Brevet FR2033178A1 — publié le 19701204

La présente invention se rapporte à un procédé de raccordement par soudage sans apport de matière d'un tube et d'une paroi en matières thermosoudables par fusion plastique simultanée et enlèvement d'une pastille de paroi au diamètre intérieur du tube. En général, lorsque l'on cherche à raccorder des tubes entre eux ou des tubes sur des plaques, dans le cas où ces éléments sont thermosoudables (matière thermoplastique), on utilise couramment une plaque chauffante, appelée quelquefois miroir, qui permet de réaliser la soudure de l'extrémité du tube sur la surface i raccorder. On,constate que, dans le meilleur des cas, la surface de la section résistante au niveau de la partie soudée, est sensiblement égale à la section droite du tube soudé. De plus, ce procédé conduit quelle que soit l'habileté de ltopérateurt à la formation d'un bourrelet de-soudure plus ou moins important à l'extérieur et i l'intérieur du tube. Le bourrelet intérieur présente l'inconvénient de provoquer un étranglement de la section de passage des liquides, et éventuellement fa formation de zones de rétention de ces liquides. L'expérience montre que la résistance mécanique,#dans la zone du bourrelet de soudure effectuée selon le procédé de soudure au miroir, est inférieure à la résistance des éléments soudés eux-mêmes (suivant les conditions opératoires, la résistance à la traction des tubes soudés au miroir, varie de 0,5 à 0,9 fois la résistance à la traction des tubes). De plus, comme indiqué, le procédé de soudure au miroir entrai- ne nécessairement la formation d'un bourrelet de soudure à l'intérieur du tube, nuisible à l'écoulement des liquides qui subissent à chaque raccord une perte de charge supplémentaire. Le résultat de la présente invention est de remédier à ces deux défauts du procédé de soadure au miroir. En effet, même s'il y a formation d'un bourrelet à la soudure, ce dernier est supprimé dans une phase ultérieure du procédé. D'autre part, la solidité de la soudure peut etre aussi grande que l'on veut. Selon le procédé de l'invention, on soude à l'avance sur -la paroi une pièce de raccordement, étalement en matière thermopla#tique, la zone de fusion sur la paroi étant sensiblement limitée à la surface que l'on veut souder, l'enlèverlent de la pastille et le raccordement du tube étant réalisés si besoin est dans une phase ultérieure. Ire choix de la pièce de raccordement permet d'obtenir une soudure au moins aussi résistante que la paroi et que le tube qui g est raccordé. A cet effet la pièce de raccordement présente une section de soudage a la paroi supérieure à la section correspondante du tube Un dispositif pour la rise en oeuvre du procédé selon lfinven- tion permettant en plus d'éviter l'altération de la pastille pendant le soudage, a été réalisé.Il est constitué par un outil de thermofusion par contact simultané avec la paroi, d'un côté, avec la pièce de raccor dement, de l'autre coté, caractérisé par le fait que la surface-de lwou- til au contact de la paroi est limitee, par un décrochement, sensiblement à la surface que l'on veut souder. Une fois la pièce de raccordement soudée sur la paroi, elle se trouve en attente pour recevoir un tube, au moment voulu et si besoin est. On procède alors, conformément à l'invention, à l'enlèvement de la pastille de la paroi par découpe à chaud avec un outil tranchant en prenant appui sur l'intérieur de la pièce de raccordement. Il ne reste plus, une fois la pastille enlevée, qu'a raccorder au tube la pièce de raccordement par tout moyen convenable, par exemple thermosoudage, vissage, emmanchement ou collage. Il va de soi que diverses parois à raccorder au tube sont concevables, par exemple un autre tube ou un réservoir. La description qui va suivre à titre d'exemple, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement en coupe axiale une pièce pour le raccordement selon le procédé de l'invention d'un tube à une paroi en forme de tube. La figure 2 représente schématiquement en coupe axiale un outil de thermofusion pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, appliqué à la pièce de raccordement de la figure 3. La figure 3 représente schématiquement en coupe axiale et faisant face à une paroi en forme de tube à raccorder, un outil de thermofusion et une autre pièce de raccordement, ces derniers permettant de mettre en oeuvre l'invention. La figure 4 représente schématiquement en coupe axiale une paroi en forme de tube munie d'une pièce de raccordement, avec l'outil tranchant pour découper à chaud une pastille de paroi. La figure 5 représente schématiquement en coupe axiale une paroi en forme de tube munie de deux pièces de raccordement, ces derniées était vissées à des tubes. Ia figure 6 représente schériatiquement un ensemble analogue a celui de la figure 5, mais où les tubes sont-emmanchés dans les pièces de raccordement. La pièce de raccordement représentée dans la figure 1 est destinée à être soudée obliquement à une paroi en forme de tube. lie comprend un conduit cylindrique épais 1, à même diamètre interne que le tube à raccorder à la paroi, tronqué de biais coté paroi en 2 selon une surface cylindrique dont l'axe est coplanaire avec l'axe du conduit 1 et de même diamètre que la paroi en forme de tube. Du côté du tube à raccorder, le conduit se continue par une pièce tubulaire 