Brevet FR2388633A1 — publié le 19781124

L1 invention concerne un appareil et un procédé de soudage, et notamment un appareil et un procédé de soudage sous il eau. La demande de brevet britannique NO 47 499/75, déposée par la Demanderesse,décrit un procédé de soudage sous l'eau mettant en oeuvre un appareil qui comprend essentiellement une enceinte destinée a etre fixée autour de la structure à souder ou à coopérer avec cette derniere. Cette enceinte présente un fond ouvert et peut être de toute forme convenable, la forme et la conception de ladite enceinte dépendant généralement de la forme et de la dimension de la structure immergée autour de laquelle 11 enceinte doit être mise en place. L'introduction d'un gaz sous pression dans une chambre délimitée à l'intérieur de 11 enceinte provoque le refoulement de l'eau de cette dernière et y crée un espace gazeux.Une opération de soudage peut alors être effectuée dans cet espace. l'absence d'eau empêche l'occlusion d'une forte concentration dthydrogène dans le métal d'apport et permet donc d'obtenir des soudures de grande qualité. L'enceinte comporte également un conduit qui met l'atmosphère gazeuse créee à l'intérieur de la chambre en communication avec un emplacement situé à l'extérieur de cette chambre, à un niveau supérieur à celui de l'interface entre l'atmosphère gazeuse et 11 eau qu'elle repousse vers le bas, de manière que les fumées se dégageant fréquemment pendant le soudage et se rassemblant rapidement dans l'atmosphère gazeuse puissent être évacuées de la chambre. Ainsi, le plongeur peut souder la structure sans que les fumées obscurcissent son champ de vision. En général, lors de là mise en oeuvre d'un tel procédé, après qu'une certaine quantité d'eau a été refoulée de la chambre et que le niveau de 11 eau est descendu dans cette dernière presque jusqutau fond, ce qui correspond à une atmosphère gazeuse dans laquelle le soudage peut Astre effectué, le plongeur règle un robinet à commande manuelle monté sur le. conduit communiquant avec la chambre, de manière à ajuster le débit de gaz sortant de cette chambre. Le robinet est réglé de manière que le débit de gaz sortant de la chambre corresponde au débit de gaz introduit dans cette dernière. Cependant, lors de la mise en oeuvre d'un tel dispositif, il est apparu qutau début du soudage, le niveau de l'eau est abaissé à force à l'intérieur de la chambre jusqu'à ce que le gaz commence à s'échapper de cette chambre en divers points du bord inférieur des parois latérales de l'enceinte. l'une des causes provoquant cette descente du niveau de l'eau est que la chaleur dégagée pendant le soudage provoque une augmentation de la température de l'atmosphère établie à l'intérieur de la chambre et, par conséquent, une augmentation correspondante du volume des gaz introduits dans cette chambre. l'enceinte n'est normalement pas de dimension suffisante pour permettre au plongeur d'y pénétrer. Elle comporte au moins une paroi réalisée au moins en partie en matière transparente, par exemple en "Perspex"(marque commerciale), de manière que le plongeur puisse voir à travers cette paroi pendant le soudage. Lorsque le gaz commence à s'échapper pardessous le bord inférieur de l'enceinte, les bulles formées par ce gaz s'élèvent à l'extérieur des parois de l'enceinte et affectent la vision qu'a le plongeur de la chambre intérieure. En outre, le gaz s'échappant de la chambre peut faire vibrer l'enceinte, ce qui est indésirable, car un tel phénomène affecte la visibilité et il est fréquent que le plongeur s'appuie sur les parois de l'enceinte pour avoir une position stable pendant le soudage. Il est possible au plongeur d'éliminer ces inconvénients en agissant de temps à autre sur le robinet à commande manuelle afin de régler le débit d'écoulement du gaz dans le conduit de sorte que le gaz cesse de s'échapper par-dessous les parois de la chambre. Cependant, ce réglage intermnttent du robinet est indésirable, car il gêne le déroulement du soudage. l'invention concerne donc un procédé et un appareil de soudage sous 1' eau conçus pour réduire sensiblement