Brevet FR2222169A1 — publié le 19741018

ta présente invention concerne les procédés de placage de produits, notamment les procédés de placage par explosif des surfacesintérieures de produits métalliques ayant la forme de corps de révolution. L'invention peut etre appliquée avec un maximum d'efficacité au placage des surfaces intérieures de produits cylindriques de grand encombrement (diamètre supérieur à*1 m)remplissant des fonctions particulièrement importantes et qui, devant ensuite être assemblés, doivent satisfaire à des prescriptions de précision sévères. On connaît des procédés de placage par explosif des surfaces intérieures de produits métalliques ayant la forme de corps de révolution , dans lesq#uels le produit de placage, portant unediarge d'explosif annulaire, est placé à l'intérieur du produit à plaquer avec un écartement constant prédéterminé et constitue avec lui un ensemble qui se monte verticalement sur un support. Ledit ensemble contacte directement le support par sa tranche inférieure Au cours du placage réalisé par l'explosion9 le produit à plaquer subit de fortes charges dues à l'impulsion d'explosion, provoquant des déformations résiduelles importantes du produit, et meme, quelquefois, sa rupture. tes procédés connus prévoient la protection des produits contre les déformations au cours du placage par explosion. Un de ces procédés prévoit la réalisation du placage avec mise en place du tout l'ensemble dans une matrice métallique. ta matrice encaissant les charges dues à 11 explosion doit avoir une épaisseur de paroi très importante comparativement à l'épaisseur de paroi du produit à plaquer. Au cours de l'explosion, la matrice subit un écrouissage et, par conséquent, ne peut servir pendant un temps prolongé sans traitement thermique. Tout cela fait que sa fabrication nécessite beaucoup de métal et que son prix est élevé. En outre, pour le placage de produit d'un diamètre supérieur à un mètre, la réalisation d'une telle matrice m métallique soulève des difficultés et est irrationnelle. Les autres procédés connus prévoient une protection classique du produit à plaquer contre la destruction lors du placage par explosif, consistant à placer sur la surface extérieure du produit à plaquer une charge d'explosif annulaire supplémentaire. Toutefois, une telle protection ne supprime pas complètement la déformation du produit à plaquer au cours du placage. Un des principaux inconvénients des procédés connus indiqués réside dans le fait que l'ensemble préparé est placé sur le support de telle manière que sa tranche inférieure contacte directement ce support. Il en résulte que les produits de l'explôsion se formant au cours du placage par explosif dans la cavité de l'ensemble y provoquent une forte élévation de la pression, ce qui, à son tour, provoque des modifications de forme importantes du produit, et des écarts de ses dimensions par rapport aux dimensions nominales. Par dimensions nominales on entend ici les cotes du dessin sans tolérance. Ces modifications sont particulièrement marquées lors du placage de produits dont le rapport hauteur/aiamètre est supérieur à l'unité. Lesdites modifications du produit peuvent être corrigées par enlèvement de matière ultérieur. Cela ne donne pas toujours des résultats favorables, surtout si le produit est plaqué avec une tole mince (jusqu'à 6 mm). Dans ce cas, la correction de la forme du produit plaqué peut entraîner l'enlèvement complet de la couche de placage. La remise en état des endroits dénudés par rechargement entrains des hétérogéné Lés dans la soudure et des micro-défauts dans le produit fini. Sl outre, lesdites modifications de forme des produits et des modifications de leurs dimensions sont particulièrement défavorables pour les produits devant ensuite etre assemblés (joints) et dont les dimensions et la forme doivent par conséquent satisfaire à des prescriptions sévères. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients indiqués. Il s'agissait donc de créer un procédé de placage par explosif des surfaces intérieures de produits métalliques ayant la forme de corps de révolution, dans lequel la disposition de l'ensemble préparé au traitement par explosion par rapport au support serait telle, qu'elle permettrait d'obtenir de pair avec une haute qualité de la soudure sur toute la surface à souder, des produits plaqués dont les dimensions seraient rapprochées au maximum'des valus nominales. La solution consiste en un procédé de placage par explosif des surfaces intérieures de produits métalliques ayant la forme de corps de révolution, dans lequel le produit de placage portant une charge d'explosif annulaire est placé dans le produit à plaquer avec un écartement constant prédéterminé, le produit à plaquer portant sur sa surface extérieure une charge d'explosif annulaire supplémentaire et formant avec le produit de placage un ensemble qui est monté sur un support vaticalement, procédé dans lequel, d'après l'invention, on laisse entre la tranche inférieure de l'ensemble et le support