Brevet FR2149498A1 — publié le 19730330

La présente invention concerne un procédé ?e soudure automatique à arc émergé de corps de révolution en acier, pour la construction de récipients sous pression destinés en particulier à l'industrie chimique et pétrochimique. On connatt des procédés portant sur le détail de la construction de récipients sous pression par forgeage de lingots en acier, roulage de tôles en acier d'épaisseur adéquate, ou par enroulements concentriques de tôles ou bandes profilées ayant des épaisseurs comprises entre 6 et 8 mm. Ces procédés présentent certains inconvénients en ce; qu'ils nécessitent des outillages complexes pour le forgeage ou pour les enroulements concentriques, et les produits obtenus peuvent comporter des fissures ou autres défauts apparaissant lors du forgeage. On connatt de même des procédés d'assemblage par soudure automatique à arc émergé de diverses pièces et éléments en acier alliés ou non-alliés, présensentant l'inconvénient de nécessiter l'utilisation comme matière d'apport d'un fil d'acier faiblement ou hautement allié à divers métaux auxiliaires et de flux céramiques constitués de divers oxydes et ferro-alliages coûteux qui conduisent à ltenchérissement des produits. Un procédé selon l'invention élimine ces inconvénients en ce que, pour obtenir des assemblages résistants, on effectue des dépôts successifs de 2 à 3 mi d'épaisseur, par soudure automatique à arc émergé, en forme de cordons hélicordaux, ou de spirales parallèles sur des supports de forme tubulaire ou annulaire ou en forme de disques, d'une épaisseur de 15 à 40 mm, en tôle d'acier faiblement allié, avec une teneur de 1,2 à 1,5 % Mn, entrainés à une vitesse périphérique de 16 à 30 m/h, en synchronisme avec le déplacement suivant les génératrices ou les rayons de 12 à 20 mm par tour de la tête de soudure, ou maintenus fixes, la tête de soudure se déplaçant longitudinalement à une vitesse de 16 à 30 m/h et latéralement de 12 à 20 mm pour obtenir chaque cordon parallèle, lesdits dépôts étant constitués d'un acier faiblement allié avec une teneur de 1,2 à 1,4 % Mn, en utilisant comme matière d'apport des fils ou bandes en acier avec une teneur maximale de 0,10 % C ; de 0,35 à 0,60 7 Mn ; d'au plus 0,30 % Si d'au plus 0,10 % Cr ; et d'au plus 0,03 % P et S, et un flux fondu constitué de 41 à 43 Z SiO2 ; de 40 à 46 % MnO ; d'au plus 4,5 % CaO ; et de 4 à 5 % CaF2, ou d'un acier faiblement allié avec une teneur de 1,2 à 1,4 % Mn ~ et microallié avec 0,03 à 0,05 % A ; 0,04 à 0,09 % Nb ; et 0,06 à O,lG 7 V, en utilisant la même matière d'apport et des flux céramiques usuels, avec des additions adéquates d'oxyde d'aluminium, ferro-manganèse, niobium et vansdiu, On donne ci-après deux exemples de réalisation ce 1 Xnventi n en référence aux figures des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale et vertiuaii d'Ün corps tubulaire de révolution - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale et verticale d'un corps annulaire de révolution ; et - les figures 3 et 4 représentent des vues en coupes longitudinales et verticales de corps de révolution en forme de disques. Exemple 1 Selon le procédé de l'invention appliqué à des supports tubulaires la, par exemple des viroles, des supports annulaires lb, ou des supports en forme de disques lc, on dépose par soudure automatique sous arc émergé des couches successives 2 formées de cordons hélicoidaux de soudure, ou de cordons en spiralles, dans le cas des supports lc. Les supports la à lc sont constitués d'une tôle en acier faiblement allié avec une teneur de 1,2 à 1,5 % Mn, avec une épaisseur de 15 à 40 mm, et le diamètre et la longueur nécessaires pour obtenir les dimensions finales voulues. Lesdits supports la à lc sont fixés à des dispositifs adéquats de mise en rotation non figurés, lesquels assurent leur rotation à une vitesse périphérique de 16 à 30 m/h et actionnent en synchronisme un arbre fileté, lequel assure à son tour le déplacement de la tête de soudure suivant des génératrices, ou des rayons dans le cas des supports