Brevet FR2137477A1 — publié le 19721229

La présente invention est relative à un procédé pour fabriquer des tubes profilés à soudure unique, suivant lequel on cintre un ruban de tle sur lui-même en forme de tube et soude par rapprochement au fur et à mesure que le tube se déplace les bords en tôle butant l'un contre l'autre, tandis que l'on donne à la section transversale du tube sa forme définitive après un refroidissement du joint de soudure faisant éventuellement suite à une opération de rabotage ; l'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Dans bien des cas, il est souhaitable de placer le joint de soudure de tubes profilés à soudure unique le long d'une génératrice du tube. C'est, par exemple, ce qui est nécessaire lorsqu'il s'agit de fabriquer des tubes profilés à soudure unique qui présentent une section transversale polygonale. Be joint de soudure est en relief au-dessus de la paroi du tube aussi bien sur le côté extérieur du tube que sur le côté intérieur. C'est pourquoi il est fréquemment nécessaire de polir le point de soudure non seulement sur le côté extérieur du tube, mais encore sur le côté intérieur, ce qui présente des difficultés et augmente les frais.Toutefois, si l'on parvient à conduire le joint de soudure le long d'une génératrice du tube, bien déterminée à l'avance ou à le placer dans une génératrice de ce genre avec une précision correspondante, il est fréquemment possible de supprimer le polissage du joint de soudure sur le c8té intérieur du tube, et ce, par exemple, dans le cas ou le tube rond est façonné par la suite en un tube présentant une section transversale rectangulaire de telle sorte que le joint de soudure se place dans un angle de la section transversale rectangulaire. Dans un tel cas, le joint de soudure ne gêne pas pour introduire, par exemple, un poinçon en vue d'effectuer des travaux d'estampage ou de perçage sur le tube, ni pour fixer des ferrures sur le côté intérieur du tube, pas plus que pour emboîter des tubes de ce genre l'un dans l'autre d'une manière télescopique.Mais la condition première à cet effet est que le joint de soudure ne s'écarte pas de sa position prévue le long d'une génératrice du tube. Or, on a fait connaître des dispositifs destinés à obtenir une position exacte et déterminée à l'avance du joint de soudure le long d'une génératrice du tube, ces dispositifs possédant un dispositif à tordre qui est monté en aval du dispositif de soudage et est traversé par le tube rond. Ce dispositif à tordre est commandé au moyen d'un mécanisme régulateur qui actionne le dispositif à tordre en fonction des écarts qu'accuse la position réelle du joint de soudure par rapport à une position prévue définie d'avance et que surveille en continu un organe de contre, par exemple un capteur photoélectrique. Lorsque la position réelle du joint de soudure s'écarte de la position prévue déterminée d'avance, le dispositif à tordre est commandé, par l'intermédiaire du mécanisme régulateur, de telle sorte que le joint de soudure vient retrouver sa position prévue.A côté du fait qu'il faut mettre en oeuvre des moyens techniques importants, toutes proportions gardées, pour assurer la commande, ce dispositif connu ne permet pas de maintenir exactement la position prédéterminée prévue pour le joint de soudure, car le mécanisme régulateur ne réagit qu'à un écart d'une certaine importance. Dans un autre dispositif connu, servant à fabriquer des tubes profilés à soudure unique dont la section transversale est polygonale, le ruban de tôle est tout d'abord plié sur lui-même en une forme ressemblant déjà à la section transversale définitive du tube, tandis que les bords du ruban se trouvent dans la zone d'un angle de la section transversale. A cet effet, les zones en bordure sont façonnées suivant une enveloppe de cylindre, afin de faciliter la compression des bords du ruban pour les rapprocher pendant l'opération de soudage. La mise en forme définitive pour donner la section transversale finie du tube n'a lieu qu'après l'assemblage par soudure des bords du ruban, tandis qu'il n'y a pas de difficultés particulière à placer le joint de soudure dans l'angle de la section transversale. Toutefois, l'expérience a montré que même à l'aide d'un dispositif connu de ce genre, on ne peut pas obtenir de résultats parfaitement satisfaisants, car des tensions naissent dans le tube du fait de la chaleur de soudage et du refroidissement consécutif, tensions qui peuvent aboutir à une déformation, si faible soit-elle, par vrillage du tube. Par conséquent, le problème posé à la présente invention vise à supprimer ces défauts et à indiquer un procédé pour fabriquer des tubes profilés à soudure unique, avec lequel il devient possible de donner au joint de soudure une position exactement prédéterminée. Le procédé conforme à l'invention ne doit pas seulement rendre possible de placer le joint de soudure dans un angle de la section transversale définitive du tube, mais encore le long d'une génératrice d'un tube à section transversale parfaitement