Brevet FR2001539A1 — publié le 19690926

o902716 - 1 - 2001539 L'invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour établir un joint de soudure à haute résistance reliant deux bords de tôles, dans lequel un additif est introduit par fusion dans le joint de soudure pendant l'opération de soudage. 5 Dans le soudage de bords de tôles» on sait que la soudure provoque une diminution de la résistance mécanique de la matière de base, c'est-à-dire la tôle. Cette diminution de résistance est due au fait que, d'une part, les différences de structure entre le joint de soudure et la matière de base produi-10 sent une entaille métallurgique et, d'autre part, la section porteuse est plus faible dans le joint de soudure que dans la matière de base. Par exemple, dans la fabrication de tuyaux de grande longueur^ soudure longitudinale; consistant en plusieurs bandes métalliques soudées les unes aux autres et déformées en tuyau, une 15 telle diminution de résistance peut avoir pour résultat que les forces de traction apparaissant dans l'assemblage déchirent le joint de soudure, ce qui interrompt le processus de fabrication. Pour augmenter la résistance mécanique du joint de soudure, on a déjà proposé de disposer le joint de soudure 20 en position inclinée par rapport à la direction principale de la force de traction. L'augmentation de résistance que l'on peut attendre n'est cependant pas considérable ; de plus, on a constaté que, pour une forte inclinaison du joint de soudure, le joint de soudure faisant alors un angle aigu avec la direction principale 25 de la force de traction, l'action de la chaleur de soudage provoque des trous de brûlure sur les deux bords de tôles se rejoignant sous un angle aigu. Il en résulte que les deux tôles soudées ensemble doivent être rognées, car la zone surchauffée forme des amorces de rupture. 30 D'autre part, on a proposé djoindre par fusion un additif dans le joint de soudure pendant l'opération de soudage, afin de prévenir , de cette façon ,une diminution de la section porteuse dans la soudure. Cela a conduit à de bons résultats. L'inconvénient d'un tel procédé est que l'additif et la matière de 35 base doivent s'accorder exactement en structure métallurgique, sinon l'augmentation de résistance mécanique n'atteint pas le degré voulu . On a constaté, en particulier, dans le soudage de tôles de cuivre et d'aluminium fque de minimes impuretés ou de faibles 'proportions d'éléments alliés nuisibles peuvent amener la fragilité 40 et la formation de fissures dans le joint de soudure. 6902716 - 2 - 2001539 L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus et concerne à cet effet un procédé pour établir un joint de soudure à haute résistance entre deux bords de tôle, dans lequel un additif est introduit par fusion dans le joint de 5 soudure pendant l'opération de soudage, procédé caractérisé en ce que, avant l'opération de soudage, on chanfreine tua des deux bords de la tôle à angle sensiblement droit et que,pendant le soudage , oa introduit par fusion le bord supérieur dans le joint de soudure, c© qui évite toute impureté dans .la soudure et augmente ainsi sa 10 résistance. Le procédé selon l'invention garantit ainsi que l'additif et la matière de base possèdent exactement la même structure métallurgique, ce qui exclut la possibilité d'un affaiblissement du joint-de soudure par des impuretés ou éléments alliés 15 quelconques qui., dans les procédés connus, où l'on emploie un additif, peuvent parvenir dans le joint de soudure. Le joint de soudure peut être laissé à l'état brut après l'opération de soudage, mais peut aussi être comprimé à plat au cas où cela est opportun pour la suite du traitement. Une 20 compression à.plat du joint de soudure a,de plus,1'avantage d'augmenter encore la résistance mécanique de la soudure. Des essais ont montré que,pour une telle liaison entre tôles ,1a résistance mécanique atteint 97$ de la résistance de la matière de base. Sans compression à plat de la soudure, la résistance de la liaison 25 des tôles est plus basse de quelques mais toujours encore plus élevée que dans les procédés connus. De plus, le procédé selon l'invention a l'avantage d'éliminer la nécessité de stocker l'additif et le procédé assure une manipulation beaucoup plus simple et sûre. 30 On peut augmenter encore la résistance mécani que du joint de soudure en orientant, en outre ,1e joint de soudure d'un angle de 30 à 45° sde préférence,par rapport à la direction de la force de traction principale. Mais,de la sorte, il faut de nouveau rogner les tôles parallèlement à la direction de la force 35 de traction principale, pour éliminer les trous de brûlure produits Mais le rognage peut, se faire sur une étendue beaucoup plus faible que dans le procédé connu. Comme, dans une telle disposition du joint de soudure, la résistance totale augmente d'environ 1#, une telle liaison n'est à envisager que dans des cas particuliers» 40 Si l'épaisseur de la soudure n'a pas d'importa»- 6902716 - 3 - 2001539 ce pour la suite du traitement, le choix dè la hauteur du bord n'est pas critique, il suffit simplement qu'elle ne soit pas trop faible. Cependant, on prendra avantageusement la hauteur du bord à peuprès égale à l'épaisseur de la tôle. D'une part,cela n'exige 5 qu'une faible consommation de tôle pour le joint de soudure et, d'autre part,la soudure a des dimensions beaucoup plus favorables pour un traitement ultérieur éventuel. L'invention se rapporte,d'autre part, à un dispositif à chanfreiner pour la mise en oeuvre du procédé de 10 l'invention. Le dispositif à chanfreiner consiste, comme il est connu, en une platine à chanfreiner présentant un support à serrage et un poinçon à chanfreiner maintenu dans.une glissière et se déplaçant verticalement dans un évidement pratiqué dans la platine de descente. 