Brevet FR2251389A1 — publié le 19750613

La présente invention est relative Ci un procédé et a une installation pour la fabrication de treillis métalliques pour l'armature de béton, en particulier de treillis en barres d'aciers naturellement durs, constitués de barres longitudinales et de barres transversales, de section ronde et à surface lisse ou cré- nelée, soudées entre elles aux points de croisement. Il est bien connu que lors de la fabrication de treillis, le soudage par résistance de barres croisées en aciers a teneur relativement élevée en carbone,ou en aciers fortement alliés,a a pour conséquence de rendre les barres fragiles et cassantes aux endroits soudés. Cet inconvénient résulte du fait que les barres sont d'abord soumises à un échauffement local brusque et intense et subissent après l'exécution de la soudure un refroidissement rapide entralnant des modifications importantes de la texture de l'acier, en particulier des formations de martensite.Le problème du soudage par résistance de barres en acier contenant des pour centages relativement élevés a d'éléments trempants est particulière- ment difficile lorsqu'il s'agit d'assembler des barres de diamètres différents, étant donné que la chaleur est évacuée alors à des vitesses différentes. Pour améliorer la qualité des treillis obtenus par soudage par résistance de barres à teneur élevée en carbone, on a déjà préconisé de préchauffer les barres, surtout les barres de plus gros diamètres, immédiatement avant ltexécution du soudage. Par ce chauffagearealise par exemple en faisant passer les barres a travers des sources de chaleur particulières, comme des bobines d'induction*ou en faisant passer un courant de préchauffage a travers les barres dans la région des points de soudure avant l'exécution de la soudure, on introduit une partie plus importante de calories dans la zone de soudure des barres, surtout des barres a plus forte section,et on arrive à obtenir une cinétique de refroidissement ne dépassant généralement pas la vitesse critique de trempe. Suivant le procédé de préchauffage choisi, il faut toutefois s'accommoder de certains inconvénients comme des accessoires coûteux, une dépense d'énergie supplémentaire relativement importante, des phases de travail prolongées conduisant une productivité plus limitée, etc.. Il est également possible de restaurer plus ou moins complète ment les propriétés initiales du matériau,entièrement ou partieilement refroidi,en soumettant les treillis à un traitement thermique indépendant de l'opération de soudage,sans pouvoir toutefois éliminer les microfissurations nées des tensions internes. Ce traitement est généralement effectué dans des fours de recuit dans lesquels on entasse les treillis soudés. A part une installation particulière, le traitement de recuit exige également des manipulations supplémentaires des treillis et conduit a une prolongation substantielle du processus de fabrication. La présente invention a pour objet un procédé permettant de réduire de manière simple, efficace et économique, la fragilité des points de soudure lors de la fabrication de treillis d'armature formés de barres en aciers naturellement durs, solidarisées à leurs points de croisement par soudage par résistance. Elle a notamment pour but de parvenir au résultat désiré par un traitement thermique qui peut être effectué dans les installations de soudage par résistance existantes, sans modifications notables de celles-ci > etqui ne provoque pas de prolongation substantielle du processus, de façon à maintenir une productivité aussi élevée que possible. L'invention a également pour objet l'installation servant à l'exécution du présent procédé de fabrication de treillis soudés. Conformément a l'invention, des treillis soudés sans points de soudure fragiles sont obtenus par le fait qu'immédiatement après l'exécution de la phase de soudage,et alors que les barres croisées solidarisées sont toujours sous pression, on envoie durant une phase de post-chauffage préréglée > dans la région des points de soudure des barres,une quantité de chaleur suffisante pour ralentir la vitesse de refroidissement de sorte qu'elle reste dans tous les cas inférieure à la vitesse critique de trempe. On effectue le post-chauffage local des barres du treillis soude àl'endroit des soudures en faisant passer un courant de faible intensité à travers la soudure pendant un temps déterminé. A cet effet, on se sert de préférence des électrodes servant à effectuer le soudage. Cette opération se fait en continu, c'est-àdire qu'il n'y a pas d'interruption entre les phases du soudage et du post-chauffage. On peut également traiter suivant l'invention des treillis composés de barres de dimensions transversales et/ou de compositions différentes. Lorsque le post-chauffage conjoint des barres longitudinales et transversales a leurs points de