Brevet FR2012134A1 — publié le 19700313

La présente invention concerne un proceae e; un dispo sitif de fabrication de poutrelles profilées en acier, notamment en T ou en I, à partir de tôles d'âme et de semelle Ces procédés, connus sous différentes formes d'exécution, comportent le plus souvent, la réunion d'une abme à chaque semelle par deux cordons de soudure.On utilise alors au point de vue dispositifs des installations constituées par un bâti de machine, un transporteur d'âmes et un transporteur de semelles tous deux équipés de rouleaux, ainsi qu'un appareil de soudage, l'âme et la surface de la semelle passant de façon plus ou moins continue devant cet appareil de soudage, le plus souvent après attache provisoire préalable. qui On peut plus en détail exposer ce/suit à propos de l'état actuel de la technique : si l'on fabrique par exemple une poutrelle en T par sondage, on assemble d'habitude une taie d'tue à une seule taie de semelle par une soudure, par un mode de soudage connu, dans les angles que font la semelle et î'me. Selon ltépais- seur de l'âne ou de la semelle, c'est-å-dire selon la charge à laquelle la poutrelle profilée en acier est destinée, l'mr,eçoit un demi-joint en X ou bien aucune préparation, de sorte qu * produit un joint en T ou un joint en K. Les dispositions connues ont d'abord pour inconvenient > que, lors du soudage, des fibres additionnelles de la taie ne sont saisies, dans l'âme et spécialement dans la semelle, que pour autant qu'on fasse pénétrer la soudure. On veut dire par là que le cordon de soudure traverse l'épaisseur entière de la taie. Ceci ne peut cependant pas toujours s'obtenir à coup sûr avec des joints en T et dépend de l'épaisseur de la taie. Dans la semelle, seules les fibres de taie fondues par l'opération de soudage sont saisies; prendre toutes les fibres est pratiquement impossible. Ceci réduit l'aptitude de la poutrelle à supporter les charges.Dans ls cas de charges convenables, seule la partie des fibres dont s'est emparée la soudure les porte, Un autre inconvénient des dispositions connues se produit quand on transforme divers aciers spéciaux pour en faire des poutrelles soudées. On a ainsi constaté que les tales en aciers de construction alliés au vanadium peuvent certes se souder par les dispositions décrites ci-dessus, mais qu'il se présente dans le cordon soudé, notamment à sa racine, des zones qui offrent une mauvaise résilience à cause du vanadium pris de la matière de base. Des aciers å base de manganèse-chrome-molybdène -zircoilium ont dans cette zone des résiliences aussi basses. Les dispositifs connu6 permettant de fabriquer des poutrelles profilées en acier à partir dotâmes et de semelles sont agencés de manière' que seules les dispositions décrites puissent y être réalisées. Llinvention a pour but d'indiquer comment procéder, en vue de, fabriquer des poutrelles profilées en acier, notamment en T ou en I, à partir de taies d'âme et de semelle, pour effectuer à coup sûr le soudage de pénétration décrit, avec des épaisseurs de taie et des matières queiconques,-et ce avec des cordons de soudure qui présentent une grande résilience. t1 invention concerne en premier lieu un procédé de fabrication de poutrelles profilées en acier et, notamment, de poutres en T ou en I à partir de taies d'âme et de semelle, avec assemblage de l'âme et de chaque semelle par deux cordons de soudure. Selon l'invention, on dispose pour fabriquer une semelle deux taies écartées l'une de l'autre d'un intervalle ou d'une fente correspondant à peu près à l'épaisseur de la taie d'gme, on introduit dans ledit intervalle la taie d'me qu'on veut joindre et on l'assemble aux taies de semelle par soudage de pénétration. Pour garder très faible la pénétration dans la matière de base, on peut faire appel à un mode de réalisation préféré qui prend un grand intérêt quand il importe d'assurer dans le cordon de soudure une grande résilience. Ce mode de réalisation est caractérisé par le biseautage de l'âme dans la région des taies de semelle qu'on veut lui raccorder, ainsi que par le biseautage des arêtes frontales, devant être soudées, de sdites taies 'de semelle. L'âme pénètre dans ce cas'de'ltépaisseur des~tôles de semelle dans leur intervalle et le biseautage est conçu en conformité. On opère alors par un soudage ordinaire, en pouvant souder à lqa main, avec poudre ou sous atmosphère protectrice. L'invention a aussi pour objet undispôsitif de mise en oeuvre du procédé décrit, comprenant un bati de machine, un transporteur de tôles d'amie et un transporteur'de tôles de semelle tous deux équipés de rouleaux, ainsi qu'un appareil de soudage. Ce dispositif