Brevet FR2024260A1 — publié le 19700828

L'invention est relative à un procédé pour l'alignement et le soudage continu de grosses tôles courbes disposées à la verticale, ayant une paroi d'une épaisseur quelconque et utilisées, de préférence, pour la construction de rEcipientsf de chauAièr#s ou similaires. Il est connu que des tôles installées à la verticale peuvent être soudées l'une à l'autre au moyen d'un dispositif de souda automatique. Cependant, lors de la mise en oeuvre d'un tel dis positif de soudage automatique, il est absolument indispensable que les faces d'about des tôles soient maintenues alignées avec précision l'une par rapport à l'autre, ce qui est généralement ob- tenu à l'aide de soudages auxiliaires, tels que l'application nar soudage d'attaches, de taquets ou similaires à coté du cordon, ainsi que par un assemblage provisoire dans le joint du cordon, ou bien par un pré-soudage manuel à certains points lorsque le joint est irrégulier.Toutefois, ces travaux préliminaires ex- gent beaucoup de temps et ils sont donc co##teux, de même ils exi- gent des travaux de polissage supplémentaires et éventuellement, une vérification pour détecter les fissures. Il est évident qu' un tel processus représente un travail qui n'est pas rentable. L'expérience acquise lors de la construction de grands réservoirs, a permis de constater que dans des conditions de soudage défavo- rables, à savoir une épaisseur élevée de parois et un acier hautement résistant, les points d'assemblage provisoire, nécessaires actuellement, donnent lieu à des fissures apparaissant sous le cordon. En pratique, des cordons ronds d'une section transversale particulièrement élevée ne peuvent pas être soudés sans fissure sur les grands réservoirs, ce qui nécessite des travaux de répara- tion coûteux.En outre, un désavantage réside également dans le fait que lorsque le dispositif de soudage automatique est mal guF- dé, plus partidulibrement aux points d'assemblage provisoirre non- fondus, il se présente, outre des défauts de lient également f.eW quemment des inclusions du laitier et des pores en forme de tuy#':. En outre, des cordons ronds qui peuvent donner lieu Su fissu- rage, ont été fréquemment pré-soudés à la main avant le soudage au moyen du dispositif automatique. Ce procédé est très courel; et il n'exclut nullement les fissures se formant sous le corec-, étant donné que lors du soudage à la. main de la racine, on force à apporter un minimum de chaleur. Enfin, il est connu que les cordons ronds de réservoirs pré- présentent des bosses et des déviations du cordon, généralement aux endroits ou le joint est irrégulier.L'origine de ces bosses et irré gularités doit être attribuée au pré-soudage manuel à certains points. Ceci donne également lieu à des déviations locales du cordon,ce qui provoque la formation de bosses pendant le soudage au moyen du dispositif automatique. De ce fait, on met fréquemment en oeuvre des pièces annulaires de raidissement ou bien on utilise une bague de serrage fermée pour le montage. L'invention vise à procurer un procédé qui permet d'éliminer les désavantages et difficultés mentionnés et dans lequel les bords se placent à niveau pendant le processus de soudage sans qu'il soit nécessaire de prévoir des soudures auxiliaires qui doivent ultérieurement être éliminées. En outre, le procédé peut être mis en oeuvre en continu et il est indépendant des tensions de chaleur.Enfin, le procédé conforme à l'invention est approprié pour des tôles de toute épaisseur quelconque. De plus, l'invention vise d procurer des moyens auxiliaires appropriés, à savoir un dispositif qui garantit un déroulement impeccable des différentes phases du procédé sans que les frais soient trop élevés. L'invention permet également que le dispositif résiste aux conditions rudes et aux intempéries des chantiers. Les buts visés sont principalement atteints du fait que tous les tronçons de tôles dont les bords ont été préparés, sont grossièrement aligéns ou sont assemblés librement et sont reliés par un soudage de racine continu, cependant, devant le point de soudage, un tronçon de tôle est dévié latéralement de manière qu'au point de soudage proprement dit, les bords des tôles soient alignés liS par rapport à l'autre. A la place des travaux préparatoires usuels jus qu a présent, le procédé conforme à l'inventinn permet un soudage économique, exempt de défauts et pauvre en bosses en une seule op- ration de travail. Un avantage particulier réside dans le fait que par le guidage libre des tôles, il est possible d'éviter des tensions lors de l'alignement. Par