Brevet FR2079403A1 — publié le 19711112

La fabrication des tubes soudés à cordon de soudage hélicoïdal s'effectue par enroulement d'une bande métallique ou feuillard, et soudage de liaison des bords juxtaposés du feuillard. Le soudage de liaison a lieu habituellement par un soudage à pression 5 ou autogène intéressant toute l'épaisseur du feuillard. Dans la fabrication de tubes dont l'épaisseur de paroi dépasse 8 mm environ, l'emploi d'un seul soudage est difficile ou même impossible. C'est pourquoi il a déjà été proposé de souder d'abord les tubes par un soudage autogène interne, puis de les 10 souder à nouveau de l'extérieur par soudage autogène après une demi-rotation du tube. Il a été en outre proposé de réaliser d'abord au moyen d'un soudage à pression, une zone d'appui de soudage pour le soudage autogène subséquent. Le soudage autogène doit alors être un souda— 15 ge interne. L'avant âge d'un tel procédé réside dans le soudage interne en forme de cuvette lors du remplissage du joint. Mais il est désavantageux que 1'échauffement des bords par induction employé suivant cette proposition pour le soudage à pression, provoque aussi sur la face interne du tube une forte formation 20 de bavure ; l'enlèvement nécessaire de la bavure de soudage de l'intérieur du tube avant le soudage autogène augmente considérablement la difficulté de mise en oeuvre du procédé, jusqu'à la rendre impossible. La simple fusion de la bavure lors du soudage autogène conduit au contraire à des obturations et, par suite, 25 à des produits inutilisables. De là prend naissance, pour la fabrication de tubes à paroi épaisse et à cordon de soudage hélicoïdal, qui doivent être soudés à nouveau par soudage autogène, le problème d'exécuter le soudage à pression de façon à éviter dans une large mesure la forma-30 tion de bravure sur le côté du soudage autogène subséquent. Pour atteindre un tel résultat de soudage, il a déjà été proposé dans d'autres circonstances de biseauter de façon différente les bords du feuillard. "lais dans la fabrication des tubes à cordon de soudage hélicoïdal, le biseautage différencié des bords du feuillard 35 Dose des problèmes, car les paramètres de finissage ne sont pas ici sans influenceo La présente invention se -prcDOse au contraire de résoudre ce problème d'une façon générale et indépendante des conditions particulières de finition, par le fait que 1'échauffement des 40 bords du feuillard est contrôlé. Elle part du procédé cité plus C° 71 03095 2 2079403 haut, consistant à relier d'abord par soudage à pression les spires du feuillard enroulé sur une partie seulement de l'épaisseur du feuillard, et à remplir le jeu subsistant par un soudage autogène, au besoin par une passe spéciale de travail» 5 L'invention est caractérisée en ce que pour le soudage à pression un bord de feuillard biseauté à plat de façon connue est juxtaposé à un bord partiel parallèle d'un bord de feuillard biseauté en forme de toit, de telle sorte que ledit bord partiel du bord de feuillard biseauté en toit soit placé tout entier, lors 10 du rapprochement, en face de la zone d'échauffement du bord de feuillard biseauté à plat. L'échauffement des bords de feuillard pour le soudage à pression est effectué par courant à haute fréquence transmis par conductivité, et le contact placé sur le bord de feuillard biseauté à plat est à une plus grande distance 15 du point de soudage que le contact placé sur le bord de feuillard biseauté en forme de toiti Grâce au biseautage à plat d'un bord du feuillard et au biseautage en toit de l'autre bord, non seulement que l'on obtient, après exécution du soudage à pression, une rainure en forme de V 20 pour le soudage autogène, mais encore l'échauffement par le courant HP, transmis par conductivité pour la soudure à pression, s'effectue de telle sorte qu'il ne se forme pratiquement aucune bavure dans le fond de la rainure en Y. A cet effet, le bord de feuillard biseauté à plat est d'abord parcouru seul par le courant, 25 ce qui aboutit en raison de l'effet de peau ou effet Kelvin à une concentration de 1'échauffement dans la région de l'angle aigu formé par le bord de feuillard biseauté et l'une des surfaces du