Brevet FR2003257A1 — publié le 19691107

i 2003257 La présente invention concerne les dispositifs pour le soudage au moyen d'impulsions magnétiques et pour l'usinage des métaux par déformation, de préférence pour le soudage de pièces de forme tubulaire . 5 L'inventior: peut être appliquée à l'expansion de pièces de forme tubulaire, par exemple des tringles de commande dans l'industrie automobile, au découpage d'ouvertures dans des pièces tubulaires et à la rétreinte desdites pièces . On connaît bien un dispositif pour le soudage au moyen . ^magnétiques 10 d impulsions, ./pour 1 usinage de métaux par déformation, de préférence pour le soudage de pièces tubulaires, comportant un inducteur à spires multiples . Ce dispositif est constitué par un inducteur à spires multiples ayant la forme d'un solénoïde dans lequel est placé un 15 concentrateur de champ magnétique assurant la pénétration annulaire de la soudure sur tout le périmètre des tubes à souder . L'utilisation d'inducteurs ayant la forme de solénoïdes permet d'obtenir des soudures reproduisant la forme des spires de l'inducteur, c'est-à-dire que le soudage s'effectue suivant 20 une hélice, ce qui n'assure pas toujours l'assemblage étanche des tubes à souder . L'emploi de concentrateurs de champ magnétique placés à l'intérieur de l'inducteur cylindrique à spires multiples entraîne des pertes d'énergie supplémentaires par suite de l'exis-25 tence d'un écartement entre l'inducteur et le concentrateur,et il complique notablement la conception de l'organe actif du dispositif, c'est-à-dire l'inducteur . Pour ces raisons, les dispositifs précités, et, par conséquent, les installations fournissant des impulsions magnétiques 30 équipées de tels dispositifs , ont un rendement peu élevé.Le rendement théorique de ces dispositifs ç.e dépasse pas 50% , et pratiquement il n'est que de 10 à 20% . C'est pourquoi la diminution de l'énergie dépensée inutilement pour engendrer des champs magnétiques parasites dans le concentrateur et l'indue-35 teur est un problème important . Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients ci-dessus . Il est donc souhaitable de réaliser un dispositif pour le soudage au moyen d'impulsions magnétiques et pour l'usinage des 40 métaux par déformation, de préférence pour le soudage de pièces 69 05987 2 2003257 tubulaires, qui permet de diminuer la quantité d'énergie dépensée inutilement et, par cela même, d'accroître le rendement de l'installation dans laquelle ce dispositif doit être employé . La solution consiste en ce que, dans un dispositif pour 5 le soudage au moyen d'impulsions magnétiques et pour l'usinage des métaux par déformation, de préférence pour le soudage de pièces tubulaires, dispositif comportant un inducteur à et/ou extérieur des spires de l'inducteur varie suivant sa longueur, la forme de la surface de l'inducteur se trouvant du côté des IQ pièces à souder étant telle, qu'elle assure la concentration du champ magnétique dans la zone de soudage . Il est avantageux de réaliser le dispositif proposé de telle façon que le diamètre intérieur des spires de l'inducteur diminue en direction de la zone de soudage . 15 II est aussi avantageux de réaliser le dispositif proposé de telle façon que le diamètre extérieur des spires de l'inducteur augmente dans la direction de la zone de soudage . D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisa-20 tion de l'invention ,faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel : la Fig.l est une vue d'un dispositif pour le soudage au moyen d'impulsions magnétiques de tubes, suivant l'invention, en coupe longitudinale ; 05 la Fig.2 est une vue d'une variante de réalisation du dis positif proposé, en coupe longitudinale. Le dispositif pour le. soudage de tubes au moyen d'impulsions magnétiques, également connu sous le nom de soudage par HF , est constitué par un inducteur à spires multiples à l'intérieur 30 duquel se trouve une zone de concentration du champ magnétique, disposée perpendiculairement à l'axe de l'inducteur . Cette zone se trouve en n'importe quel endroit de la longueur de