croisement risque de conduire à une surchauffe des barres de plus faible section ou a des vitesses de dissipation de chaleur trop dissemblables dans les deux sortes debarres, on n'applique le traitement qu'aux barres de plus grande section en chauffant celles-ci par effet Joule au moyen d'électrodes auxiliaires. Les phases de soudage avec les électrodes principales et de post-chauffage avec des électrodes secondaires supérieures mises en contact avec les barres de plus grande section seulement peuvent etre exécutées dans ce cas de façon consécutive sans point mort notable.Les deux phases peuvent également se superposer partiellement, de sorte que la durée totale d'un cycle de soudage et de post-chauffage se trouve abrégée. Le procédé permet donc d'introduire soit une certaine quantité égale de calories dans les barres longitudinales et transversales simultanément, soit un complément de calories, de préférence dans les barres de plus fort diametre seulement, de sorte que la vitesse de refroidissement des joints de soudure reste dans tous les cas inférieure à la vitesse critique de trempe. Contrairement à ce qui se fait dans les procédés de recuit sur des barres à structure fragile dont il s'agit de restaurer la structure initiale en faisant disparaître l'effet de trempe, on empêche ici par un apport complémentaire de calories directement à la suite du soudage,la formation drune-structure de trempe. L'installation suivant l'invention, qui comporte un dispositif d'avancement des fils longitudinaux, un dispositif d'amenée des fils transversaux et des électrodes de soudage disposées parallèlement aux fils transversaux, se caractérise essentiellement par le fait que l'alimentation des électrodes de soudage et/ou de postchauffage,et en conséquence les opérations de soudage et/ou de post-chauffage,sont réglées électroniquement par des circuits de temporisation et de réglage d'intensité de sorte qu'on peut facilement et rapidement adapter les durées et les intensités de courant des deux phases de travail, aux besoins imposés par la nature du treillis à fabriquer. Grâce au procédé suivant l'invention, il est donc possible de souder par résistance, sans risque de fragilisation, en des temps relativement courts et avec des moyens techniques assez simples, des barres de section et/ou de composition égale ou différente, notamment des barres en aciers naturellement durs. Pour 1' exécution de l'invention, notamment en ce qui concerne la commande, on dispose de différentes possibilités, dont la forme d'exécution préférée est décrite ci-après dans un exemple de mise en oeuvre, en référence au dessin annexé qui représente le circuit électrique et de commande des électrodes d'une installation de soudage par résistance de treillis. Une nappe de barres longitudinales 1 en acier naturellement dur est avancée de façon intermittente entre la rangée de tetes de soudage inférieures stationnaires 4 et la rangée de têtes de soudage supérieures, mobiles verticalement,3. Les déplacements successifs des barres longitudinales dans le sens de la fleche correspondent à l'écartement des barres transversales. Ces barres transversales 2 pré coupées à la longueur voulue sont introduites entre les deux rangées de têtes de soudage 3 et 4. Lorsque les barres sont en position exacte entre les têtes de soudage, les têtes de soudage supérieures 3 sont abaissées et appliquées avec la force de pression voulue contre la barre transversale 2. Le courant de soudage est fourni aux électrodes, reliées par des conducteurs flexibles au bobinage secondaire d'un transformateur de soudage 5. Les barres sont soudées à leurs points de croisement sous l'effet de la chaleur et de la pression. Immédiatement a la suite du soudage et sans desserrer les électrodes, on laisse passer,pendant un temps preêtabli,un courant de chauffage d'intensité donnée qui a pour effet de porter une zone axiale des barres, correspondant sensiblement à l'étendue des zones de soudage aux points de croisement des barres à une température proche du début de l'austénisation. Un cycle de travail terminé, le treillis est déplacé d'une distance correspondant à l'écartement des'barres transversales et le cycle de travail est recommencé pour fixer une autre barre transversale à la nappe de barres longitudinales. Entre-temps, les soudures exécutées antérieurement se refroidissent à une vitesse inférieure à la vitesse de trempe. Les deux phases de travail d'un cycle se suivant sans inter ruption, il n'y a pas de perte de chaleur intermédiaire dans les tronçons soudés, ce qui présente un avantage incontestable par rapport aux autres procédés de post-traitement, tant en ce qui concerne la qualité de la soudure obtenue que l'économie en calories réalisée. Les courants pour le soudage et pour le chauffage complémentaire subséquent sont fournis par le même transformateur 