Brevet FR2208850A1 — publié le 19740628

L'invention est relative à un procédé pour amener à la fusion, avant soudage, à l'aide d'un brûleur à gaz, des demiproduits creux en verre, de préférence des corps creux cylindriques tels que des tubes ou des récipients. Lorsque l'on amène à la fusion des corps vitreux, on sait qu'une grande importance doit être attachée à une mise en tem pdrature régulièrement répartie. On se heurte à de grosses difficultés pour amener à la fusion des demi-produits creux en verre dans lesquels le verre risque d'être surchauffé localement sous l'action des conditions particulières de conduction et de rayonnement thermiques. L'expérience montre qu 'on obtient une montée en température relativement précise lorsque le demi-produit creux est mis en mouvement au cours du chauffage de la zone à amener à la fusion.C'est de cette manière que s'effectue en général l'amenée à la fusion de cylindres creux en verre, en mettant en oeuvre un brûleur à gaz, dirigé radialement vers les ex trait8s à souder des pièces et éventuellement animé d'un mouvement d'oscillation dans la région des bords à assembler. Une version inversée de ce procédé, dans laquelle le demi-produit en verre est maintenu jimobile et le brûleur à gaz est déplacé tout autour de la zone d 'assemblage, entrain une complication et un prix d'appareillage considérables qui ne sont économiques que pour amener B la fusion, avant soudage, un grand nombre de pièces. I1 en va de même pour la mise en oeuvre de procédés de chauffage électriques tels que le chauffage par résistance, le chauffage par induction ou par pertes diélectriques, ainsi que l'amenée à la fusion à l'aide de faisceaux de plasma,de faisceaux d électrons ou de faisceaux laser . Pour ces raisons, 1 t amende à la fusion de demi-produits creux à I 'aide de brûleurs à gaz est encore largement répandue.A une automatisation de ce procédé s 'oppose le point de vue de l'ensemble des spécialis- tes qui estiment que L'amenée à la fusion de demi-produits en verre à l'aide d'une flamme de gaz dépend, dans une large mesure, de l'expérience et de l'habileté de l'exécutant.Cette influence se trouve réduite par l'utilisation de bradeurs annulaires qui conviennent bien pour amener à la fusion avant soudage des demiproduits en verre creux non animés d'un mouvement de rotation Bien que ce type de brûleur permette de chauffer simultanément la totalité de la périphérie des extrémités à souder d'un demi produit en verre creux, il se produit dans cette région de fortes tensions thermiques qui proviennent de la mauvaise conductibilité calorifie du verre et du défaut d'échauffement des extrémités du demi-produit en verre creux suivant leur pourtour intérieur. Un autre inconvénient est la production d'une large zone soumise à l'action thermique. C'est pourquoi l'invention a pour but de mettre au point un procédé qui permette,d'une manière économique, d'amener à la fusion des demi-produits creux en verre et qui soit susceptible d'être automatisé. L'invention vise à résoudre le problème d'améliorer la mise en température lors de l'amenée à la fusion de demi-produit creux en verre, à l'aide d'un brûleur à gaz, de telle manière qu'elle soit pratiquement indépendante du savoir-faire de l'exécutant et permette des temps de fusion très courts. On a alors découvert que ce problème, contrairement a" point de vue des spécialistes, était soluble, en dirigeant simultanément sur la totalité de la ligne médiane de la surface d'extreml'té du demi-produit la partie conique chauffante des flammes de gaz émises par un brûleur à gaz à flammes multiples, ceci sous un angle de 70 à 900. Grâce à une telle application de la chaleur, il se produit une zone d'influence thermique symétrique sur la totalité de la section du demi-produit creux en verre que l'on doit amener à la fusion, laquelle zone provoque en tres peu de temps une fusion suffisante de la surface d'extrémité des demi-produits pour que 1'assemblage bout à bout sous pression des deux demi-produits creux en verre à souder assure une liaison sûre des deux pièces. Ce procédé est connu depuis longtemps pour le soudage en bout sous pression des métaux. Une transposition de cette solution au domaine spécial du soudage par fusion de pièces de verre n'avait jamais été envisagée manifestement parce que, du fait de la mauvaise conductibilité thermique du verre, on craignait de voir se produire des tensions thermiques d'importance inadml6si- ble dans la région limite de la zone d'influence thermique Les essais qui ont conduit à l'invention ont pu cependant prouver que, lorsqu'on utilisait des brûleurs dirigés sur la ligne médiane de la surface d'extrémité des demi-produits, aucun de ces inconvénients ne se produisait. Les bradeurs à gaz à flammes multiples conformes à l'inven- tion comportent un corps principal, adapté au