contre, lors de l'utilisation des procédés courants, il est fréquent que dans des conditions de soudage défavorables, les points d'assemblage provisoire s'arrachent et genent ainsi le processus de soudage continu. L'élimination des soudures auxiliaires élimine le risque des inclusions de laitier et des pores en tuyau; de meme, les fissures sous le cordon, qui suivant l'expérience acquise, découlent fréquemment des points d'amsemblage provisoire non-fondus sont exclues.Par la déviation latérale du tronçon de tôle devant le point de soudage, on obtient que les bords des tôles se placent à niveau au point de soudage, de manière qu'en pratique le procédé conforme à l'invention puisse e utilisé pour des toles de toute épaisseur quelconque.L'invention procure donc #n procédé qui se déroule non seulement sans travaux préliminaires qui augmentent le cout, mais qui permet également de satisfaire aux exigences d'une haute qualité. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit que la déviation latérale de la tôle supérieure soit effectuée, en exploitant l'établissement stable de la tôle inférieure, dans la zone située au-dessus des joints du cordon. Lorsque le tronçon de tôle est engagé à proximité du joint lors de la déviation latérale, le processus d'alignement peut etre dominé avec certitude, de manière que les tronçons placés à niveau puissent entre convenablement soudés l'un à l'autre. Etant donne que la fente d'air entre les tronçons de tale à relier l'un à l'autre présente fréquemment une largeur différente à des points différents et qu'on risque que la matière de soudage ne puisse pas remplir la fente d'air ou que l'atc électrique perce, l'invention propose que, dans la fente dtair soit inséré un fil métallique ne conduisant pas le courant, de préférence de manière que ce fil se place sur la face arrière de la racine du cordon, Un tel fil permet de garantir que la fente soit fermée et forme, en étant fondu dans la contre-cosche, une soudure de racine par culièrement épaisse et qui résiste aux fissures suivant la qualité de fil choisie. Bien qu'en principe des soudures auxiliaires ne soient pas né- cessaires lors de la mise en oeuvre du procédé conforme à l'inven- tion, dans certains cas il est avantageux de prévoir des assemblage ges provisoires, cependant évidemment d'une manière qui permet dwé laminer dans tous les cas les désavantages des anciens procédée, A cette fin, l'invention prévoit qutaprès la déviation latérale du tronçon à souder et en vue de préparer le cordon de soudure défini- tif, des assemblages provisoires soient prévus dans le joint du cordon. Un tel assemblage provisoire peut être comparé à un souda #e utilisant un fil d'insertion et il n'entraîne dans aucun cas les désavantages rencontres actuellement Ai# contraire, l'assemblage provisoire :,erinet que le dispositif utilisé sé cv pour ain zone le processus ?rincipal, afin que afin dernier puisse torte effectue encore mieux en continu, En tenant compte que le tr#'jail conforme #d Invention permet d'économiser un ouvrier, procédé conforme X l'invention prévoit en outre que la déviation latérale du tronçon a souder soit accompagnée par le soudeur, Il convient également à mentionner que l'on ne sort nullement de la portée de l'invention lorsque le processus de soudage proprement dit est effectué en deux ou plus de phases ou lorsqu'un soudage à l'arc électrique est combiné à un soudage à électrode. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, il est particulièrement avantageux d'utiliser un dispositif qui enjambe par le haut les tôles à relier et qui est soutenu sur le bord supérieur du tronçon supérieur par des rouleaux de guidage, ce dispositif étant caractérisé par le fait que les parties laté- rales du cadre#d'alignement sont munies de rouleaux d'entraînement, de rouleaux de roulement et/ou de rouleaux de guidage orientés vers les parois des toles, ainsi que de presses; en outre, au cadre dealignement est associes au moins à un coté un dispositif de soudage, faisant suite dans le sens de l'avancement.Le cadre d'alignement précède le point de soudage et replie la paroi appli- quée chaque fois de manière que les bords des tronçons soient alignés en ligne droite l'un par rapport à l'autre au point à souder. En raison de la disposition avantageuse des rouleaux de guidage et d'entraînement, le cadre d'alignement s'appuie d'une manière stable contre la partie fixe de la paroi et forme le contre-palier pour les presses lors du refoulage de la paroi de la tale. En outre, par la coopération entre les presses et les rouleaux