feuillardo Aussitôt que le bord de feuillard biseauté en toit est lui 3O aussi influencé par le courant, ce bord s'échauffe aussi, et son échauffement est maximal au point qui se trouve en face de la région de concentration d'échauffement du bord biseauté à plat. Si les bords du feuillard sont biseautés, ou s'ils sont rapprochés l'un de l'autre de telle sorte que le bord partiel du bord de 35 feuillard biseauté en toit qui est prévu pour le soudage à pression, lors de son rapprochement du bord de feuillard biseauté à plat, et tandis que ces deux bords sont parcourus par le courant , soit tout entier placé en face du bord biseauté à plat, on aboutit aussi dans le bord biseauté en toit à une concentration de la 40 chaleur dans la région de la surface du feuillard, et la région 71 03095 3 2079403 de la crête du toit reste relativement froide. Les deux bords partiels à relier par soudage à pression sont ainsi échauffés dans le mime sens et inégalement sur l'épaisseur du feuillard, de telle sorte qu'il ne se forme pas de bavure dans la région de la crête 5 du toit, ou que la bavure formée est insignifiante. L'avantage du procédé consiste dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de gratter et de nettoyer la rainure formée par soudage à pression pour le soudage autogène, de sorte que le soudage autogène pratiqué comme soudage interne peut succéder immédiatement 10 au soudage à pression. Mais le procédé n'est pas moins avantageux quand le soudage autogène est effectué en une passe spéciale de travail. L1installation pour la fabrication de tubes soudés à cordon de soudage hélicoïdal, qui réalise seulement un cordon d'attente continu par soudage à pression, peut alors être conduite 15 avec la grande vitesse de soudage disponible. Le finissage moins rapide du cordon par le soudage autogène a lieu au contraire dans des appareils plus simples, qui sont disponibles pour retoucher les tubes soudés déjà fabriqués. L'invention est indépendante du fait que le feuillard arrive 20 soit au sommet supérieur, soit au sommet inférieur, du tube en cours de formation. Elle est applicable au soudage autogène exécuté de 1'extérieur ou de l'intérieur. Intrinsèquement, il est aussi sans importance de savoir sur quel côté du feuillard -celui du soudage à pression ou celui du soudage autogène- le courant à 25 haute fréquence est amené par les contacts. Diverses dispositions possibles des contacts ne diffèrent que par le degré d'efficacité de la transmission du courant. Par exemple, lorsqu'on amène le courant HF par l'extérieur du tube, le degré d'efficacité est meilleur pour un soudage à pression externe que pour un soudage à 30 pression interne. Au contraire, les répartitions du courant et de 1'échauffement aux bords du feuillard ne sont pas différentes, car ces répartitions, lorsqu'on emploiele courant HP de450 kHz par exemple, sont uniquement déterminées par l'effet Kelvin et par l'effet de rapprochement, 35 L'invention est décrite plus en détail sur quelques réalisations données à titre d'exemples, La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la conformation des bords dans le cas où le feuillard arrive sur le flanc supérieur de la crête du tubej 40 La figure 2 est la vue en plan correspondante ; 71 03095 4 2079403 La figure 3 est une coupe longitudinale montrant une autre conformation des bords ; Iia figure 4 est une coupe longitudinale de la conformation des bords dans le cas où le feuillard arrive sur le flanc inférieur de 5 la crête du tube j et la figure 5 est la coupe horizontale correspondante par le plan médian du tube» Dans l'exemple des figures 1 et 2, le feuillard 2 arrive dans la direction de la flèche 4 à un appareil à cintrer non représenté, •JQ où il est cintré en un tube 6, qui sort dans la direction de la flèche 8. A cet emplacement peut être prévu un rouleau de pression 11 » Sur le feuillard glisse un contact 12 qui amène le courant à haute fréquence, et sur le feuillard déjà cintré en tube glisse un contact analogue 14» 15 le feuillard qui arrive est biseauté à plat sur son bord 16 tourné vers le point de soudage, comme on peut le voir sur la figure 1, qui est une coupe longitudinale suivant la ligne 