Brevet FR2088520A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un procédé de. sondage d'articles en matières thermoplastiques. Selon ce procédé, qui permet d'éviter la formation de cavités semblables à des bulles on presse la matière de soudure sous la forme d'un cordon plastique à l'aide d'une boudineuse pour le transformer en un joint de soudure ayant une section transversale d'au moins 150 mm2 et qui a été préparé au préalable par chauffage, et on lisse simultanément la matière de soudure du côté de la soudure au moyen d'un patin de soudure qui avance. Ce procédé connu, dit procédé de soudure par extrusion, permet de souder en une seule opération des objets ayant des parois très épaisses, par exemple des plaques, des tubes et des pièces d'appareil. En ce qui concerne le temps de soudure et la qualité du cordon de soudure, ce procédé est supérieur à d'autres procédés de soudure connus, en particulier la soudure à fil chaud. Lors du soudage d'objets en matières thermoplastiques on obtient des facteurs de soudure de longue durée allant jusqu'à 0,85 . Des sections de cordon de soudure en bout avec chanfrein en V ayant des sections transversales de 150 mm2 montrent, par endroits, de petites cavités ayant la forme de bulles. Dans des cordons de soudure en bout avec chanfrein en V ayant des sections transversales plus grandes, des cavités de ce genre apparaissent plus fréquemment. et, pour des articles ayant une épaisseur de paroi supérieure à 50 mm, on doit généralement compter avec la formation de cavités ayant une épaisseur de 2 à 10 mm et une longueur de 5 à 20 mm. Ces cavités sont la cause de maxima de contrainte et peuvent considérablement diminuer la qualité du cordon de soudure. On n'a pas réussi à éliminer cet inconvénient par modification de la pression et de la température à la sortie de la boudineuse. La présente invention a pour objet d'éviter la formation de cavités ayant la forme de bulles. À cet effet, la Demanderesse a trouvé un procédé de soudure dtobJets en matières thermoplastiques , qui permet d'éviter la formation de cavités ayant la forme de bulles, selon lequel on presse la matière de soudure sous la forme d'un cordon plastique à l'aide d'une boudineuse pour la transformer en un joint de soudure ayant une section transversale d'au moins 150 mm2 et qui a été préparé au préalable par chauffage, et on lisse simultanément la matière de soudure du coté de la soudure au moyen d'un patin de soudure qui avance, procédé caractérisé en ce qu'on retarde le refroidissement du cordon de soudure immédiatement derrière le patin de soudure. Le retard du refroidissement de la soudure conforme à l'invention peut être effectué, en principe, au moyen des mesures connues d'isolation thermique et d' amenée de chaleur. il est particulièrement avantageux de dérouler sur la soudure un ruban flexible en matériau isolant dont la largeur est au moins égale à trois fois celle du cordon de soudure, de souffler de l'air chaud sur la soudure ou d'appliquer une substance transformable en mousse. Lorsqu on utilise la méthode mentionnée en dernier lieu, il- y a: avantage à pulvériser la substance à transformer en mousse, par exemple le polyuréthanne, sur le cordon de sou dure à l'aide de buses disposées sur le patin de soudures et à la transformer en mousse. La transformation en mousse s t effectue d'une manière exothermique. L'émission de chaleur et la mous se formée retardent le refroidissement du cordon de soudure d'une manière particulièrement favorable. En procédant de cette madère, la solidification de la matière de soudure est favorisée depuis la racine du cordon de soudure en bout avec chanfrein en V, tandis que la solidi fication du côté de la soudure est retardée. Il ne se forme pas de cavités. Lorsqu on soude de l'acier, on laisse la matière de soudure se solidifier, sous des poudres ou des couches vitreu ses. Cependant, ces procédés ne servent qutà éviter des réac tions de la matière de soudure avec l'air. Il en est de même pour le soufflage de gaz inertes sur le cordon de soudure lorsqu'on soude sous un gaz protecteur. Ces mesures n? ont pas d'influence sur la formation de cavités, qui nta pas lieu dans ce cas Si le soudage est effectué d'une manière appropriée. Les agents, dits agents antiretassures, utilisés dans la fabrication d'aciers spéciaux pour diminuer la tendance à la for mation de cavités ne peuvent pas, en ce qui concerne leur uti lisation et leur action, autre comparés avec le procédé de l'in arention. Dans le procédé conforme à l'invention, par contre, on ne fait que contrôler un procédé physique, à savoir le processus de solidification, c'est-à-dire qu'on le controle du côté de la soudure de la section transversale du cordon de soudure, de préférence dans un sens opposé à celui de la solidification à l'air au repos ou légèrement en mouvement. Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois la limiter. EXEMPLE 1 On assemble deux tubes en polyéthylène ayant un diamètre de 1000 mm et une épaisseur de paroi de 51 mm, selon le procédé de soudure par extrusion, à une température extérieure de - 2 C, au moyen d'un cordon de soudure circulaire. Derrière le patin de soudure qui avance lors du soudage, on déroule un ruban de mousse autocollant, ayant une largeur de 60 mm et une épaisseur de 8 mm. On obtient une vitesse de soudure de 10 onïmn. Les sections longitudinales et transversales du cordon de soudure sont exemptes de cavités. EXEMPLE 2 On assemble des tubes en meme matériau et ayant les mimes dimensions que ceux qui sont décrits dans l'exemple 1, par un deuxième cordon de soudure circulaire. La première moitié de la soudure est produite conformément à l'invention. La deuxième moitié de la soudure est exposée, après le soudage, à la température extérieure de -2 G, ctest-à-dire qu'elle n'est pas couverte. Pour contrôler ltévolution de la température, on mesure les températures au centre de gravité de la section transversale du cordon de soudure et au milieu environ de la surface du cordon de soudure lissé, immédiatement sous la surface. L 'é- volution de la température ainsi déterminée est indiquée dans le tableau suivant. (Voir tableau page suivante TABLEAU Tempé- Minutes après le passage du patin de lissage rature 1ère moitié1ère 2ème moitié (C) Surface ss Centre Surface CentreCentre 140 4,0 6,0 @ 5,9 130 6,7 j 8,5 1,5 7,5 120 13,0 ! 18,0 3,2 13,0 110 23,0 23,0 6,0 16,5 100 32,0 28, 0 9,0 17,0 90 37,5 3315 13,5 2170 Le tableau montre qu'en général, le refroidissement est retardé lors du soudage conforme à l'invention. Cependant, dans le domaine de températures important pour l'évolution de la solidification, le retard sur la surface est environ égal à deux fois le retard au centre de gravité. A 1100C, les courbes de température trouvées pour le procédé de l'invention se coupent. Dès ce point, la température superficielle est même supérieure à celle du centre de la section transversale du cordon de soudure. On peut obtenir une évolution avantageuse de la température de la solidification et du refroidissement, pour la première moitié de la soudure, en retardant l'émission de chaleur de la matière de soudure par soufflage d'air chaud. Ce mode d'exécution du procédé de l'invention permet, de plus, d'augmenter considérablement le retard et de contrôler plus aisément l'évolution dans le temps de la solidification sur le côté de la soudure. En procédant de cette manière, on peut assembler sans qu'il y ait formation de cavités, non seulement des polyéthylènes mais aussi toutes les matières thermoplastiques susceptibles d'être soudées par le procédé de soudure par extrusion, pour de grandes sections transversales de cordon de soudure. REVENDICATIONS 1.- Procédé de soudage d'objets en matières thermoplastiques permettant d'éviter la formation de cavités ayant la forme de bulles, selon lequel on preste la matière de soudure sous la forme d'un cordon plastique à l'aide d'une boudineuse pour la transformer en un joint de soudure ayant ure section transversale d'aw moins 150 mm2 et qui a été préparé au préalable par chauffage et on lisse simultanément la matière de soudure du coté de la soudure au moyen d'un patin de soudure qui avance, procédé caractérisé en ce qu'on retarde le refroidissement du cordon de soudure immédiatement derrière le patin de soudure. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on retarde le refroidissement au moyen d'un ruban flexible en matière isolante dont la largeur est au moins égale à trois fois celle du cordon de soudure et que l'on déroule derrière le patin de soudure. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on retarde le refroidissement par soufflage d'air chaud. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on retarde le refroidissement par application d'une substance transformable en mousse sur le cordon de soudure, derrière le patin de soudure.