Brevet FR2366168A1 — publié le 19780428

La présente invention concerne un procédé de soudage à l'arc sous l'eau. Bien qu'on sache réaliser un soudage à l'arc sous l'eau sans aucune précaution pour l'exclusion de l'eau de la région de l'arc, il est préférable qu'un espace soit délimité sous l'eau afin qu'il contienne un gaz, la soudure étant ré alisée dans cet espace. Ce dernier est de préférence forme dans une chambre placée autour de la structure à souder sous l'eau. La chambre a par exemple une base ouverte telle que, lorsque du gaz pénètre dans la chambre, l'eau est chassée de la chambre si bien qu'un espace est délimité. La soudure peut être récusée dans l'espace contenant le gaz.Comme l'eau est présente dans l'espace uniquement sous forme de vapeur, l'incorporation de quantités relativement grandes d'hydrogene dans le métal de la soudure peut être évitée. Lors du soudage, un soudeur plongeur introduit un pistolet de soudage ou une tige de soudage dans l'espace contenant le gaz et forme un arc entre l'électrode et la pièce à souder. Les parois de la chambre peuvent être formées au moins en partie d'une matière transparente, telle que le #Perspex" qui permet au plongeur de voir ce qu'il fait lorsqu'il soude depuis l'extérieur de la chambre. Dans une variante ou en outre, la chambre peut être suffisamment grande pour que le soudeur plongeur puisse pénétrer dans l'espace contenant le gaz, ou elle est au moins suffisamment grande pour qu'il puisse introduire sa tête et ses épaules dans cet espace si bien qu'il peut souder à partir de l'intérieur de la chambre. La réalisation de la chambre peut être très diverse, la configuration dépendant de la configuration de la structure à souder sous l'eau. Par exemple, la chambre peut être formée avec une enveloppe comprenant deux parties complémentaires placées autour d'une tuyauterie verticale disposée sous l'eau afin qu'une structure en forme de bottier soit délimitée. Deux parties peuvent être fixées l'une à l'autre de manière étanche par serrage de brides complémentaires dépassant des deux parties. Parfois, par exemple, lorsque le soudage doit être réalisé sur une tôle métallique verticale d'une cloison disposée sous l'eau, l'enveloppe peut avoir un boîtier dont il manque une paroi et qui comporte une base ouverte. L'enveloppe peut être fixée à la tôle ou paroi afin que la face ouverte soit fermée. Lors du soudage de tronçons de tuyauterie, la chambre peut comporter des orifices dans les parois latérales opposées et une base ouverte et elle peut être montée sur les tronçons de tuyauterie, celle-ci passant par les orifices des parois laterales. On constate selon l'invention que, lors du soudage dans de telles chambres avec par exemple une électrode à âme de flux, destinée à~ la terre ferme pour le soudage à l'arc enatmosphère protectrice autogène, la composition de l'"atmosphère" dans la chambre doit être choisie avec soin. Le réglage précis de l'atmosphère de la chambre a tendance à être de plus en plus délicat lorsque la profondeur voulue pour le soudage augmente. On constate que les gaz de respiration transmis au soudeur plongeur peuvent perturber la composition soigneusement choisie de l'1,atmosphère" créée dans la chambre lorsque le soudeur plongeur rejette ses gaz respiratoires dans l'atmosphère de la chambre. L'invention a pour but d'éviter le mélange des gaz respiratoires évacués avec l"'atmosphère" de la chambre. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de soudage à l'arc sous l'eau qui comprend la disposition sous 11 eau d'une chambre fixe placée autour d'une structure immergée à souder ou contre une telle structure, la transmission à la chambre d'au moins un gaz et/ou un mélange de gaz ayant une composition choisie afin qu'il forme dans la chambre une atmosphère gazeuse, la transmission à un soudeur dont la tête se trouve dans l'atmosphère de la chambre, d'un ou plusieurs gaz de respiration sans que ces gaz puissent se mélanger à celui de l'atmosphère de la chambre, et l'évacuation des gaz rejetés par le soudeur sans qu'ils puissent se mélanger au gaz de l'atmosphère de la chambre. Normalement, le soudeur plongeur porte un masque ou casque ayant un conduit d'entrée qui peut être relié à une réserve d'un ou plusieurs gaz respiratoires, une soupape réglant l'entrée du ou des gaz respiratoires dans le casque ou masque, et une soupape d'expiration destinée à rejeter les gaz expirés. La mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend avantageusement la transmission des gaz exhalés du casque ou masque par un conduit dont la sortie se trouve à un niveau choisi au-dessus de la partie supérieure de la chambre. De cette manière, ces gaz exhalés sont exclus de l'atmosphère de la chambre et une aspiration créée retire les gaz du conduit d'évacuation car la pression régnant au-dessus du haut de la chambre est supérieure'à celle qui règne dans la chambre. Le conduit d'évacuation est de préférence souple. Il a avantageusement une longueur d'au moins 3 m afin que sa sortie puisse se trouver à un niveau suffisamment supérieur au fond de la chambre pour que l'aspiration soit convenable. On doit prendre soin