ronde ou ovale. En plus, la présente invention se propose d'indiquer un dispositif pour mettre le procédé en oeuvre, qui soit de conception et de construction particulièrement simples et rationnelles. Partant d'un procédé du genre décrit au début pour fabriquer des tubes profilés à soudure unique, l'invention résoud le problème posé par le fait que les bords de la tôle sont alignés avant l'opération d'assemblage par soudure et que le tube soudé et, le cas échéant, raboté, est guidé dans des conditions interdisant sa distorsion et sa déformation en vrille, immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement. Be fait d'aligner les bords de t81e avant le soudage assure la réalisation d'un joint de soudure rectiligne s'étendant le long d'une génératrice du tube. Etant donné qu'immédiatement devant et derrière le refroidissement du joint chaud de la soudure, le tube est guidé dans des conditions interdisant sa distorsion et sa déformation en vrille, le problème posé suivant l'invention se trouve parfaitement résolu. Be dispositif pour la mise en oeuvre du procédé part d'un train de cylindres dans lequel un ruban de tale est cintré sur lui-m8me en forme de tube, d'un dispositif à souder, le cas échéant d'un dispositif pour raboter le joint de soudure, d'un dispositif de refroidissement pour le joint chaud de la soudure et de cages de calibrage installées en aval du dispositif de refroidissement pour façonner la forme définitive de la section transversale du tube, et ce dispositif est caractérisé suivant l'invention par le fait qu'après le train de cylindres et avant le dispositif à souder, une lame, qui pénètre dans la fente entre les deux bords de t81e du tube encore fendu, est prévue pour guider les bords de la tale, et par le fait qu'immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement, sont montées des cages de laminoir dont les cylindres à profilés présentent une même section transversale dont la forme diffère de la forme circulaire. La lame, qui s'insère dans la fente entre les bords de la t81e du tube encore béant, garantit un guidage précis des bords de la toue, si bien que le joint de soudure peut entre réalisé exactement dans la position prédéterminée. En même temps, les cages de laminoir montées devant et derrière le dispositif de refroidissement assurent un tracé rectiligne du joint de soudure, car leurs cylindres à profilés refoulent le tube en une section transversale dont la forme diffère de la forme circulaire et qui interdit toute distorsion ou toute déformation en vrille du tube.Une fois que le tube a traversé la cage de laminoir monté en aval du dispositif de refroidissement, il passe par des cages de calibrage servant à façonner la forme définitive de la section transversale du tube. Etant donné qu'après le refroidissement du joint chaud de la soudure, il n'existe plus de tensions particulières dans le tube, le risque n'existe pas davantage que le tube se déforme en vrille après coups dans les cages de calibrage, si bien qutil devient possible de fabriquer à l'aide du dispositif suivant l'invention des tubes profilés à soudure unique qui possèdent un joint de soudure exactement positionné et guidé. Dans une autre réalisation de l'invention, il est prévu que les cylindres à profilés dans les cages montées immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement, présentent une forme de section transversale à arêtes émoussées qui est adaptée dans une grande mesure à la forme définitive de la section transversale du tube, tandis que le joint de soudure s'étend de manière connue en soi dans une arête. Be fait d'adapter la forme de la section transversale des cylindres à profilés à la forme définitive de la section transversale du tube rend possible un laminage dans des conditions particulièrement rentables. La forme à arêtes émoussées de la section transversale des cylindres à profilés permet d'assurer un guidage particulièrement efficace, interdisant la déformation en vrille du tube, tandis que le joint de soudure s'étend dans l'une des arêtes.Par conséquent, il devient possible, à l'aide du dispositif suivant l'invention, de fabriquer avec une grande précision des tubes profilés à soudure unique et de laminer, à côté des formes polygonales de la section transversale des tubes, aussi des formes circulaires ou ovales de la section transversale. En effet, la forme définitive de la section transversale du tube est obtènue dans les cages de calibrage, après le dressage du joint de soudure. D'autres caractéristiques et avantages du procédé conforme à l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un dispositif servant à la mise en oeuvre dudit procédé. Sur ces dessins la figure 1 est une vue schématique de profil d'un dispositif suivant l'invention pour fabriquer des tubes profilés à soudure unique. les figures 2 à 5 sont des vues en coupe transversale du ruban de t81e mis en forme ou du tube profilé réalisé servant à illustrer les stades de travail essentiels. Suivant la figure 1, un ruban de tôle 2 est amené, depuis