un écartement dont la valeur est suffisante pour que les gaz se formant lors du placage par explosion puissent s'échapper librement de la cavité- dudit ensemble. Grâce à une teLle disposition du système préparé pour le placage par explosif par rapport au support, le procédé proposé assure d'une façon stable l'obtention de produits plaqués dont les dimensions sont rapprochées au maximum des dimensions nominales, tout en donnant une soudure de haute qualité sur toute la surface de soudage. D'aubes particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un ensemble préparé au placage par explosif, placé sur un support, d'après l'invention (coupe longitudinale); - la figure 2 représente le même ensemble (vue de dessus, sans détonateur); - la figure D tst une vue schématique illustrant la formation successive d'un front de détonation plat au cours du placage par explosif, d'après l'invention. Le produit de placage 1 (figure 1) portant une charge d'explosif annulaire 2, est placé avec un écartement h constant prédéterminé dans le produit à plaquer 3, ayant la forme d'un cylindre et portant sur sa surface extérieure une charge d'explosif annulaire supplémentaire 4. L'ensemble ainsi formé est préparé pour l'explosion et mcnté sur un #support 5. D'après l'invention, l'ensemble obtenu est monté sur le support 5 ae telle façon qu'entre sa tranche inférieure 6et le support il y ait un écartement S. La valeur decet écartement doit être suffisante pour que les gaz se formant lors du placage par explosion puissent s'échapper librement de la cavité C dudit ensemble. Tuut le système est préparé au placage par explosion de la façon suivante. Le produit à plaquer 3, avec sa surface à plaquer A préparée d'une manière connue, est placé sur le support 5 à l'aide d'un dispositif de maintien de tout l'ensemble, constitué par un anneau métallique 7 se posant directement sur le support 5, et par des tubes verticaux 8, dont les bouts inférieurs sont disposés en des points équidistants sur l'anneau 7 et dont les bouts supérieurs contaetent directement la tranche inférieure du produit à plaquer 3. Sur les tranches supérieure et inférieure du produit 3 il y a des pattes 9 (figure 2) à trou taraudé, dans lesquelles sont disposées des vis 10 assurant le maintien du produit de placage 1 avec un écartement prédéterminé h par rapport au produit à plaquer. Le produit de placage 1, avec sa surface extérieure B préparée d'une manière appropriée, est placée à l'intérieur du produit à plaquer 3, de façon que son écartement h par rapport à la surface intérieure A de ce produit ait une valeur prédéterminée constante, et il est fixé sur le produit à plaquer par les vis 10. C'est à l'aide de ces vis que l'on maintient l'écartement h à une valeur constante prédéterminée. Sur les tranches supérieure et inférieure du produit de laçage 1 il y a des brides métalliques "a" équidistantes sur le périmètre de la tranche, pour la fixation d'un coffrage Il au moyen duquel la charge d'explosif annulaire placée sur le produit de placage est maintenue d'une façon sure. te coffrage ll est en carton gaufré, renforcé le long de sa génératrice par des liteaux de bois "b" (figure 1), équidistants disposés suivant le périmètre du coffrage, de même que les brides liant par leur#intermédiaîre le coffrage au produit de placage. La grandeur de la charge d'explosif annulaire 2 est déterminée, dans chaque cas concret, par une méthode qui est connue des spécialistes travaillant dans ce domaine,# ne sera pas exposée dans la présente description afin de mieux faire ressortir l'essentiel de l'invention. La charge annulaire d'explosif supplémentaire 4 est elle aussi retenue sur le produit à plaquer 3 à l'aide d'un coffrage 12 analogue au coffrage 11. L'épaisseur de la charge supplémentaire 4 doit, comme l'ont montré les essais réalisés, être égale à celle de la charge 2#ou un peu plus grande qu'elle. La hauteur de la charge 4 doit être égale à celle de la charge 2. Quant à la hauteur de la charge 2, elle doit être égide à la hauteur du produit de placage 1, dont les tranches dépassent des tranches correspondantes du produit à plaquer 3. Ces dépassements sont égaux à 4 ou 5 fois l'épaisseur de la charge 2. De la sorte, les tranches des charges 2 et 4 ont aux deux tranches des surplus en longueur, chacun desquels est égal à 4 ou 5 épaisseurs de la charge 2. Les dépassements des tranches des charges 2 et 4 du coté de la tranche supérieure du système sont prévus pour déporter la zone où se forme le front de détonation plat au-delà des limites du produit à plaquer 3. Cela prévient la formation, sur le produit à plaquer 3, de micro-défauts dûs aux tronçons de cordeau détonant. Les dépassements des charges du côté de la tranche inférieure de l'ensemble contribuent au dépôt de l'interférence des ondes de choc, après leur réflexion par la surface libre de la charge (c'est-à-dire par la tranche de la charge), au-delà des limites du produit à plaquer, ce qui est extrêmement favorable à l'obtention d'une soudure de haute qualité