Brevet FR2342817A1 — publié le 19770930

La présente invention concerne une fabrication de tubes ailetés, dans lesquels les ailettes sont constituées par une bande de métal enroulée sur chant hélicoidalement S l'extérieur du tube et soudée sur ce tube. Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement l'un des procédés connus. Généralement donc, on fait tourner un tube 1 horizontalement autour de son axe 2, la rotation de ce tube entraînant l'enroulement d'une bande de métal 3, de manière que cette dernière constitue une ailette hélicofdale autour du tube 1. De manière connue, ladite bande 3 est guidée par des dispositifs qui permettent, d'une part de la présenter sur chant au voisinage du tube et, d'autre part de déplacer 1' arrivée de la bande le long du tube avec une vitesse en relation avec la vitesse de rotation du tube et le pas de l'hélice que llon veut obtenir. Généralement, la bande arrive sur le tube à sa partie supérieure, comme représentée sur les figures 1 et 2, et est soudée immédiatement après son point de contact sur le tube en un endroit repéré par la flèche 4. Cette flèche symbolise une torche de soudure qui est constituée le plus souvent par l'électrode consommable d'un poste à soudure à arc électrique. On remarquera que, compte-tenu du sens de rotation A du tube, la soudure ainsi réalisée est une soudure dite "montante", ctest-à-dire que, sous l'effet de la gravité, le bain de soudure tend å s'éloigner de la torche de soudure. Le principal inconvénient de ce type de soudage vient du fait que l'on ne peut pas facilement augmenter la vitesse de rotation du tube sans nuire à la -régularité de la soudure, en particulier sans provoquer des ruptures d'arc électrique. Il résulte de cette constatation que le temps de fabrication de tubes ailetés, selon ce procédé connu, est relativement-long d'où un prix de revient difficile à diminuer. La présente invention entend remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de fabrication d'un tube aileté, permettant de souder beaucoup plus rapidement ladite ailette sur le tube. Selon le procédé de l'invention, on anime le tube d'un mouvement de rotation horizontale autour de son axe de manière qutil entrain l'enroulement hélicotdal sur chant d'une bande de métal autour du tube, on soude au moyen d'un arc électrique ladite bande après son point de contact sur le tube, de manière que l'arc électrique soit établi sur le quart supérieur de la surface extérieure du tube rencontré dans le sens de rotation avant le demi-plan vertical montant issu de son axe. De préférence, l'arc électrique susdit sera produit dans une zone du tube située entre 700 et 500 en avant du demi-plan vertical par rapport au sens de rotation. L'invention a également pour objet une machine pour mettre en oeuvre le procédé susdit comportant, de manière connue en elle-même, un dispositif d' entrainement du tube en rotation horizontale autour de son axe, un dispositif de guidage et d'amenée sur le tube d'une bande métallique, des moyens d'asservissement réglables du dispositif de guidage au dispositif d'entrainement susdits, un poste à souder å arc et électrode continue solidaire du dispositif de guidage et comportant un organe de maintien réglable de l'électrode au voisinage du tube. Selon l'invention, ledit organe de maintien est orienté de telle manière que 1' extrémité active de l'électrode est située dans le dièdre défini par le demi-plan vertical montant contenant l'axe de rotation du dispositif d'entrafnement et par le demi-plan issu de cet axe perpendiculaire au plan susdit et rencontré avant ce dernier dans le sens de rotation du dispositif. De préférence, la pointe active susdite de l'électrode sera située dans un dièdre défini par des plans concourants sur l'axe de rotation susdit et situé respectivement 700 et 500 avant le demi-plan vertical susdit par rapport au sens de rotation. Enfin, le dispositif d'amenée de la bande de métal constitué,de manière connue, par des galets de guidage, est orienté de manière que le sens de défilement de la bande au voisinage du tube soit ascendant. L'invention sera mieux comprise, au cours de la description donnée, ci-après, à titre d'exemple purement indicatif et non limitatif, qui permettra d'en dégager les avantages et les caractéristiques secondaires. il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - les figures 3 et 4 sont deux vues schématiques illustrant le procédé selon l'invention; - la figure 5 est une vue schématique d'une machine mettant en oeuvre ce procédé. En se reportant, tout d'abord, aux figures 3 et 4, on retrouve comme sur les figures 1 et 2 un tube 1 d'axe 2, une bande métallique 3 enroulée sur chant autour de ce tube et une flèche 4 symbolisant l'extrémité d'une électrode de soudage par arc électrique. On remarque, sur ces figures, que la flèche 4 est orientée de telle manière que l'arc électrique s'établit sur le quart supérieur 5 de la surface extérieure du tube rencontré avant le demi-plan vertical 6 montant issu de l'axe 2 lorsque l'on tourne dans le sens de rotation A dudit tube. L'électrode symbolisée par la flèche 4 sera, de préférence, située entre 500 et 700 en avant du demi-plan vertical 6 susdit et, netamsient corme sur la figure à 600. On voit, en particulier sur la figure 3, que la soudure qui vient d'être réalisée par l'électrode, s'en éloigne du fait de la rotation A du tube. On remarque, cependant, que dans cette zone 5 du tube la gravité tend à faire déplacer le bain de soudure dans le sens inverse de