ces difficultés. l'appareil de soudage sous l'eau selon l'invention comprend donc une enceinte rigide qui comporte un toit duquel descendent des parois latérales. L'enceinte est destinée à être montée de manière à peu près étanche aux gaz sur une structure sous-marine à souder. Un premier conduit de gaz, portant un robinet à commande manuelle, est mis en place de manière que son extrémité d'entrée communique avec la partie supérieure de l'enceinte et que son extrémité de sortie soit située au-dessus du toit de l'enceinte.Un second conduit de gaz est fixé à l'enceinte à l'aide d'un joint coulissant à peu près étanche aux gaz, de manière que son extrémité d'entrée soit placée à l'intérieur de l'enceinte, au-dessous de l'extrémité d'entrée du premier conduit, et que son extrémité de sortie soit placée à l'extérieur de l'enceinte et au-dessus de l'extrémité d'entrée dudit second conduit afin que la distance comprise entre le toit de l'enceinte et l'extrémité d'entrée de ce même conduit soit réglable. l'invention concerne également un procédé de soudage à l'arc sous l'eau mettant en oeuvre l'appareil selon l'inven- tion. l'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une élévation schématique, avec coupe partielle, de l'appareil selon l'invention; et la figure 2 est une vue schématique en plan de l'appareil de la figure 1. les figures 1 - et 2 représentent une enceinte 2 en forme de caisson, immergée autour d'une canalisation verticale 6. Cette enceinte 2 comporte un fond ouvert 4 et elle est constituée de deux moitiés ou parties 8 et 10 disposées de manière à pouvoir être reliées hermétiquement, par exemple par boulonnage de rebords 7 et 9, et à être également fixées hermétiquement sur la canalisation verticale 6. Chacun des cotés 12 de 11 enceinte peut avoir la forme d'un cadre dans lequel est fixée de manière étanche à l'eau une feuille de matière transparente, par exemple de "Perspex". Un conduit 14 alimente en gaz comprimé la chambre 16 délimitée par l'enceinte 2. Ce conduit débouche dans la chambre 16 par un orifice 18 d'arrivée de gaz réalisé dans l'un des côtés 12 de l'enceinte 2. le gaz sous pression peut donc être introduit dans la chambre 16 afin d'en refouler 1' eau par le fond ouvert 4 et d'y former une atmosphère gazeuse 20. Un conduit 22 s'élève verticalement de l'atmosphère 20 de la chambre 16 à travers le toit 24 de l'enceinte 2 et dans l'eau, au-dessus de 1' enceinte. Ce conduit 22 porte un robinet 26 à commande manuelle au moyen duquel le débit de sortie du gaz de la chambre peut être réglé. Pour effectuer une soudure sous l'eau, un plongeur monte l'enceinte 2 autour de la canalisation verticale 6 à souder et relie le conduit 14 de gaz sous pression à l'orifice 18 d'arrivée. le gaz, par exemple de l'air-, de l'argon ou de l'anhydride carbonique, est ensuite introduit sous pression dans la chambre 16 de l'enceinte 2 afin d'en expulser l'eau pour former l'atmosphère gazeuse 20.Le plongeur règle ensuite le robinet 26 monté sur le conduit 22 de manière que le débit de gaz sortant de la chambre 16 soit à peu près égal à celui y arrivant par l'orifice 18 et que l'interface 28 entre l1atmos- phère gazeuse 20 et lfeau sous-#acente reste à peu près à un niveau constant. Un conduit auxiliaire 30 s'élève verticalement de l'atmosphère gazeuse 20 par un orifice 32 du toit 24 de llencein- te et pénètre dans l'eau au-dessus de cette enceinte. Les anneaux 34 d'étanchéité constituent un joint étanche aux fluides entre le conduit 30 et le toit 24 tout en permettant à ce conduit de coulisser de haut en bas dans l'orifice 32 afin que la position de son extrémité inférieure 36 d'entrée puisse être réglée Avant de commencer la soudure, le plongeur place le conduit 30 de manière que son orifice 36 d'entrée soit située à un niveau légèrement supérieur à celui du fond ouvert 4 de l'enceinte 2 Pour effectuer la soudure, le plongeur introduit dans l'atmosphère gazeuse 20 de la chambre 16 un pistolet de soudage (non représenté) relié à une source d'alimentation en éner- gie située à la surface. il amorce ensuite un arc entre le