18, légèrement en avant de la ligne de crête supérieure 20. Le bord opposé est biseauté en forme de toit, avec des bords partiels 22 20 et 24. Le contact 12 qui est combiné au bord biseauté à plat 16 du feuillard est à me distance du point de soudage 10 égale à peu près à une fois et demie la distance au point de soudage du contact 14 combiné auxbords22, 24 biseauté en toit du feuillard» 25 Sur la longueur d'échauffement du bord du feuillard allant du contact 12 au contact 14 et sur lequel est préchauffé le bord biseauté à plat 16, ce bord subit une concentration d1échauffement dans la zone 26» Dès que les deux bords du feuillard sont chauffés, c'est-à-dire sur la longueur allant du contact 14 au point de 30 soudage 10, le bord partiel 24 est déjà placé sur toute sa hauteur -c'est-à-dire entièrement- en face du bord biseauté à plat 16, de sorte que l'effet de proximité du courant peut s'exercer de la façon suivante : la zone 26 peut s'élargir un peut dans la région située en face du bord 16 : la zone d'échauffement 28 sur le bord 35 16 prend la forme et la position représentées sur la figure 1, et par suite, ledit effet maintient en échauffement la zone de la crête 30 du bord de feuillard biseauté en toit située en face du "bord externe 32, de sorte qu'il ne se produit dans la zone de crête 30 que peu ou pas de bavure, 40 La figure 3 montre, dans le cas où le feuillard 2 arrive 71 03095 5 2079403 encore sur le flanc supérieur de la crête 20 du tube, la conformation inversée des bords. Sur le feuillard d'arrivée 2, le bord tourné vers le point de soudage 10 est biseauté en un toit 40, 42, et le bord situé en face sur le tube 6 est biseauté à plat. 5 Dans ce cas aussi, le bord de feuillard 44 biseauté à plat subit le préchauffage, de sorte que maintenant le contact 14 de la figure 2 est plus éloigné du point de soudage que le contact 12. Ces deux contacts sont encore appliqués de l'extérieur sur le tube» les zones d'échauffement sont désignées par les références 46 et 10 48. La disposition de la figure 1 est toutefois à préférer, car elle assure une meilleure efficacité de passage du courant, et le soudage autogène peut s'effectuer comme soudage interne en position de cuvette. Les figures 4 et 5 montrent un exemple de réalisation compor— 15 tant un feuillard 52 qui arrive à la crête inférieure 50. Dans la représentation de la figure 5, la moitié supérieure du tube 54 en cours de formation est coupée. La section de la fisure 4 est prise suivant la ligue 56, peu en avant de la crête inférieure 50. Le bord du feuillard d'arrivée 52 qui est tourné vers le point 20 de soudure 58 est biseauté en un toit 60, 62, et le bord 64 situé en face est biseauté à plat. Les contacts 66, 68 sont disposés à l'intérieur du tube 54 en formation, et parmi ces contacts, c'est encore le contact 68 combiné au bord plat 64 qui est le plus éloigné du point de soudage 58. La conformation des zones d'échauf-25 fement 70 et 72 correspond à celle de la figure 1. Le degré d'efficacité de la transmission du courant est également favorable. Mais cette réalisation ne donne pas lieu à un soudage autogène interne. 71 03095 6 2079403 REVENDICATION Procédé de fabrication de tubes soudés à cordon de soudage hélicoïdal, dans lequel les enroulements ne sont reliés au préalable par soudage à pression que sur une partie de l'épaisseur 5 de la bande métallique ou feuillard et le jeu résiduel est refermé par soudage autogène}éventuellement en une passe spéciale de travail, ledit procédé étant caractérisé en ce que,pour le soudage à pression^ un bord de feuillard biseauté à plat de façon cornue est juxtaposé à un bord partiel parallèle d'un bord de 10 feuillard biseauté en forme de toit, de.telle sorte que ledit bord partiel du bord de feuillard biseauté en toit soit placé tout entier, lors du rapprochement, dans la zone d'échauffement commun des bords et que 1'échauffement pour le soudage à pression soit effectué par courant à haute fréquence transmis par conduc-15 tivité, le contact sur le bord de feuillard biseauté à plat étant maintenu à une plus grande distance du point de soudage que le contact disposé sur le bord de feuillard biseauté en forme de toité