15 Les poinçons utilisés dans les dispositifs à chanfreiner connus ont une section frontale,soit rectangulaire, soit triangulaire. De la sorte, la tôle à chanfreiner frotte sur un côté du poinçon,au moins dans la dernière phase de travail. Etant donné qu'avec de tels poinçons, il se forme un film de lu-20 brifiant sur toutes les faces du poinçon en contact avec la glissière, il peut arriver que la tôle chanfreinée arrive au contact de ce film lubrifiant et qu'en outre, au retrait du poinçon, le film lubrifiant soit raclé par le bord en position haute et poussé élastiquement contre le massicot.Ai soudage, l'agent lubrifiant 25 déposé sur ou contre le bord peut conduire à une soudure poreuse et trouée, de sorte qua,si des dispositifs à chanfreiner de ce genre sont utilisés, il faut nettoyer les tôles avant de les souder. D'autre part, avec le. temps, le film lubrifiant peut être souillé de particules métalliques, sable ou salissures quelconques, ce qui 30 provoque des rayures au chanfreinage, ayant étalement des effets défavorables sur la soudure. Enfin, pour de tels poinçons, le chanfreinage exige une force de pression relativement élevée. Ces inconvénients des dispositifs de chanfreinage sont éliminés du fait que, selon l'invention, la face du poiti-35 çon tournée vers la tôle à chanfreiner supporte un galet tournant au contact de la glissière. La disposition d'un tel galet permet d'éviter le graissage de la face de la glissière voisine du galet et,par conséquent, le nettoyage du bord avant l'opération de soudage. 40 Suivant une autre caractéristique de l'inven 6902716 - 4 - 2001539 tion, le galet est placé dans le poinçon de façon telle que presque toute l'opérati De la sorte, non seulement il se produit des for-.5 ces de frottement Ltrès faibles pendant l'opération de chanfreinag» mais aussi cela supprime entièrement les rayures du bord. l'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et de la figure annexée représentant schéma-tiquement un exemple de réalisation du-dispositif selon l'invention 10 Dans la figure, la platine de chanfreinage est désignée par 1. Sur la platine à chanfreiner 1,on trouve un support de serrage 2 et un évidement 3 dans lequel peut se déplacer verticalement un poinçon à chanfreiner 4. le poinçon 4 se déplace dans une glissière 5 qui est fixée sur la platine. Sur la face 4 15 du poinçon et tourné vers la tôle à chanfreiner 6 fest monté up. galet 7 pouvant tourner de façon telle que presque toute 1•opération de chanfreinage se fasse au-dessus du galet 7. A l'extrémité libre du poinçon 4 est placée avantageusement -une butée interchangeable 8 pour la tôle 6 en vue du réglage de la hauteur de 20 bord désirée, le déplacement du point 4 est assuré par une presse hydraulique 9 à laquelle il est fixé. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés et à partir desquels on pourra concevoir d'autres formes et d'autres 25 modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 6902716 - 5 - 2001539 RSVBHDICATIOHS 1°) Procédé pour établir un point de soudure à haute résistance entre deux bords de tôle, dans lequel un additif est introduit par fusion dans le joint de soudure pendant l'opéra-5 tion de soudage, procédé caractérisé en ce que, avant l'opération de soudage, on chanfreine un des deux bords de tôle à angle sensiblement droit et que, pendant le soudage, on introduit par fusion le bord supérieur dans le joint de soudure, ce qui évite toute impureté dans la soudure et augmente ainsi sa résistance. 10 2°) Procédé selon la revendication 1, caractéri sé en ce qu'après le soudage des bords de tôle, on comprime à plat le joint de soudure. 3°) Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la hauteur du bord est sensiblement égale à 15 l'épaisseur de la tôle. 4°) Procédé selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le joint de soudure est orienté d'environ 30 à 45° par rapport à la direction de force de traction principale. 5°) Dispositif à chanfreinage pour la mise en 20 oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 3, consistant en une platine à chanfreiner présentant un support de serrage et un poinçon à chaûfreiner maintenu dans une glissière et pouvant se déplacer dans un évidement pratiqué dans la platine de descente, dispositif caractérisé en ce que la face du poinçon tournée vers la 25 tôle à chanfreiner supporte un galet tournant au contact de la ÉpLissière. 6°) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le galet est placé dans le poinçon de façon telle que presque toute l'opération de chanfreinage se produit au-dessus 30 du galet. 7°^ Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une butée interchangeable est disposée à l'extrémité libre du poinçon.