Brevet FR2232398A1 — publié le 19750103

La présente invention concerne d'une manière générale la métallurgie et plus particulièrement la fabrication de tubes de grand diamètre, soudés au moyen de deux cordons de soudure. On connaît des dispositifs pour la fabrication de tubes au moyen de deux cordons à partir de tôles de longueur déterminée. Ces dispositifs connus comportent un mécanisme pour l'assemblage de demi-cylindres, exécuté sous forme de leviers pivotants courbés en arc de cercle et pourvus de rouleaux de pression et de guidage, un poussoir avec un chariot et une 7amie de guidage, et une machine à souder dotée d'une carge de soudage avec des rouleaux montés dans des douilles et enveloppant l'ébauche tubulaire suivant son pourtour, ainsi que des cages d'amenée et de traction comportant des cylindres verticaux. Dans le mécanisme d'assemblage les deux demi-cylindres sont assemblés, puis basculent de 900 de manière que leur plan d'assemblage soit disposé verticalement, et sont amenés par le poussoir de la machine à souder où le premier cordon extérieur est appliqué par soudage à l'arc sous flux. ébauche tubulaire comportant un joint soudé pivote de 1800, et est amené par un poussoir à chaîne à la machine à souder suivante, où est appliqué le deuxième cordon extérieur. Ensuite, des machines de soudage intérieur appliquent d'abord un cordon intérieur, puis un deuxième. L'amenée des ébauches au dispositif d'assemblage par deux transporteurs à rouleaux nécessite l'utilisation d'un dispositif d'assemblage sous forme d'une rangée de paires de leviers enveloppant les demi-cylindres véhiculés par chaque transporteur à rouleaux, ce qui augmente le poids des équipements ainsi que la superficie d'atelier occupée. En outre, le fait que lè dispositif d'assemblage soit du type à leviers ne permet pas d'amener les ébauches semi-cylindriques consécutives avant l'évacuation complète de l'ébauche tubulaire précédente, car les leviers doivent maintenir l'ébauche tubulaire jusqu a son évacuation complète du dispositif d'assemblage.Les ébauches consécutives peuvent être amenées seulement après le retour des leviers du dispositif d'assemblage en position initiale sur la ligne du tansporteur à rouleaux, ce qui entraîne un accroissement du temps dépensé pour les travaux auxiliaires et par conséquent une réduction correspondante de la productivité du travail. Le faible rendement du dispositif est dû en outre au fait que l'assemblage s'effectue par soudage électrique à l'arc sous flux, qui ne permet d'appliquer sur le tube, au moyen d'un seul dispositif de soudage, qu'un seul cordon et seulement si les bords longitudinaux de l'ébauche sont disposés verticalement. Pour l'application de l'autre cordon opposé, il faut amener ltébtuche tubulaire à une autre machine à souder. Une telle technologie de production des tubes rend nécessaire l'installation de plusieurs machines à souder successives, d'où un accroissement notable du poids des équipements et une augmentation de la superficie d'atelier qu ils occupent. En outre, par suite de l'accroissement du t-emps nécessaire à la réalisation des travaux auxiliaires, le rendement de l'ensemble du dispositif est réduit. lie but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients mentionnés ci-dessus. A cette fin, l'invention vise un dispositif destiné à la fabrication de tubes soudés au moyen de deux cordons de soudure à partir d'ébauches semi-cylindriques, et dont la construction permettrait de procéder à l'application simultanée de deux cordons opposés sur l'ébauche tubulaire. Cet objectif est atteint grace à la mise au point d'un dispositif -pour la fabrication de tubes soudés à partir d'ébauches semi-cylindriques, du type comportant successivement le long d'un axe longitudinal : un transporteur à rouleaux, un poussoir à barre-crèmaillère, un mécanisme pour l'assemblage des ébauches tubulaires, une cage d'amenée, une cage de soudage ge et au moins une cage d'évacuation, ledit dispositif étant caractérisé,suivant l'invention, en ce que le mécanisme pour l'assemblage des ébauches tubulaires est réalisé sous foras d'un tambour tournant disposé horizontalement, et comportant une ouverture-cylindrique axiale pour le passage des ébauches semi-cylindriques, et conçu pour recevoir dans ladite ouverture les ébauches semi-cylindriques superpo-sées-l'une à à l'autre de façon que leurs bords longitudinaux à souder soient disposés dans un meme