se caractérise principalement par deux mors montés au-dessus d'un train de rouleaux pour serrer la taie d'âme dressée de chant, par deux pièces de garde posées sur les mors pour tenir les tôles de semelle qu'on veut disposer avec leur fente d'écartement sur lesdits mors et par un appareil de soudage composé de deux soudeuses associées aux deux mors. Les mors sont équipés de rouleaux transporteurs qui agissent sur la taie dteme et, en outre, de rouleaux transporteurs qui opèrent contre les tôles de semelle, ces derniers étant associés aux pièces de garde desdites tôles de semelle. En général, les mors seront manoeuvrés par des vérins hydrauliques, l'un des mors pouvant rester fixe dans le bâti. Les pièces de garde s'appuient aussi opportunément sur le bâti par l'intermédiaire de vérins hydrauliques et peuvent être fixées par des axes supplémentaires. Il en résulte qu'on obtient ainsi un serrage précis de la t81e dtsme et des tôles de semelle lors du soudage et par là en quelque sorte leur mise en place aux dimensions de la poutrelle qu'on veut fabriquer et, de plus, un soudage sans déformation, en particulier quand les deux cordons de soudure sont posés simultanément pour raccorder les deux taies de semelle à lteme qui pénètre dans leur intervalle. Les deux cordons de soudure se réunissent bien sur en un joint soudé commun. Pour fabriquer des poutrelles profilées en acier avec différentes hauteurs dtâme et largeurs de semelle, il est approprié de rendre le train de rouleaux mobile vis-à-vis des mors. Les pièces de garde qui maintiennent les taies de semelle peuvent à cet effet être interchangeables. On trouve bien entendu dans le cadre de l'invention la variante cinématique à mors réglables en hauteur. Il est toujours opportun de ménager contre les mors des logements pour des tuyaux flexibles qui, avec interposition de poudre ou de couches en coques, arrebteront les cordons de soudure vers le bas. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples, fera bien comprendre comment linven- tion peut titre mise en pratique. fia figure 1 représente un dispositif de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, en coupe verticale. La figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente à plus grande échelle un détail tiré de la figure 1. La figure 4 montre une variante du détail de la figure 3. Il s'agit, dans cet exemple, de la fabrication d'une poutrelle en T.'Cette poutrelle est assemblée par soudage d'une taie dogme 1 et de deux taies de semelle 8,8'. A cet effet, l'âme 1, biseautée des deux côtés aux endroits où on veut effectuer le soudage, avant exécution de celui-ci, est d'abord posée sur un train à rouleaux 2 qu'on peut lever et abaisser par voie hydraulique. L'âme 1 est en outre serrée entre les mors 3 et 3f; on dispose à intervalles, sur les contés en vis-à-vis des mors, des rouleaux transporteurs anti-dérapants 4' et 4' noyés dans les mors et entratnés par des chatnes. Le serrage de l'âme 1 se fait par réglage hydraulique-du mors 3', par l'intermédiaire d'un vérin 5 qui s'appuie sur le châssis 6' appartenant au bâti 6,6t. Des rouleaux transporteurs T et 7t sont disposés à intervalles sur la face supérieure des mors 3 et 3' en étant enfoncés dans lesdits mors; les demi-semelles 8 et 8 sont posées sur eux dans leur position définitive par rapport à l'âme 1. De plus, les demi-semelles 8 et 8 sont fixées au moyen de pièces de garde 9 et 9' qui préséntent en sous-face des parties creuses dont les dimensions correspondent à chaque fois à la largeur de, semelle des poutrelles qu'on veut fabriquer.On noie dans la faae Inférieur des évidements des rouleaux transporteurs 10 et 10', de façon que, les demi-semelles 8 et 8' soient respectivement situées entre les rouleaux 7,10' et 7',10'. Les pièces de garde 9 et 9t sont fixées en position voulue par des axes ou boulons 11 et 11t et sont pressées de manière réglable par des appuis hydrauliques au moyen de vérins 12 et 12'. La forcé hydraulique exercée d'en bas par un vérin 13 ou un autre organe analogue vient en poussée contre les vérins supé- rieurs 12 et 12' qui, pour leur part, s'appuient de mme que le vérin 5 sur les parties votées 6 et 6t du bâti, qui peuvent par exemple titre des pièces potencées à montage rigide. Il est prévu, sur le bord supérieur interne des mors 3 et '3, des évidements où sont disposés des boyaux 14 et 14 ou passe de l'air comprimé servant à appliquer une coque en'cuivre 17 ou bien, avec d'autres modes de soudage, une poudre sous-jacente. Avant que ne commence l'opération de soudage proprement dite, les pièces à joindre, ctest-i-dire l'âme 1 et les demisemelles 2, sont glissées dans