pistolet et la canalisation verticale à souder, puis il commence son opération de soudage en observant ltapport de métal à travers les cotés transparents 12 de la chambre.Du fait de l'écoulement de gaz produit dans la chambre, les-fumées dégagées pendant ltopération de soudage sont aspirées par le conduit 22 et évacuées dans liteau, au-dessus de la chambre, par l'orifice 38 de sortie, Par conséquent, la concentration de fumées à l'intérieur de la chambre peut être ramenée à un niveau permettant au plongeur de disposer d'une visibilité suffisamment borne de la soudure. Lorsque la température régnant dans la chambre 16 augmente, le volume de l'atmosphère gazeuse 20 augmente également et l'interface 28 entre cette atmosphère 20 et 11 eau des- cend. Lorsque l'interface 28 atteint le niveau de l'orifice 36 d'entrée du conduit auxiliaire 30, le gaz s'échappe également de la chambre 16 par ce dernier et empêche l'interface 28 de descendre davantage. Par conséquent, tout excédent de gaz s'échappe de manière déterminée par le conduit 30, et non de manière désordonnée par des points divers autour du fond 4 de l'enceinte 2. les vi#brations résultat de cet échappement incontrolé de l'excédent de gaz par le fond de 11 enceinte et les bulles de gaz ainsi formées, qui affectent le champ de vision du plongeur vers la soudure, sont ainsi éliminées. Pien que l'appareil selon l'invention ait été décrit dans son application à une canalisation verticale, il convient également aux canalisations horizontales ou inclinées. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONg 1. Appareil de soudage sous l'eau, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte rigide qui comprend un toit duquel descendent des parois latérales, l'enceinte étant destinée à être assemblée de manière à peu près étanche aux gaz sur une structure sous-marine à souder, l'appareil comportant un premier conduit de gaz qui porte un robinet à commande manuelle et qui présente une extrémité d'entrée communiquant avec la partie supérieure de l'enceinte et une extrémité de sortie située au-dessus du toit de l'enceinte, et un second conduit de gaz fixé à l'enceinte à l'aide d'un joint coulissant à peu près étanche aux gaz, ce second conduit présentant une extrémité d'entrée située à l'intérieur de 11 enceinte, au-dessous de l'extrémité d'entrée du premier conduit, et une extrémité de sortie située à l'extérieur de l'enceinte et au-dessus de l'extrémité d'entrée dudit second conduit, de manie que la distance comprise entre le toit de l'enceinte et l'extrémité d'entrée du second conduit soit réglable. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint coulissant est monté dans le toit de l'enceinte. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second conduit est monté à peu près parallèlement aux parois latérales voisines de l'enceinte. 4. Appareil selon. l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins lesdites parois latérales sont réalisées en matière transparente. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une extrémité d'un conduit d'alimentation de l'enceinte en gaz sous pression est fixée à ladite enceinte. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le robinet à commande manuelle du premier conduit est placé à l'extérieur de l'enceinte. 7. Procédé de soudage sous l'eau, caractérisé en ce qutil consiste à placer l'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes autour d'une structure sous-marine à souder, à réaliser sensiblement l'étanchéité aux gaz dans la ou les zones de contact entre la structure et l'enceinte, à injecter un gaz sous pression à l'intérieur de ltenceinte afin d'en refouler l'eau par le fond ouvert ou par une ouverture du fond, à introduire un pistolet de soudage à l'arc à l'intérieur de l'enceinte ainsi évacuée, à régler la longueur sur laquelle. le second conduit fait saillie à l'intérieur de l'enceinte afin que son extrémité tu'entrée soit située au-dessous du niveau de la partie la plus basse de la soudure à effectuer sur ladite structure, et à réaliser une opération de soudage à l'arc sur cette structure.