plan horizontal, et en ce que sur l'extrémité avant de la barre à crémaillère du poussoir est rigisement fixée une traverse à laquelle sont articulés des leviers soumis à l'action de ressorts et qui, pendant le mouvement d'avance de la barre à cremaillère, saisissent et poussent l'ébauche à travers la cage de soudage, tandis que pendant la course de retour de la barre à crémaillère lesdits leviers laissent passer l'ébauche suivante. Une telle construction du dispositif proposé permettde procéder simultanément au soudage des de cordons opposés de l'ébauche tubulaire. Dans le dispositif conforme à l'invention, le tambour peut être constitué par des-bagues successives assemblées l'une à l'autre rigidement et avec un certain intervalle entreelles, et en ce que la superposition des ébauches semicylindriques à l'intérieur du tambour de manière que leurs bords longitudinaux à souder soient disposés dans un même plan horizontal, est assurée par la présence de deux rouleaux de guidage-des bords des ébauches, fixés aux faces de chaque bague en des points diamétralement opposés et dans un môme plan horizontal, de telle façon que les rouleaux disposés sur celles des faces desdites bagues qui.sont tournées vers les ébauches arrivant au tambour coopérent avec les bords longitudinaux de l'une des ébauches semi-cylindriques, tandis que les rouleaux disposés sur lesfaces opposées des bagues coopèrent avec les bords longitudinaux de l'autre ébauche semi- cylindrique > , les axes desdits rouleaux étant décalés à cet effet l'un par rapport à l'autre, de part et d'autre axe longitudinal du dispositif et dans un plan vertical. Un tel dispositif permet la réalisation simultanée de deux cordons sur l'ébauche tubulaire, ce qui améliore le rendement de l'opération D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de là desoiption suivante d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annelés qui représentent - la figure 1, un dispositif conforme à l'invention (vue d'ensemble); - la figure 2, une vue en coupe suivant II-II de la figure i - la figure 3, le poussoir du dispositif conforme à l'invention (en coupe longitudinale) - la figure 4, une vue en coupe suivant IV-IV de la figure 3 - la figure 5, une vue suivant la flèche A delta figure 3;; - la figure 6, une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 3 - la figure 7, une vue en coupe suivant Vil-Vil de la figure 1 - la figure 8, une vue en coupe suivant Vili-Vili de la figure 1. lie dispositif pour la fabrication de tubes soudés au moyen de deux cordons de soudure-est constitué par un transporteur à rouleaux 1 (figure 1) équipé d'un poussoir 2, un mécanisme 3 pour l'assemblage des ébauches tubulaires, une cage d'amenée 4, un mandrin intérieur 5 (figure 2), une cage de soudage 6 à cylindres multiples (figure 1) et deux cages d'-évacuation 7. lie poussoir 2 (figure 3), du type à crémaillère, est constitué par un corps 8 dans lequel est monté, sur des rouleaux de guidage 9, une-barrette 10 portant une crémaillère 11. Le mouvement rectiligne alternatif de la barre à crémaillètre 10 est assuré par un moteur électrique 12 (figure 4), par l'intermédiaire d'un arbre-pignon attaquant la crémaillère 11, et d'un réducteur cylindrique 14. Pour le guidage de la barre à crémaillère 10 un arbrepignon 15 tournant librement est monté dans la partie avant du corps 8. Sur la face avant de la barre 10 est rigidement fixée une traverse 16 (figure 5, 6) sur laquelle sont articulés, symétriquament à l'axe de la barre 10, deux leviers 17 à ressort. Aux extrémités des leviers 17 sont ménagées des encoches 18 (figure 6). lie poussoir 2 est aligné avec le transporteur à rouleaux 1 le long duquel les ébauches sont véhiculées vers le mécanisme 3 d'assemblage des ébauches tubulaires. lie mécanisme 3 pour l'assemblage des ébauches tubulaires est exécuté sous forme d'uniambour horizontal 19 à orifice axial cylindrique pour le passage des ébauches 20 (figure 1). lie tambour 19 est relié à une commande 21 assurant sa rotation. Il est constitué par des bagues 22 (figures f , 7) , qui sont montées successivement avec un certain intervalle entre elles et coaxialement à l'axe longitudinal du dispositif, et dont les faces sont rigidement assemblées entre elles par les tirants 23. La surface extérieure des bagues 22 du tambour 19 s'appliquent sur les rouleaux 24 tournant librement (figures 1, 7) et disposés à la partie inférieure et de part et