,de la soudure, la liaison des extrémités des tubes par le dispositif de pression et de maintien est suppri- mée.afin que ne puisse se produire aucune tension additionnelle @
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aboutissant à des ruptures de frettage, L'endroit de la sousdure, aussi bien à l'intérieur des tubes que sur la périphérie extérieure de ces derniers, est, de cette manière, si renforcé que sa résis.. tance est supérieure à celle de la paroi propre des tubes. Dans le cas d'arêtes malpropres des joints des extrémités des tubes,qui sont de règle dans la pratique,le proc4dé permet d'obtenir un joint de soudure continu et parfait.
Pour la mise en oeuvre de la soudure par pression et refoule- ment, on utilise,conformément à l'invention, un dispositif qui consis- te en deux colliers qui emboîtent, au centre,les extrémités des tubes, qui sont mobiles l'un par rapport à l'autre,dans la direc- tion de l'axe des tubes, sur un organe de guidage et qui comportent des ancrages de traction, par lesquels est déterminée la pression l'une sur l'autre des extrémités des tubes.
L'un des colliers est avantageusement relié, par des nervures, rigidement et sans pouvoir se déplacer,, à un tablier creux rigide en torsion et l'autre collier est guidé,avec un patin fixé rigidement sur lui par des ailettes. sur l'extrémité libre du tablier creux, alors que des vis servant d'ancrages de traction s'adaptent aux endroits de raccord des deux moitiés des colliers*
Un mode de réalisation de l'invention est représenté, à titre d'exemple, sur les dessins ci-annexés,dans lesquels :
Les figs. 1 à 3 montrent schématiquement le rapprochement des extrémités de deux tubes et la formation du joint de soudure dans le cas d'un mode de mise en oeuvre de l'invention;
Les figs. 4 à 6 représentent un dispositif établi conformément à l'invention pour la mise en oeuvre de la soudure d'extrémités de tubes avec joint en tulipe,
La fig.4 étant une vue de côté du dispositif avec les extrémité des tubes représentées partiellement en coupe,
La fig.5 étant une vue debout du dispositif sans les tubes,
La fig. 6 étant une vue, à plus grande échelle, du joint de tubes profilé sur la fig.4.
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Suivant le procédé représenta sur les figs. 1 à 3,dont la fig.l est une coupe longitudinale faite à travers un joint de tubes avant la soudure. l'épaisseur .!! de la paroi des tubes est représentée sur la fig.l fortement agrandie par rapport au diamètre d des tubes, pour rendre plus compréhensible le dessin. Les deux extrémités des tubes 1 et 2 peuvent,par des dispositifs de maintien non montrés sur les figs. 1 à 3, être d'abord maintenues de telle manière qu'entre les extrémités biseautées en forme de V des tubes, - extrémités qui forment un angle de 60 par exemple, subsiste un faible écartement a, qui se réduit à la valeur zéro lors de l'échauf- fement à la température de soudure.
La fig.2 représente cette condition des extrémités des tubes, pour laquelle les lèvres de soudure sont raccordées par une soudure de pression sans y avoir coulé en fusion de la matière dont sont constitués les tubes, Hais le procédé peut aussi être mis en oeuvre de telle manière qu'entre les lèvres de soudure, ne soit laissé, de prime abord, aucun écartement, et qu'en outre la pression d'application des tubes soit accrue pendant l'échauffement des lèvres de soudure, par exemple soit augmentée de manière permanente.
Après la réalisation de la soudure de la racine,la pression d'application est supprimée et le joint en V est fini d'être soudé suivant la manière usuelle, en y faisant couler en fusion la matière indiquée en 3 sur la fig.3,
Pour la mise en oeuvre du procédé précité dans les conditions repr4sentées sur les figs. 4 à 6, un collier 6 est fixé,rigidement et sans pouvoir- se déplacer,sur le tablier creux 5 renforcé par des nervures 4 se trouvant à l'intérieur,alors que l'autre collier 7 est susceptible de se déplacer,avec son patin 8,sur le tablier 5.
Après l'insertion des extrémités des tubes 1 et 2,celles-ci sont alignées avec précision co-axialement par le serrage des vis 9 et 10 et sont immobilisées rigidement. Les vis de traction 11 représentées sur la fig.4 permettent d'augmenter la pression d'ap- plication des tubes, pendant l'échauffement des lèvres à la tempéra- ture de soudure et aussi d'accroître cette pression d'une manière permanente pendant le processus de soudure. Les lèvres ou racines de soudure 14 sont, grâce à cette disposition, si fortement appli-
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quées l'une contre l'autre qu'elles constituent, comme le montre la fig.6, sous-l'effet d'un refoulement simultané,un bourrelet faisant saillie à l'intérieur des tubes.
Les lèvres ou racines de soudure 14 appliquées avec une certaine pression l'une contre l'autre peuvent aussi être recourbées,par des marteaux,vers l'intérieur des tubes..
Une bague de cuivre 12 constituée en plusieurs parties et appliquée contre la paroi intérieure des tubes présente,sur sa périphérie, une rainure circulaire 13 ayant une section transversale aplatie en forme d'auge et servant de contre-palier pour les racines de soudure 14 recourbées vers l'intérieur par pression ou au marteau. La bague 12, usinée, de préférence,en cuivre, a, en même temps, pour rôle de limiter réchauffement de l'endroit où s'effec- tue la soudure. Grâce à cette bague également,lors du refroidisse- ment du joint de soudure, on évite des tensions de frottage,qui pourraient aboutir à des ruptures.
REVENDICATIONS
1 - Procédé pour la liaison ou raccord par soudure de tubes, en particulier à parois épaisses et de grande longueur,avec joint en V ou joint en tulipe, caractérisé par le fait que les tubes immobilisés rigidement et alignas dans un dispositif de maintien sont chauffés. à leurs extrémités,jusqu'au moment où les lèvres de soudure du joint en V ou du joint en tulipe sont, par la dilatation thermique des tubes appliquées avec une certaine pression l'une contre l'autre et sont raccordées par une soudure par pression, sans avoir à y couler en fusion la matière dont sont constitués les tubes, après quoi le joint est'fini d'être soudé suivant la manière connue.
2 - Procédé suivant 1 ,caractérisé par le fait que,pendant l'échauffement des lèvres du joint, la pression d'application des tubes est augmentée,par exemple est accrue d'une manière permanente.
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