un dévidoir 1, par des rouleaux de guidage 3, à un train 4 de cylindres dans lequel le ruban est cintré sur luimême en forme de tube. Une lame 2 qui pénètre dans la fente entre les deux bords de t81e du tube encore ouvert et qui est prévue devant un dispositif 6 à souder qui n' est pas représenté plus en détail, sert à guider et à aligner les bords de la tôle. Après l'assemblage par soudure des bords de la tôle, le joint de soudure est raboté sur le côté extérieur du tube au moyen d'un dispositif 2. Avant que le joint chaud de la soudure soit refroidi dans un dispositif 8 de refroidissement, le tube passe à travers une cage de laminoir 2 dont les cylindres à profilés présentent une section transversale d'une forme qui diffère de la forme circulaire.Après le dispositif 8 de refroidissement est prévue une autre cage de laminoir 10, dont les cylindres à profilés possèdent la même forme de section transversale que les cylindres à profilés de la cage de laminoir 2 montée en amont du dispositif 8 de refroidissement. Enfin, la forme définitive de la section transversale du tube est obtenue dans les cages de calibrage désignées par la référence 11. Dans le cas représenté sur les dessins, le ruban de tôle, déroulé depuis le dévidoir 1, est façonné en un tube de section transversale circulaire, étant donné que le façonnage des zones de bordure du ruban de tôle cintré suivant une enveloppe de cylindre rend plus facile la compression pour rapprocher les bords du ruban pendant l'opération de soudage. La figure 2 montre une coupe transversale de deux rouleaux 12, 12 de refoulement qui compriment les bords du ruban l'un contre l'autre pendant l'opération de soudage. Be ruban de tôle cintré en tube présente en l'occurrence une section transversale de forme circulaire. Une fois le tube soudé, le joint encore chaud de la soudure est raboté et lissé. Be tube usiné de cette manière passe ensuite à travers la cage de laminoir 9 dont les cylindres 14, 15 à profilés sont représentés en coupe transversale à la figure 3.Le tube rond reçoit par ces cylindres à profilés une section transversale dont la forme à arêtes émoussées rend impossible toute distorsion ou déformation en vrille du tube dans le guidage constitué par les cylindres à profilés. Be tube qui présente dès lors une section transversale dont la forme n'est plus ronde, traverse ensuite un dispositif de refroidissement, dans lequel le joint chaud de la soudure est refroidi. Pour atteindre un guidage du tube interdisant sa déformation en vrille, le dispositif 8 de refroidissement est suivi d'une cage de laminoir 10 dont les cylindres 16, 17 à profilés possèdent la même forme de section transversale que les cylindres 14, 75 à profilés de la cage de laminoir 9, ce qu'illustre bien la figure 4. Suivant la figure 5, le tube dont la forme a été ébauchée dans les cages 2 et 10 achève d'être laminé par les cylindres 18, 19, 20 et 21 des cages de calibrage Il en un tube de forme carrée dont le joint de soudure s'étend le long d'une arête du tube. REVENDICADIONS 1. Procédé pour fabriquer des tubes profilés à soudure unique, suivant lequel on cintre un ruban de t8le sur lui-même en forme de tube et soude par rapprochement au fur et à mesure que le tube se déplace les bords en tôle butant l'un contre l'autre, tandis que l'on donne à la section transversale du tube sa forme définitive après un refroidissement du joint de soudure qui fait éventuellement suite à une opération de rabotage, procédé caractérisé par le fait que les bords de la tôle sont alignés avant l'opération d'assemblage par soudure et que le tube soudé et éventuellement raboté est guidé dans des conditions interdisant sa distorsion et sa déformation en vrille, immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, qui comporte un train de cylindres dans lequel un ruban de tôle est cintré sur lui-même en forme de tube, un dispositif à souder, le cas échéant un dispositif pour raboter le joint de soudure, un dispositif de refroidissement pour le joint chaud de la soudure et des cages de calibrage installées en aval du dispositif de refroidissement pour donner au tube la forme définitive de sa section transversale, dispositif caractérisé par le fait qu'après le train de cylindres et avant le dispositif à souder, une lame, qui pénètre dans la fente entre les deux bords de t81e du tube encore fendu, est prévue pour guider les bords de la tôle, et par le fait qu'immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement sont montées des cages de laminoir dont les cylindres à profilés présentent une même section transversale, dont la forme diffère d'une forme circulaire. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les cylindres à profilés des cages montées immédiatement devant et derrière le dispositif de refroidissement, présentent une forme de section transversale à arêtes émoussées qui est adaptée dans une grande mesure à la forme définitive de la section transversale du tube, tandis que le joint de soudure s'étend de manière connue en soi dans une arête.