contour et aux dimensions du demi-produit de verre creux, qui présente un conduit annulaire muni d'un raccord d'arrivée de gaz. Sur une ligne fermée sur elle-meme sont prévues des buses,constituées par des trous, qui sont régulièrement espacées et qui vont du conduit annulaire au plan, disposé parallèlement à la surface d'extrémité des demi-produits, du corps principal. Selon le procédé conforme à l'invention, la façon dont se produit la fusion des demi-produits creux en verre est, dans une large mesure, indépendante de l'expérience et de l'habileté de l'exécutant,de sorte qu'il est possible, sans aucune limitation, d'automatiser l'opération. Un autre avantage de ce procédé réside dans la possibilité d'obtenir des temps extrêmement courts d'amenée à la fusion de chaque demi-produit. En outre le brûleur à gaz à flammes multiples utilisé peut avantageusement être incorporé à la channe de montage des tubes en verre dans laquelle la mise en rotation des tubes n'est au surplus pas possible dans la plupart des cas. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un mode de réalisation d'un brûleur à gaz à flammes multiples destiné à amener à la fusion des extrémités de tubes à souder; - la figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un brûleur à gaz à flammes multiples destiné à amener à la fusion les extrémités de demi-produits creux en verre, de section rectangulaire; - la figure 3 montre la disposition des buses constituées par des trous ménagés dans le corps principal du brûleur, dans une position où elles sont perpendiculaires à la surface de travail du brûleur à gaz à flammes multiples; et - la figure 4 montre la disposition de ces buses dans une position où elles font un angle de 70" avec la surface de travail du brûleur à gaz à flammes multiples. Deux tubes de verre que l'on désire assembler bout à bout sont pris, à une distance d'environ 50 mm de leurs extrémités à souder, dans des dispositifs de serrage qui sont montés de manière à pouvoir être déplacés l'un par rapport à l'autre suivant la direction axiale des tubes. En position de repos, les surfaces c'extrémités des deux tubes a verre sont éloignées l'une de l'autre d'une distance surfisante pour que le brûleur à gaz à flammes multiples, monté sur un support pivotant, puisse être amené entre les extrémités à souder des tubes et qu'une fois le brûleur allumé les parties coniques chauffantes des flammes de gaz atteignent les surfaces d'extrémités des tubes de verre. Le mode de construction connu du dispositif, qui, pour cette raison, n'a pas été représenté ici, assure la concordance de la ligne médiane de la surface d'extrémité des tubes avec la position des sommets ees parties coniques chauffantes des flammes. L'exécutant n'a donc pas besoin de savoir si les trous 2 du corps principal i qui constituent les buses ont leurs axes perpendiculaires à la surface de travail du brûleur à gaz à flammes multiples ou sont dirigés sous un angle de 70" environ par rapport à ce plan. Comme gaz combustible qui est amené aux buses 2 par le raccord d'arrivée 4 et le conduit annulaire 3, on utilise avantageusement, d'une manière connue, de l'acétylène ou du propane mélangé avec de l'air. Une fois atteinte la fusion des surfaces d'extrémités des tubes de verre, on écarte le support pivotant du brûleur à gaz à flammes multiples et on applique l'une contre l'autre, avec une certaine pression, les deux extrémités à souder des tubes. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1. Procédé pour amener à la fusion, en vue de leur soudage à l'aide d'un brûleur à gaz, des corps de verre, de préférence des demi-produits creux cylindriques en verre, caractérisé en ce que les extrémités à souder des demi-produits sont, d'une manière connue, immobilisées par serrage dans des dispositifs mobiles l'un par rapport à l'autre suivant la directicn axiale des demiproduits et sont assemblées bout à bout, le chauffage des extrémités de tubes jusqu'à la température de fusion étant effectué de telle manière que les parties coniques chauffantes des flammes de gaz émises par un brûleur à gaz à flammes multiples soient toutes dirigées sous un angle de 70 à 90" sur la totalité de la ligne médiane des surfaces d'extrémités des demi-produits. 2. Brûleur à gaz à flammes multiples pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un corps principal 1 de brûleur, de contour et de dimensions adaptés à ceux du demi-produit creux en verre, est disposé un canal annulaire 3 muni d'un raccord d'arrivée de gaz 4 qui présente des buses 2 constituées par des trous du corps principal 1, réparties avec des espacements réguliers suivant une ligne fermée sur elle-même, lesquelles buses débouchent dans le plan du corps principal 1 qui est disposé parallèlement à la surface d'extrémité du demi-produit à amener à la fusion pour son soudage.