sur toute la surface à souder. Dans chacune des charges 2 et 4 on crée un front de détonation plat. les fronts de détonation plats doivent apparaître et se propager à la même vitesse dans les deux charges. Cela est obtenu enintroduisant dans chacune des charges 2 et 4 plusieurs tronçons 13 (figuresl et 3) de cordeau détonant. Les bouts des tronçons 13 sont engagés dans la charge à une profondeur "1", égale pour tous les tronçons, perpendiculairement au front de détonation à créer. Les tronçons sont équidistants suivant le périmètre de la charge annulaire, et disposés de telle façon que leurs bouts engagés dans les charges 2 et 4 soient respectiveent dans un même plan diamètral. Les autres bouts des tronçons 13 sont reliés au moyen de cordeaux détonants par paires comprenant un tronçon de la charge 2 et un tronçon de la charge 4. Ensuite, ces pairs sont elles aussi reliées par paires, et ainsi de suite, de façon que l'initiation des charges 2 et 4 s'effectue à partir d'un seul détonateur mettant simultanément à feu tous les tronçons 13 engagés dans les deux charges. La création d'un front de détonation plat et, par conséquent, l'obtention d'une certaine directivité des ondes-dans la soudure est, dans certains cas (par exemple pour les produits cylindriques travaillant sous pression) favorable aussi du point de vue des conditions d'utilisation du produit plaqué. L'ensemble "produit à plaquer + produit de placage" ainsi formé, ayant sa tranche inférieure 6 soutenue à une distance S du support 5, est prêt pour l'opération de placage par explosion. le placage est exécuté de la façon suivante. Avec le détonateur 14 (figures 1 et 3) on met à feu les tronçons 13, ce qui fait apparaître simultanément dans les deux charges 2 et 4 des fronts de détonation plats. Chacun des tronçons 13 ( figure 3) constitue, avec son bout engagé dans la charge, un point d'initiation d'où part un front de détonation sphérique 15. Au fur et à mesure que les fronts sphériques 15 s'éloignent des points d'initiation, leur rayon augmente leur courbure diminue et, en serapprochant d'une forme plane ils constituent en conjugaison un front de détonation 16 plat. De tels fronts de détonation16, se déplaçant à lå même vitesse dans tout l'ensemble, préservent le produit à plaquer 1 des ruptures. Au moment de l'explosion, le produit de placage 1, en supprimant l'écartement h, acquiert une vitesse de l'ordre de 500 à 700 m/s. Be produit de placage 1, en venant frapper à cette vitesse le produit à plaquer 3, se joint à celui-ci, ce qui-assure le soudage. Les produits de l'explosion qui se forment lors du placage dans la cavité C s'en échappent librement non seulement par le haut, mais aussi par le bas, grace à la présence de l'écartement S entre la tranche inférieure 6 de l'ensemble et le support 5, en supprimant ainsi l'action sur l'ensemble de la suppression engendrée dans la cavité C. ut cela permet l'obtention stable de produits plaqués ayant des dimensions rapprochées au maximum des dimensions nominales, en assurant ainsi une haute qualité de la soudure sur toute la surface plaquée. Par le procédé proposé, on a plaqué avec succès deux récipients cylindriques devant être ensuite joints un à l'autre. Chaque récipient avait un diamètre de 2500 mm, une hauteur de 1800 mm, une épaisseur de paroi de 140 mm. Le produit de placage pour chaque récipient était un cylindre à épaisseur de paroi de 3 mm, en acier inoxydable. Les tronçons de cordeau détonant ont été engagés dans les tranches supérieures des deux charges à une profondeur de 50 mm; le pas des tronçons sur la charge 2 était de 120 mm. Chaque dépassement de la longueur des charges (aux tranches supérieures et inférieures ) était de 1000 mm. On a ainsi obtenu des produits dont les déformations résiduelles étaient de +0,15/o, ce qui satisfait aux exigences de l'assemblage (jonction) de tels récipents. La jonction obtenue présentait une résistance mécanique uniforme avec soudage sur 100% de la surface. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à tire d'exemple . En particdier, 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 E V E N D I C A g I O N S 1. Procédé de placage par explosif des surfaces intérieures de produits métalliques ayant la forme de corps de révolution, du type dans lequel un élément de placage portant une charge d'explosif annulaire est placé dans le produit à plaquer avec un écartement #constant prédéterminé entre eux, le produit à plaquer portant sur sa surface extérieure une charge d'explosif annulaire supplémentaire et formant avec l'élément de placage un ensemble unique que l'on monte verticalement sur un support caractérisé en ce que ledit ensemble est disposé de telle faço ixtentre sa tranche inférieure et le support il y ait un écartement dont la valeur est suffisante pour que les gaz se formant lors du placage par explosion puissent s1 échapper librement de la cavité dudit ensemble. 2. Produits plaqués par explosion, caractéris~ en ce qu'ils sont obtenus par le procédé suivant la rendication 1.