d'autre du tambour 19. A la partie médiane du tambour 19 est rigidement fixée une roue dentée 25 (figure 1) par l'intermédiaire de laquelle le mouvement de ration de la commande 21 est transmis au tambour 19. Le positionnement axial du tambour 19 est assuré par des rouleaux d'appui verticaux 27, montés sous le tambour sur un montant 26. A l'intérieur du tambour 19 (figures 1,7), sur celles des faces de chaque bague 22 (figure 7) qui est tournée vers les ébauches arrivant au tambour, sont fixés sur des supports 28 deux rouleaux 29 diamètralement opposés, disposés dans un même plan vertical et sur lesquels les ébauches semicylindriques sont transportés dans dans le tambour 19. Sur les deux faces de chaque bague 22 sont fixés en porteà-faux, en des points diamètralement opposés et dans un même plan horizontal, deux rouleaux 30 de guidage des bordsdes ébauches (figure 7). lies rouleaux 30 disposés sur les bagues 22 du côté de l'arrivée des ébauches coopèrent avec les bords longitudinaux 31 (figure 1) de l'une des ébauches semi-cylindriques, tandis que les rouleaux opposés coopèrent avec les bords 31 de l'autre ébauche. Pour assurer le guidage indépendant des bords 31 des ébauches semi-cylindriques, les axes des rouleaux de guidage 30 sont décalés l'un par rapport à l'autre de part et d'autre de l'axe longitudinal du dispositif et dans un plan vertical. La cage d'amenée 4 (figure 1) est prévue pour amener à la cage de soudage 6 l'ébauche tubulaire formée de deux moitiés, La cage d'amenée 4 est montée sur une plaque 32 et est constituée par un bâti 33(figures 1,28 dans lequel sont placés des cylindres inférieur et supérieur 34, 35 (figure 2) pourvus de coussinets 36. Pourper- mettre le réglage du calibre, le cylindre supérieur 35 peut être déplace en hauteur à l'aide d'un mécanisme de pression 37 monté sur le couvercle 38 du bâti 33 et commandé à partir d'un réducteur à vis sans fin (non représenté). L'entraînement des cylindres 34, 35 de la cage d'amenée 4 (figure 1) est assuré par une commande individuelle. Devant la Cage de soudage 6 se trouve une cage 39 à cylindres verticaux 40 tournant librement, pourvue d'une rondelle fendue 41 et prévus pour assurer le guidage et l'angle nécessaire de jonction des bords 31 des ébauches. En aval de la cage d'amenée 4 (figure 1) se trouve la cage de soudage 6 destinée à effectuer la compression simultanée des deux paires de bords 31 de l'ébauche tubulaire, chauffés à la température de soudage par un dispositif à haute fréquence La cage de soudage 6 est constituée par un bai42 (figure 8) à l'intérieur duqel sont montés des dévidoirs supérieur et inférieur 43, 44 disposés symétriquement et comportant des cylindres de pression 45. Pour le déplacement en hauteur des dévidoirs 43 et 44 avec les cylindres de pression 45 pendant le soudage, on a prévu deux mécanismes de pression 46 dont les vis de pression 47 sont commandées à partir d'un moteur électrique 48 par l'- intermédiaire d'un réducteur 49. Pour l'alignement des bords des ébauches, les cylindres latéraux 50 de chaque dévidoir 43, 44 comportent en suture un réglage individuel réalisé par l'intermédiaire d'un méca nisme de pression 51. En aval de la cage de soudage 6 sont montées deux cages d'évacuation commandées 7 dont la construction est absolument identique à celle de la cage d'amenée 4. Sur le secteur des cages de présentation , de soudage et d'évacuation 4,6,7, à l'intérieur de l'ébauche tubulaire 20 (figure 2), se trouve le mandrin intérieur 5 prévu pour recevoir les cylindres 52 enveloppés par l'ébauche tubulaire du coté intérieur, ainsi que pour recevoir un inducteur (non représenté) pour lednauffage des bords 31. Le corps 53 du mandrin 5 est constitué par un ensemble soudé. Sur le corps 53 du mandrin 5, suivant les sections des cages d'amenée de soudage et dtéacuation 4, 6,7 et conformément à la géométrie intérieure de l'ébauche 20, sont montés des cylindres profilés 52 assurant un soudage de qualité des ébauches tubulaires. lie dispositif fonctionne de la façon suivante. Les ébauches semi-cylindriques 20 (figure 1) formées sur les presses sont amenées par le transporteur à rouleaux 1, par l'intermédiaire du corps 8 (figure 3) du poussoir, au mécanisme 7, (figure 1) pour l'assemblage des ébauches tubu laires.'lies leviers 17 (figures 5,6) montés sur la traverse 16 de la barre à crémaillère 10 (figure 3) pivotent sous l'action de ébauche et, après son passage, sont