îcqde 12 à 20 mm par tour. Pour obtenir les couches 2 sous forme de cordons parallèles sur des sup- ports en forme de disques ld (figure 4), ces supports sont maintenus fixes sur une table non figurée Le déplacement de la tête de soudure est réalisé par le déplacement longitudinal des chariots de l'installation non figurés, b une vitesse de 16 à 30 m/h, et le déplacement latéral de 12 à 30 mm pour l'obtention de chaque cordon parallèle est réalisé par le déplacement correspondant de la voie de guidage du chariot. L'épaisseur des couches 2 obtenues dans ces conditions varie entre deux et trois millimètres. Pour le dépôt des couches 2 par soudure automatique sous flux, on utilise comme matière d'apport des fils ayant un diamètre de 5 à 6,3 mm ou des bandes de 40 à 60 mm de largeur et de 0,5 mm d'épaisseur. Cette matière d'apport est constituée d'un acier contenant au maximum 0,10 % Cs de 0,35 à 0,60 % Mn ; au maximum 0,30 Si ; au maximum 0,107cor ; et au maximum 0,03 % P et S. Le flux est constitué de 41 à 43 % Si02; 40 à 46 % Mn O ; d'au plus 4,5 % CaO et de 4 à 5 % CaF2. Les couches 2 cbtenues ont la composition chimique suivante 0,02 à 0,03 % C ; 1,20 à 1,40 % Mn ; 0,27 à 0,42 % Si ; 0,01 à 0,02 7 S et 0,02 à 0,003 % P. Exemple 2 Pour l'obtention des couches 2, lesquelles, à part la teneur indiquée en manganèse, doivent être aussi micro-alliées avec Al, Nb et V, on opère d'après le mode décrit dans l'exemple 1, avec la même matière d'apport, mais en utilisant des flux céramiques avec des additions adéquates d'oxyde d'aluminium de ferromanganèse, de niobium et de vanadium. Dans ces conditions, la composition des couches de déposition obtenues est comprise entre les limites suivantes 0,01 à 0,02 7 C ; 1,20 à 1,40 % Mn ; 0,30 à 0,40 % Si ; 0,02 à 0,03 % P et S ; 0,006 à 0,012 % N ; 0,03 à 0,05 % Al ; 0,04 à 0,09 % Nb et 0,06 à 0,10 7 V. Le procédé selon l'invention présente une série d'avantages, en ce que la réduction de la teneur en carbone et en perlite conduit à la réduction de la température de transition de 30 à 50 degrés et à la croissance de la soudabilité. L'alliage avec le manganèse et le micro-alliage avec Al, Nb et V conduit à l'augmentation de la résistance des assemblages et de la structure des récipients sous pression. D'autre part, le procédé peut être automatisé, les risques de rebut étant éliminés entièrement au point de vue pratique, et on obtient des couches de dépat homogènes en utilisant comme matière d'apport un acier, ce qui contribue à réaliser des économies. REVENDICATION Procédé de soudure automatique à arc émergé de corps de révolution en acier, pour la construction de récipients sous pression, caractérisé en ce que pour obtenir des assemblages résistants, on effectue des dépôts successifs de 2 à 3 mm sous forme de cordons hélicoidaux, en spirale ov parallèles, sur des supports de forme tubulaire, annulaire ou sous forme de disques, avec une épaisseur de 15 à 40 mm, en tôle d'acier faiblement allié avec de 1,2 à 1,5 % de Mn, mis en rotation avec une vitesse périphérique de 16 à 30 m/h en synchronisme avec le déplacement de la tête de soudure suivant les génératrices ou les rayons sur 12 à 20 mm par tour, ou, ces supports étant maintenus fixes, en déplaçant longitudinalement la tête de soudure à une vitesse de 16 à 30 m/h et latéralement sur 12 à 30 mm pour l'obtention de chaque cordon parallèle, lesdits dépôts étant constitués d'acier faiblement allié avec de 1,2 à 1,4 % Mn, avec comme matière d'apport, des fils ou bandes en acier avec une teneur d'au plus 0,10 % C 0,35 à 0,06 Mn ; d'au plus 0,30 % Si ; d'au plus 0,10 % Cr ; d'au plus 0,03 % P et S respectivement, et un flux fondu constitué de 41 à 43 % Si02 de 40 à 46 % MnO ; d'au plus 4,5 % CaO et 4 à 5 % CaF2 ; ou en acier allié à faible teneur avec 1,2 à 1,4 % Mn, et microallié avec une teneur de 0,03 à 0,05 % A ; 0,04 à 0,09 % Nb et 0,06 à 0,10 % V, en utilisant la même matière d'apport et des flux céramiques usuels avec des additions adéquates d'aluminium, de ferromanganèse, de niobium et de vanadium.