d'entrainement, on obtient une application par frottement ferme de ces derniers contre la paroi, ce qui permet de garantir un avancement uniforme du cadre d'alignement et du dispositif de soudage. De plus le cadre d'alignement, portant le dispositif de soudage, disposé à un Qu aux deux cotés, permet de souder toute tole quelconque avec un cordon quelconque, tant de l'un que simultanément des deux ctés. De ce fait le dispositif conforme à 1 'invention devient un appareil universel qui est non seulement avantageux pour l'assemblage de récipients ou de chaudières, mais qui présente également un avantage pour la construction navale ou de structures similaires Suivant une autre caractéristique de l'invention, on prévoit que les rouleaux dwen; ainement les rouleaux de roulement et/ou les rouleaux de guidage et les presses soient disposés à proximité du cordon des tôles a sou'I#i l#une à l'autre, Je manière yrslils puissent t#e réglés en hauteur sur les faces intérieures des parties latérales du cadre d'alignement.De cette façon il est possible que malgré les dimensions différentes des tôles, les forces d'alignement et de maintien agissent à proximité immédiate du cordon de soudure à tracer, ce qui présente l'avantage que les tôles à souder l'une à l'autre soient alignées d'une manière absolue l'une par rapport à l'autre en garantissant ainsi un raccord de soudure excellent. Afin qu'il soit possible, d'une part, de faire agir les forces d'entrainement pratiquement sans glissement sur les parois et, d'autre part, de garantir qutau moins un rouleau d'entraînement ooit en raccord d'entraînement avec la paroi, l'invention prévoit que les rouleaux d'entraînement antibérapants soient disposés les uns en face des autres et s'appuient, en étant décalés dans le sens du roulement, dans la zone supérieure contre la tôle inférieure fisse, Afin que l'alignement précis, reconnu comme essentiel, des tôles à souder l'une à l'autre puisse être obtenu avec certitude au point de soudage, l'invention prévoit que les parties latérales, enjambant les toles, du cadre d'alignement soient munies de presses orientées les unes versus autres qui, suivant la position des tronçons de tôle à poser ou à aligner, agissent alternative ment a proximité immédiate du tronçon. En pratique, ceci s'effectue de manière qu'en coopération avec les rouleaux d'entraînement et de guidage qui attaquent, par exemple, la paroi fixe, chaque fois une presse agit sur le tronçon libre, tandis que la presse opposée est déchargée et engendre ainsi des bords de tôle à niveau au point de soudage. Suivant une autre caractéristique de lsinventio > , le dispositif de soudage, qui, vu dans le sens de roulement du cadre d'a lignemént est situé derrière les presses, est prévu à un écartement qui dépend de l'épaisseur des tôles à souder, ce dispositif pouvant être associé à un dispositif d'amenée de fil d'insertion et/ou au moins à une mâchoire de glissement en cuivre, adaptée à la section transversale du cordon, et qui sont prévus, de préférence, à la contre-face de la racine, Plus l'épaisseur de la tole est élevée, plus grand doit être l'écartement entre les presses et le dispositif de soudage, étant donné que lorsqu'il s'agit de tôles épaisses, il faut en soi plus de force pour le refoulage latéral et qu'en exploitant la force de levier, il est possible d'utiliser les mêmes presses.Par contre, lorsque l'épaisseur des tales est faible, l'écartement ne doit entre que faible afin que la paroi libre entre les presses et le point de soudage ne puisse pas flotter. Afin que l'arc électrique ne puisse pas percer lors du soudage de la couche de racine aux endroits où la fente d'air est plus élevée, uh fil d'insertion ne conduisant pas le courant est appliqué par un dispositif d'amenée approprié contre la face arrière de la racine et ce fil est entièrement fusionné lors du soudage de la contre-couche de la racine. Afin que le soudage puisse être surveillé et que le processus d'alignement plusse btre commandé au moyen des presses, l'invention propose que le cadre d'alignement soit muni d'au moins un lieu de travail, réalisé sous la forme d'une plateforme, et prévu sur les parties latérales du dit cadre. Une forme d'exécution d'un dispositif conforme à l'invention pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée d'une manière fortement simplifiée au dessin annexé, dans lequel La fig. l est une' coupe d'un support auxiliaire pour les troncons de tôle à souder l'un à l'autre. La fig. 2 est une vue frontale du dispositif nécessaire pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'intention, La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2 du meme dispositif. La fig. 4 est une vue par le dessus d'un détail des figs. 2 et 3 et illustre l'insertion d'un fil de remplisssage. La fig. 5 est une coupe, des tronçons de t8le à souder l'un à l'autre, dans la zone des électrodes de soudage. De la fig. 1 il ressort que sur un tronçon de tole inférieur 1 est appliqué un tronçon de tôle supérieur 2. Les bords du tron çon de tôle supérieur 2 sont réalisés, au côté orienté vers le tronçon de tole inférieur 1, de manière qu'il se forme un joint horizontal en forme de K entre les deux tronçons. La fig. l représente clairement qu'entre les tronçons 1 et 2 est prévue une aile transversale 3, munie d'une fente 4 qui est traversée par des cales 5. A l'ide des pièces 3, 5, les tronçons peuvent être maintenus dans la position librement alignée. Le dispositif 6, représenté à la fig. 2, est formé par un cadre d'alignement 7 muni de parties latérales 8, 9. Les parties latérales 8, 9, de même qu'une traverse 10 résistent à la flexion de manière à obtenir un cadre absolument rigide, résistant au flambage qui enjambe les tronçons de tôle 1, 2 à partir du haut et qui est guidé sur le tronçon supérieur au moyen des rouleaux il. Afin que le cadre d'alignement 7 puisse s'appuyer sur le tronçon 1, les parties latérales 8, 9 sont équipées de rouleaux de support 12, 13 qui servent également à l'entraînement. Ainsi qu'il ressort du dessin, les rouleaux 12, 13 sont prévus directement sous le point d'about 14 entre les tronçons de tole 1 2. Directement au-dessus du point d'about 14, les parties latérales 8, 9 portent des cylindres de pressage ou des presses 15, 16 qui servent à la déviation latérale, décrite en détail plus haut, du tronçon de tôle 2. De la fig. 3 il ressort que les rouleaux d'entraînement et de support 12, 13 se situent l'un en face de l'autre mais que, par ailleurs ils sont décalés l'un par rapport à l'autre. En outre, on prévoit un troisième rouleau de support 17 qui, avec les deux -autres rouleaux, permet d'obtenir une disposition par trois points du cadre sur le tronçon 1, ce qui procure un meilleur guidage du cadre 7.Afin que le cadre d'alignement 7 puisse être adapté aux hauteurs différentes des tronçons 1, 2, les rouleaux 12, 13, 17 et les presses 15, 16 peuvent etre réglés en hauteur sur les parties latérales 8, 9, de manière que toutes les pièces agissent toujours à proximité du point d'about 14. Il est évident que les rouleaux 12, 13, 17 ainsi que les presses 15,rapprochés, d'un niaxi- mum les uns des autres afin d'obtenir de courts trajets de force dans le cadre 7. L'illustration schématique de la fig. 4 représente les presses lS, 16 qui influencent le tronçon de tSle 2'. A côté du tron çon de tôle 2 est prévue une bobine de fil 18 de laquelle est dEroulé le fil d'insertion 19 qui, à l'aide d'un rouleau profilé EO, est inséré dans le joint de cordon 14. Le repère 21 désigne une mâchoire en cuivre, tandis que les repères 22, 23 désignent les chalumeaux de soudage.Les repères de dimension a, b indiquent que suivant l'épaisseur des tronçons 1,'2 à souder l'un à l'autre, les têtes de soudage 22, 23 peuvent etre amenées à un écartement plus ou moins élevé par rapport aux presses l5, 16, et à cette fin, il faut se référer à la dimension b. De préférence on pré voit une possibilité de réglage de 400 à 2000 mm, La dimens~3n a indique que l'écartement entre les tetes de soudage 22, 2 23 peut additionnement etre modifié, et ce, dans un ordre de grandons de 50 à 250 mm. La fig, 5 représente également les tétes de soudage 22. et elle fait ressortir la tuyère à gaz de protection ainsi que la tuyère pour le fil métallique. La fig S indique également deux couches de racine tracées 24, 25 et représente la position du fil d'insertion 19 dans le joint avant que sa fusion ne soit amorcée. En outre, la profondeur de pénétration et le soudage des deux couches 24, 25 ressortent clairement de cette figure. Le procédé conforme à l'invention se déroule de la manière suivante : il est supposé que les tronçons inférieurs l fixes soient installés et que sur ces derniers soient appliqués en continu des tronçons supérieurs 2. Après le soudage des cordons dames le dispositif 6 est appliqué sur le tronçon supérieur 2 et le procédé peut être mis en oeuvre. Ebant donné que les rouleaux de roulement et dtentralnement, formés par de î1acier, du métal, une matière synthétique ou du caoutchouc, sappliquent fermement contre le tronçon 1, le dispositif 6 est déplacé en continu et uniformément dans le sens de la progression du travail. Les presses 15, 16 agissent alternativement, c1est-à-dire que lorsque la presse 15 engendre un déplacement latéral du tronçon 2, la presse 15 au coté opposé est déchargée. En d'autres termes, ceci signifie qu'au point de soudage des tronçons 1, 2, aucune des deux presses n'est active et que le soudage peut être effectué sans plus. Cependant, lorsque le soudeur s'aperçoit que les tronçons ne sont pas à niveau au point du soudage, il actionne ltune ou l'autre des presses et déplace le tronçon vers le coté jusqu'au moment où l'alignement précis est à nouveau rétabli. Cet alignement et le soudage sont effectués en continu sans temps morts. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour l'alignement et le soudage en continu de grosses tôles courbes, établies principalement à la verticale, ayant une paroi d'une épaisseur quelconque et dUstinEes de pré~e- rence à la construction de récipients, chaudières ou similaires, caractérisé en ce que des tnonçons de tole dont les bords ont ét préparés, sont d'abord grossièrement alignés ou assemblés librement et sont reliés par un soudage continu de la racine, devant le pOiil de soudage, un tronçon de tôle étant dévié latéralement de mair qu'au point de soudage proprement dit, les bords des tôles soies alignés l'un par rapport à l'autre. 2.- Procédé suivant la revendicatinn l, caractérisé en ce que la déviation latérale de la tôle supérieure est effectuée dan la zone située au-dessus du joint de cordon en exploitant l'établis- sement stable de la tôle inférieure. 3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé on ce que dans la fente d'air est inséré un fil métallique ne conduisant pas le courant, de préférence de manière que le dit fil se place sur la face arrière de la racine du cordon. 4.- Procédé suivant les revendications 1, 2, 3, caractérisé en ce qu'après la déviation latérale du tronçon de tôle à soucier et en vue de la préparation du cordon de soudure définitif, des assemblages provisoires sont prévus dans le joint de cordon. 5.- Procédé suivant les revendications 1, .2, 3, 4, caractérisé en ce que la déviation latérale du tronçon à poser est effectuée par le soudeur qui traie le cordon de soudure. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l#s revendications 1,2,3,4,5, et qui enjambe par le haut les tôles à relier l'une à l'autre et s'appuie par des rouleaux de roulement sur le bord supérieur du tronçon de tôle, caractérisé en ce que les partes latérales (8,9) du cadre d'alignement (7) portent rouleaux d'entraînement (12, 13), des rouleaux le roulement et/ou des rouleaux de guidage (17) orientés vers les tronçons de tôle (1,2), ainsi que des presses (15, l4), en outre; verrière 1 @@@@ d'alignement (7), un dispositif de soudage (22, ?3) est dispose au moins à un côté dans le sens de l'avancement. 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en que les rouleaux d'entraînement (12, 13), les rouleaux de roul- ment et/ou les rouleaux de guidage (17) et les presses (15, 16) sont prévus à proximité du cordon des tôles (1,2) à souder l'une à l'autre de manière qu'ils puissent être réglés en hauteur sur les faces intérieures des deux parties latérales (8, 9) du cadre d'alignement (7). 8.- Dispositif suivant les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les rouleaux d'entraînement (12, 13) antidérapants sont disposés l'un en face de l'autre et s'appuie dans la zone supérieure contre la tôle inférieure fixe (l) en étant décalés dans le sens de l'avansement, De~ Dispositif suivant les revendications 6, 7, 8, caractéri- sé en ce que le cadre d'alignement (7) porte à ses parties latérales (8, 9) qui enjambent les tôles, des presses (15, 16) orientees l'une vers l'autre qui, suivant la position des tronçons de tôle à poser ou à aligner, agissent alternativement à proximité immédiate du joint (14). 10.- Dispositif suivant les revendications 6, 7, 8, 9, carac térisé en ce que le dispositif de soudage (22, 23) qui, vu dans le sens de l'avancement du cadre d'alignement (7), sont situés derrière les presses, présentent un écartement qui dépend de l'é- paisseur des tôles à souder, tandis qutau dispositif de soudage est associé un dispositif d'amenée (18) pour le fil d'insertion etiou au moins une mâchoire de sécurité (21) adaptée à la section transversale du cordon et qui peuvent être prévus, de préférence, à la contre-face de lqkacine. 11.- Dispositif suivant les revendications 6, 7, 8, 9, 10, caractérisé en ce que le cadre d'alignement (7) porte sur ses parties latérales (8, 9) au moins un lieu de travail sous la forme d'une plateforme.