ramenées en position initiale. Quand l'ébauche semi-cylindrique se trouve entièrement engagée dans le mécanisme d'assemblage 5, le tambour 19 (figures 1,7) et l'ébauche 20 pivotent de 180c sous ltaction de la commande 21. Ensuite une deuxième ébauche semi-cylin drique-est amenée de la même manière dans la partie libre du tambour 19 L'ébauche tubulaire assemblée de cette façon est amenée par le poussoir 2 dans la cage d'amenée 4 et ensuite dans la cage de soudage 6 .L'angle de jonction des bords 31 nécessaire au soudage des tubes par courant haute fréquence, est sauré par les cylindres verticaux 40 pourvus de la ron delle fendue 41 et montés dans la cage 39.Après le chauffage des bords 31 par le courant haute fréquence et l'amenée de l'évau- che tubulaire aux cylindres de pression 45 (figure 8), la cage de soudage 6 amorce l'opération de soudage du tube. Pendant le soudage, le tube est poussé ru la barre 10 (figure 1, 3) du poussoir 2 et passe à travers la cage de soudage 6 à la vitesse de soudage. Quand le bout avant du tube arrive dans la première cage d'évacuation 7, la barre 10 du poussoir 2 s'arrête et est ramenée à sa position initiale, après quoi le cycle se répète. lie dispositif propose pour la fabrication de tubes à deux cordons de soudage permet, contrairement aux meilleurs équipements similaires fabriqués par les sociétés étrangères, de réaliser simultanément , parsou(1sgeàIlIeòeCm'ce deux cordons au moyen d'une seule machine à souder, L'invention permet ainsi d'augmenter considérablement le rendement(detrois à cinq fois). Le dispositif proposé permet également de fabriquer des tubes de grand diamètre à l'aide de tôles relativement étroites. De plus, les conditions de travail (utilisation de flux au cours du soudage à l'arc) sont nettement améliorées. lie nombre des opérations technologiques est réduit, car on soude simulténément deux cordons. Ses opérations peuvent etre réalisées d'une façon continue. lies superficies d'atelier ainsi que le personnel de service sont sensiblement réduits. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R B V E N D I C A T I O N S. 1. Dispositif pour la fabrication de tubes soudés à partir d'ébauches semi-cylindriques, du type dans lequel sont disposés successivement, suivant l'axe longitudinal du dispositif : un transporteur à rouleaux, un poussoir à barrecrémaillère, un mécanisme pour l'assemblage des ébauches tubulaires, une cage d'amenée des ébauches, une cage de soudage des ébauches et au moins une cage d'évacuation des tubes soudés, caractérisé en ce que le mécanisme pour l'assemblage des ébauches tubulaires est constitué par un tambour tournant disposé horizontalement, comportant une ouverture cylindrique axiale pour le passage des ébauches semi-cylindriques, et conçu pour recevoir dans ladite ouverture les ébauches semi-cylindriques superposées l'une à l'autre de façon que leurs bords longitudInaux à souder soient disposés dans un même plan horizontal, et en ce que sur l'extrémité avant de la barre à crémaillère du poussoir est rigidement fixée une traverse à laquelle sont articulés des leviers soumis à l'action de ressorts et qui, pendant le mouvement d'avance de la barre à creaillère, saisissent et poussent l'ébauche à travers la cagè ds soudagey tandis que pendant le mouvement de retour de ladite Marre lesdits leviers laissent passer l'ébauche suivante 2.Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour précite est constitué par des bagues successives assemblées l'une à l'autre rigidement et avec un certain intervalle entre elles, et en ce que la superposition des ébauches semi-cylindriques à l'intérieur du tambour de manière que leurs bords longitudinaux à souder soient disposés dans un même plan horizontal, est assurée par la présence de deux rouleaux de guidage des bords des ébauches, fixés aux faces de chaque bague en des points diamètralement opposés et dans un même plan horizontal, de telle 'façon que les rouleaux disposés sur celles des faces desdites bagues qui sont tournées vers les ébauches arrivant au tambour coopérent avec les bords longitudinaux de l'une des ébauches semi-cylindriques, tandis que les rouleaux disposés sur les faces opposées des bagues coopèrent avec les bords longitudinaux de l'autre ébauche semi-cylindrique, les axes desdits rouleaux étant décalés à cet effet l'un par rapport à l'autre, de part et d'autre de l'axe longitudinal du dispositif et dans un plan vertical.