l'inducteur . La plus grande concentration de champ magnétique est obtenue 35 quand la zone de concentration est située dans la partie centrale de l'inducteur .Dans ce cas, la spire centrale 1 (Fig.l) de l'inducteur est réalisée sous la forme d'un concentrateur ayant uçLe fente oblique coïncidant avec l'écartement entre spires 2. La disposition perpendiculaire de la zone de concentration 40 par rapport à l'axe de l'inducteur permet d'obtenir sur les tubes 69 05987 3 2003257 un joint étanche sûr . Pour obtenir une pénétration annulaire de la soudure sur tout le périmètre des tubes à souder, on réalise l'inducteur avec un diamètre intérieur et/ou extérieur des spires 1 variable 5 suivant la longueur de l'inducteur .La surface 3 de l'inducteur se trouvant du côté des tubes a une forme telle, qu'elle assure la concentration du champ magnétique dans la zone de soudage . Le dispositif proposé peut être employé pour le soudage au moyen d'impulsions magnétiques de tubes de diamètres différents. 10 Pour le soudage de tubes de petit diamètre, quand les tubes sont placés à l'intérieur du dispositif , le diamètre intérieur des spires de l'inducteur diminue dans la direction de la zone de soudage . Pour le soudage de tubes de grand diamètre, quand le dis-15 positif est placé à l'intérieur des tubes à souder, le diamètre extérieur de l'inducteur augmente dans la direction de la zone de soudage . Dans le dispositif proposé on a employé un système de refroidissement notablement simplifié, car le concentrateur est 20 une partie constitutive de l'inducteur .Le refroidissement peut être quelconque, mais le plus efficace est le refroidissement par eau . Pour réaliser dans le dispositif un canal de refroidissement, il est prévu dans les spires 1 de l'inducteur une rainure 4 qui 25 est farmée sur l'extérieur au moyen d'une bande métallique 5 soudée. Un«^a\jitre variante de réalisation du dispositif selon l'invention /diffère du précédent par le procédé de fabrication est représentée à la Fig.2. 30 On réalise tout d'abord la concentrateur 6 de champ magnéti que avec une rainure 7 pour son refroidissement.Ensuite on raccorde au concentrateur 6, des deux côtés, (par soudage, brasage ou autre procédé) les spires 8 de l'inducteur, ou bien on réalise d'abord l'inducteur en enroulant un tube et on lui raccorde le 35 concentrateur . La fabrication du dispositif de cette façon est un peu plus simple et plus commode que de la façon précédente; en outre il devient possible de ne remplacer que le concentrateur dont la surface 9 se trouvant du côté des tubes à souder est soumise à l'usure 40 pendant l'utilisation, par suite des fortes charges dynamiques . 69 05987 4 2003257 Le dispositif décrit ci-dessus, se présentant sous la forme d'un inducteur à spires multiples qui associe en soi les propriétés d'un inducteur et d'un concentrateur de champ magnétique, permet de diminuer la quantité d'énergie électrique dépensée inu-5 tilement, car l'inducteur et le concentrateur y sont intégrés dans un même organe, ce qui simplifie en outre la conception du i dispositif lui-même . De plus, le système de refroidissement de l'inducteur permet d'augmenter notablement sa durée de service grâce à l'usure plus 10 lente de l'isolation entre spires, ainsi que de brancher ce dispositif dans une chaîne de fabrication automatique . 05987 5 200-3257 REVENDICATIONS 1-Dispositif pour le soudage au moyen d'impulsions magnétiques et pour l'usinage des métaux par déformation, de préférence pour le soudage de pièces tubulaires,comportant un inducteur à spires multiples, caractérisé en ce que le diamètre intérieur et/ou extérieur des spires (l) varie suivant la longueur de l'inducteur, la surface de l'inducteur située du côté des pièces à souder ayant une forme telle, qu'elle assure la concentration du champ magnétique dans la zone de soudage . 2-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre intérieur des spires diminue dans la direction de la zone de soudage . 3-Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur des spires augmente dans la direction de la zone de soudage .