cette rotation A. Il s'ensuit que le bain de soudure tend à revenir vers l'électrode, comme cela est le cas dans une soudure dite "descendante". Or, on sait que dans une soudure"descendante',' on peut souder plus rapidement, notamment du fait que le bain de soudure échauffe les matériaux à souder au voisinage de l'électrode au moment où ils sont soudés, ce qui permet, soit une économie d'énergie pour pratiquer la soudure, soit d' augmenter la vitesse. Par la disposition de l'électrode, selon le procédé de l'invention, on peut avanta#geusement augmenter la vitesse de rotation du tube, sans pour cela courir le risque d'une rupture d'arc et donc d'une mauvaise soudure. Sur la figure 5, on a représenté très schématiquement une machine mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Cette machine comporte un bâti supportant un dispositif d'entrainement Il à rotation horizontale autour de son axe d'un tube non représenté, lequel dispositif 11 est attelé à un moteur 12. Ladite machine comporte également un chariot 13, susceptible de se déplacer au moyen d'un système pignon-crémaillère 14,15 entraîné par un moteur 16. Ce chariot porte un dispositif 17 de guidage et d'amenée selon des flèches 18 d'une bande métallique partir d'un rouleau 19, où elle est stockée, vers le tube non représenté qui, de manière connue, I'entratne en enroulement autour de lui-même suivant une trajectoire hélicotdale. Ce chariot porte également un poste de soudure 20, par exemple à arc électrique avec électrode consommable ou non, duquel est issu une électrode 21 maintenue et orientée par rapport au tube, sur lequel doit etre soudée l'ailette au moyen d'un organe 22.Enfin, les moyens d' asservissement 23 sont disposés entre le moteur 12 et le moteur 16, afin de manière connue, de pouvoir réaliser sur le tube l'ailette hélicordale au pas désiré. L'organe 22 susdit est orienté d'une manière telle que l'extrémité 21a de l'électrode 21 soit située dans le dièdre, défini par le demi-plan vertical montant 24 issu de l'axe de rotation du dispositif d'entratnement référencé 25 et par le demi-plan 26 issu de cet axe et perpendiculaire au demi-plan 24 et rencontré avant ce dernier dans le sens de rotation A du dispositif d'en trainement. Ainsi, avec une telle disposition, l'on est sur de pouvoir réaliser une soudure du type "descendant" pour fixer sur le tube la bande métallique destinée à en constituer l'ailette hélicofdale. Comme il est préférable de souder ladite bande sur le tube tout de suite après son contact avec le tube, il est avantageux d'orienter le disposi tif 17 d'amenée de la bande de manière que le sens de défilement de cette bande soit au voisinage du tube "ascendant", On rappellera que, de manière connue, ce dispositif 17 est constitué par un agencement de galets de renvoi et de guidage de la bande à souder sur le tube et qu'il se termine par un galet presseur, représenté schématiquement en 17a, qui permet d'appliquer ladite bande sur le tube. L'invention trouve une application intéressante dans le domaine de la chaudronnerie industrielle et plus particulièrement dans la fabrication des tubes pour échangeur de chaleur. Elle n'est pas limitée à la description qui vient d'en Entre donnée mais couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS =========================== 1. Procédé de soudage continu d'une ailette hélicotdale sur un tube selon lequel on anime le tube d'un mouvement de rotation horizontal autour de son axe, entraînant l'enroulement hélicoïdal sur chant d'une bande de métal autour du tube, on soude au moyen d'un arc électrique ladite bande après son point de contact sur le tube, caractérisé en ce que l'on établit l'arc électrique susdit sur le quart supérieur de la surface cylindrique extérieure du tube rencontré dans le sens de rotation avant le demi-plan vertical montant contenant l'axe du tube. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on pro duit l'arc électrique susdit dans une zone du tube située de préférence entre 700 et 500 en avant du demi-plan vertical susdit par rapport au sens de rotation. 3. Machine pour mettre en oeuvre le procédé susdit comportant, de manière connue en elle-meme > un dispositif d'entratnement du tube en rotation horizontale autour de son axe, un dispositif de guidage et d'amenée sur le tube d'une bande métallique, des moyens d'asservissement réglables du dispositif de guidage au dispositif d'entrainement susdits, un poste à souder à arc et électrode continue solidaire du dispositif de guidage et comportant un organe de maintien réglable de l'électrode au voisinage du tube, caractérisée en ce que ledit organe de maintien est orienté de manière telle que l'extrémité active de l'électrode est située dans le dièdre défini par le demi-plan vertical montant contenant l'axe de rotation du dispositif d'entrainement et par le demi-plan issu de cet axe perpendiculaire audit demi-plan vertical et rencontré avant ce dernier dans le sens de rotation du dispositif d'entrarnement. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que la pointe active de l'électrode susdite est située dans un dièdre défini par des plans concourants sur l'axe de rotation susdit et situé respectivement 700 et 500 avant le demi-plan vertical susdit par rapport au sens de rotation. 5. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif d'amenée de la bande de métal constitué, de manière connue, par des galets de guidage est orienté de façon que le sens de défilement de la bande soit au voisinage du tube "ascendant".