5. L'installation de soudage proprement dite est équipée d'une commande electronique 10 qui permet de programmer à l'avance et individuellement pour chaque phase du cycle de travail les paramètres opératoires que sont la durée et l'intensité du courant en fonction de l'analyse et des sections des barres a souder. Ces paramètres sont réglés dans les circuits électroniques 6 et 7, c'est-à-dire les circuits de temporisation et de réglage d'inten suite, ce dernier circuit agissant sur le déphasage des courants dans les deux ignitrons 8 et 9. La commande électronique illustrée comporte 2 programmes préréglés Pnur le temps et pour l'intensité de courant. Le programme 11 règle la phase de soudure et le programme 12 la phase de postchauffage. Ces deux programmes se suivent en cascade de sorte qu'il n'y a pas de temps mort entre les deux phases. Le procédé décrit pour le soudage de barres transversales ~des barres longitudinales avancées de façon discontinue, c'est-àdire déplacées pas à pas d'une longueur correspondant à l'écarte- ment des barres transversales, peut également trouver application dans les installations de soudage à avance continue dans lesquelles des électrodes de soudage volantes sont entraînées dans un mouvement de va-et-vient sur une certaine distance en synchronisme avec 11 avance des fils longitudinaux. Le procédé s'applique également pour le soudage simultané de deux barres transversales à une nappe de barres longitudinales. De même, il peut être adapté au soudage par résistance de supports de distancement à des élé- ments de treillis. Dans ce dernier cas on peut, tout comme pour le soulage des treillis même, solidariser des éléments de sections et de qualités différentes sans aucun préjudice pour la qualité et la soudure. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a l'homme de l'art, suivant les applications envisagees et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDTCATioNS 1.- Procédé de fabrication de treillis métalliques par soudage par résistance de barres longitudinales et transversales à leurs points de croisement, en particulier de barres en aciers naturellement durs, caractérisé en ce qu'immédiatement après l'exécution de la phase de soudage et alors que les barres croisées solidarisées par soudage sont toujours sous pression, on envoie durant une phase de post-chauffage dans la région des points de soudure des barres,une quantité de chaleur suffisante pour ralentir la vitesse de refroidissement, de sorte qu'elle reste dans tous les cas inférieure a la vitesse critique de trempe. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on envoie un courant de faible intensité a travers la zone de la soudure des barres pendant un temps prédétermine. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le courant de post-chauffage est envoyé à travers les deux barres dans la zone de la soudure au moyen d'électrodes de soudage. 4.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le courant de post-chauffage est envoyé a travers la barre de plus grande section dans la zone de soudage au moyen d'électrodes supérieures auxiliaires. 5.- Procédé suivant la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que les phases de soudage et de post-chauffage se superposent partiellement. 6.- Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les phases de soudage et de post-chauffage sont réglées électroniquement suivant des programmes pré-établis pour la durée des phases et l'intensité du courant. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les phases de soudage et de post-chauffage se suivent sans interruption. 8.- Installation pour l'exécution du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par une alimentation d'électrodes en courant de post-chauffage d'intensité préétablie pendant une durée donnée et par une programmation électronique de la durée et de l'intensité du courant de post-chauffage et de soudage. 9.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les électrodes sont des électrodes de soudage. 10.- Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les électrodes sont des électrodes auxiliaires pour le post-chauffage des barres de plus grande section. 11.- Installation suivant une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que les électrodes sont alimentées à partir d'un même transformateur pour les deux phases d'un cycle de travail. 12.- Installation suivant une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce que les électrodes sont mobiles et effectuent un mouvement de va-et-vient à une vitesse réglée sur la vitesse d'avance des fils longitudinaux. 13.- Treillis métalliques soudés, constitués de barres longitudinales et de barres transversales en aciers naturellement durs, solidarisés aux points de croisement par soudage par résistance, obtenus a l'aide du procédé selon une quelconque des revendications 1 à 7.