23, d'un seul bloc avec le conduit 1 et de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre externe dudit tube. Ce dernier sera emboîté dans la pièce de raccordement et viendra buter sur un épaulement 3. L'outil de thermofusion de la figure 2, comprend un manche 4 fixé dans une masse métallique cylindrique 5 percée en son centre, paroi lèlement à son axe, d'un trou 6. Cette masse 5 est tronquée par deux surfaces cylindriques de mêmes diamètres dont les axes sont coplanaires et perpendiculaires à l'axe de la masse 5. Ils déterminent une surface 7 du cEté de la pièce de raccordement et une surface 8 du côté de la paroi, ces deux surfaces étant parallèles. La surface 8 est limitée sensiblement à la section suivant laquelle on veut souder par un décrochement 9. Sur la figure 3, une paroi 10, en forme de tube, est mise en regard de la surface 8 d'un outil de thermofusion Il, analogue à celui de la figure 2, lui-même en vis-à-vis, du côté de sa surface 7, d'une pièce de raccordement 12 tronquée en 2 par un cylindre à axe perpendiculaire à celui de la pièce 12 et de même diamètre que la paroi 10. Lorsqu'on veut souder la paroi 10 à la pièce 12, on chauffe l'outil 11 par un moyen non représenté, on met ces éléments dans la position de la figure 3, on opère une translation, suivant leur axe commun 13, vers la paroi 10 jusqu'5 ce qu'il y ait contact des trois pièces les unes avec les autres. La paroi 10 et la pièce 12 atteignent en même temps leur température de plasticité dans les zones à souder. On retire rapidement l'outil 11 et on accole la pièce 12 sur la paroi 10 en les appuyant l'une sur l'autre. Le soudage est immédiat, sans altération de la paroi au niveau de la pastille 22 qui reste en place tant qu'il n'y a pas nécessité à pratiquer un passage pour le fluide contenu dans la paroi 10. Le résultat de l'utilisation de l'outil conforme à l'invention est donc de réaliser des "branchements en attente", qui pourront rester en l'état si leur achèvement devait s'avérer inutile, sans qu'il y ait création de zones de fragilité dans la paroi. Le procédé permet, entre autres, la préfabrication en atelier de canalisations avec leurs pièces de raccordement fixée a l'avance. Une fois la paroi 10 munie de ses pièces de raccordement 12 (fig.4), il est loisible de raccorder un tube au moment voulu. Au niveau de la zone de soudage 14, de chaque côté de cette zone, se trouvent un bourrelet interne et un bourrelet externe 15. Le bourrelet interne est sectionné en même temps que l'on découpe la pastille dans la paroi à l'aide d'un outil tranchant 16 dont la lame 17 chauffée au préalable, découpe la pastille en s'appuyant sur la face interne 18 de la pièce 12. Les figures 5 et 6 montrent les éléments déjà décrits, avec les mêmes numéros de référence pour les pièces semblables. Dans la figure 5 les tubes 19 à raccorder retiennent prisonniers des écrous 20 en forme ~ de douille et filetés intérieurement. Les écrous 20-sont vissés sur des pièces de raccordement 12 jusqu'à ce qu'ils viennent buter sur un décrochement annulaire 21 des tubes 19 et que ceux-ci butent sur un épaulement 3 de la pièce 12. Dans la figure 6 les tubes sont simplement soudés par chauffage ou collés dans les pièces 12. Il va de soi que des modifications de détails peuvent être apportées dans-ltapplication du procédé de l'invention. Par exemple, au lieu de procéder au soudage à chaud des pièces de raccordement, on pourrait les coller sur la paroi avant de découper la pastille avec Outil tranchant. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de raecordement par soudage sans apport de r7ati re d'un tube et .# 'une paroi en matières thermosoudables par fusion plas- tique simultanée et enlèvement d'une pastille de paroi au diamètre intérieur du tube, caractérisé par le fait que l'on soude à l'avance sur la paroi une pièce de raccordement, également en matière thermoplastique. 2. Procédé de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de raccordement présente une section de soudage à la paroi supérieure à la section correspondante du tube, en vue d'accroître la solidité de la soudure. 3. Procédé de raccordement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la zone de fusion de la paroi est sensiblement limitée à la surface que l'on veut souder, l'enlèvement de la pastille et le raccordement du tube étant réalisés, si besoin- est, dans une phase ultérieure. 4. Procédé de raccordement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'enlèvement de la bastille de la paroi est rea- lisé par découpe à chaud avec un outil tranchant en prenant appui sur l'intérieur de la pièce de raccordement. 5. Procédé de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pièce de raccordement est raccordée#au tube par thermosoudage, vissage, emmanchement ou collage. 6. Procédé de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi C raccorder est un tube. 7. Procédé de raccordement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi à raccorder est une enceinte. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitue par un outil de thermofusion par contact simultané avec la paroi, d'un côté, avec la pièce de raccordement, de l'autre coté, caractérisé par le fait que la surface de l'outil au contact de la paroi est limitée, pa un décrochement, sensiblement à 'a surface suivant laquelle on veut souder.