le dispositif, alignées et peuvent être attachées par des procédés usuels, par exemple soudage manuel ou au CO2. On fait ensuite un alignement précis par mise sous pression hydraulique, puis la soudure de réunion: proprement dite commence. Elle est faite par deux soudeuses 15- et 15' situées audessus des pièces de garniture et dont chacune Joint un caté de L'gme et de la semelle. On peut utiliser-un soudage manuel, sous atmosphère protectrice ou avec poudre sous-jacente. Le soudage commence, dans l'exemple de réalisation de la figure 3, sur un coussin de poudre 16 applique sous-pression dans les angles par les boyaux. La soudure peut aussi, comme le montre la figure 4, commencer sur une assise, par exemple une coque en cuivre 17 mise en place comme déjà décrit. Le -remplissa- ge du joint steffectue par apport continu de passes de soudure. Lors du soudage, ltsme l avance entre les-rouleaux transporteurs 4 et 4t et les demi-semelles 8 et 8' avancent respectivement entre'les rouleaux transporteurs 10,7 et 10',7'. L'avance de soudage est par exemple produite par le train de rouleaux 2, qui est commandé de manière synchrone aux soudeuses. Il résulte du serrage réglable et rigide à la demande entre mors le caractère non déformé de la poutrelle soudée. Faire usage du dispositif conforme à l'invention permet un soudage de pénétration irréprochable,- sans contre-soudage dans l'angle. Comme on peut avec ce mode opératoire saisir l'ensemble des fibres de tiè -tant dans l' & e que dans la semelle, on est sûr d'avoir pour les poutrelles soudées une capacité de charge optimale. Le dispositif décrit peut naturellement, en étant transposé, s'utiliser pour souder des poutrelles en I à partir d'élé- ments détachés, à savoir dtune ia et de quatre demi-semelles. Ceci a lieu de la manière suivante : on fabrique d'abord comme déjà décrit une poutrelle en T par.soudage, puis on l'extrait du dispositif et on la tourne de 1800 de façon que la tôle de semelle vienne désormais sur le train de rouleaux inférieura-La poutrelle est réintroduite avec cette position dans le dispositif. Les deux tôles de semelle sont ensuite soudées,comme il a déjà été décrit,à la tôle d'âme. - REVENDICATIONS - 1. Procédé de fabrication de poutrelles profilées en acier, notamment en T ou en I, à partir de toiles d'âme et de semelle, avec réunion d'une tme et de chaque semelle par deux cordons de soudure, procédé caractérisé parole fait que, pour fabriquer une semelle, on dispose deux totales écartées l'une de l'autre d'un intervalle correspondant à peu près à l'épaisseur dogme, et que la taie dogme qui doit leur tre jointe est introduite dans ledit intervalle et leur est assemblée par soudage en pénétration@. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le biseautage de la tôle d'âme dans la région des tôles de semelle qu'on veut lui Joindre. 3.- Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé aussi par le biseautage des bords frontaux, devant entre soudés, des tales de semelle. 4.- Dispositif'de mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, comprenant un biti de machine, un trans- porteur de tôles d'âme et un transporteur de tolets de semelle t eus deux équipés de rouleaux, ainsi qu'un appareil de soudage, .oarao- térisé par deux mors (3, 3') montés au-dessus d'un train de rou leaux (2) pour serrer l'âme (1) dressée de chant, deux pinces de garde (9, 9t) posées sur les mors pour tenir la surface des semelles qu'on veut disposer avec l'intervalle d'âme sur les mors, ainsi que par un appareil de soudage comportant deux soudeuses (15, 15') associées aux deux mors, ces derniers étant pourvus de rouleaux transporteurs (g, 4')qui opèrent contre la taie (1) et en outre de rouleaux transporteurs (7, 7') qui opèrent contre les tôles de semelle (8, 81) et auxquels sont associés des rouleaux transporteurs (10, 10') dans les pièces de garde. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractéri- sé par le fait que les mors (3, 3') sont manoeuvrés par des vérins hydrauliques (5), l'un des mors (3) pouvant tre disposé de manière fixe dans le bti de machine (6). 6.- Dispositif selon les revendications 4 ou 5, caractérisé par l'appui des pièces de garde (9, 9') sur le bati de machine (6, 6')par l'intermédiaire de vérins hydrauliques (12, 12'). 7.- Dispositif selon les revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le train de rouleaux (2) est réglable en hauteur. 8.- Dispositif selon les revendications 4 à 7, caractérisé par des logements ménagés sur les mors (3, 3') pour des boyaux d-tarrêt (14, 14'), qui ferment vers le bas les cordons de soudure, avec interposition de poudre (16) ou de coques (17).