de ne pas utili#ser une aspiration élevée au point de gêner le soudeur. Le cas échéant, une soupape convenable de réglage d'aspiration peut être montée dans le conduit d'évacuation. La sortie du conduit d'évacuation est de préférence en communication avec l'atmosphère d'une cloche de plongée ou d'un appareil analogue utilisé pour le transport du soudeur plongeur de la surface à l'intérieur de l'eau. La cloche peut se trouver alune distance de 3 à 24 m au-dessus de l'emplacement auquel doit être réalisé le soudage. Normalement, les gaz respiratoires parviennent au soudeur plongeur à partir de la cloche, par un conduit souple. Le conduit transmettant ces gaz au plongeur et le conduit d'évacuation sont de préférence disposés dans un tube ombilical souple disposé entre la cloche et le soudeur plongeur. L'invention concerne aussi un appareil respiratoire destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ainsi, l'invention concerne un appareil respiratoire destiné à un soudeur qui travaille sous l'eau, l'appareil comprenant un casque ou masque ayant un conduit d'entrée qui peut communiquer avec une réserve d'un ou plusieurs gaz respiratoires, une soupape de réglage de l'entrée du ou des gaz respiratoires dans le casque ou masque, une soupape d'expiration destinée à l'évacuation des gaz expirés parle soudeur, un conduit d'évacuation qui éloigne les gaz expirés du masque ou casque, et une cloche de plongée ou un appareil analogue, qui se trouve au-dessus de la chambre de soudage et qui peut contenir une atmosphère gazeuse, le conduit d'évacuation communiquant avec l'atmosphère de la cloche de plongée ou un appareil analogue, si bien que les gaz expirés par le soudeur peuvent être transmis à la cloche-et ne contaminent donc pas l'atmosphère de la chambre de soudage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite à titre illustratif en référence au dessin annexés sur lequel la figure unique est un schéma d'un mode de réalisation d'appareil destiné à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur le dessin, une chambre "sèche" de soudage 2 de forme sensiblement parallélépipédique a une base ouverte 4 et est montée autour d'extrémités de tuyauteries7 et 9, de manière étanche. Le montage de la chambre 2 autour des extrémités des tuyauteries 7 et 9, de manière étanche, est décrit par exemple dans la demande de brevet britannique déposée par la Demanderesse sous le n0 10 984/76. La figure représente un casque d'un plongeur soudeur, schématiquement, placé dans un espace 13 contenant un gaz et créé dans la chambre 2 par transmission d'un gaz depuis la surface, par le haut, dans la chambre par l'intermédiaire d'une entrée 11. Par raison de commodité, on a représenté le casque de façon schématique et on n'a pas représenté le soudeur plongeur qui porte le casque. Le casque 10 peut être d'un type classique ayant une entrée 12 munie d'une soupape 14 de réglage à la demande, et une sortie 16 comportant une soupape 18 d'expiration. L'en trée 12 est reliée par une tuyauterie souple 20 à une ré- serve dBun gaz respiratoire placée dans une cloche 22 de plongée qui est par exemple à 6 m au-dessus du niveau de la partie superieure de la chambre 2. La sortie 16 est reliée à un tronçon 24 de tuyauterie souple qui communique avec l'in térieur de la cloche 22 et qui constitue le conduit d'évacuation. Les deux tuyauteries souples 20 et 24 sont placée dans un tube ombilical protecteur souple 26. Lors d'une soudure, un soudeur plongeur est descendu sous l'eau dans la cloche 22. Lorsqu'il a effectué tous les réglages convenant à la profondeur à laquelle la cloche est arrêtée, il quitte la cloche enportant son casque 10 et l'appareillage associé. Il prépare les extrémités des tuyauteries 7 et 9 en vue du soudage et les assemble dans la chambre 2. Le gaz provient de la surface ou de la cloche 22 à l'intérieur de la chambre 2 par l'entrée 11. L'eau est chassée de la chambre 2 par le gaz et une atmosphère gazeuse 13 est ainsi créée. Le plongeur soudeur peut alors commencer à souder. Le procédé de soudage à l'arc décrit dans les demandes de brevet britanniques n0 1078/76 et 9245/76, déposées par la Demanderesse, peut être utilisé. Au cours du soudage selon ce procédé, beaucoup de fumée risque de se dégager. La fumée est extraite de la chambre 2 par un dispositif 28 qui a une entrée 30 et une sortie 32 en communication avec la chambre. Le dispositif d'extraction 28 peut être du type décrit dans la demande de brevet britannique n0 28 921/76 déposée par la Demanderesse. Lorsque le plongeur soude, il respire le gaz parvenant par l'entrée 12 du casque 10. Lorsqu'il expire, les gaz expirés passent dans la soupape expiratoire 18. Lorsque le plongeur 22 se trouve au-dessus du niveau de la chambre 2, il existe une aspiration qui fait remonter les gaz expirés dans le conduit 24 vers la cloche 22. De cette manière, les gaz expirés sont séparés des gaz protecteurs transmis au chalumeau utilisé par le plongeur soudeur, lors du soudage à l'arc, et de l'atmosphère 13 créée dans la chambre 2. Une soupape 15 régulatrice de pression d'un type à diaphragme est montéeen aval de la soupape expiratoire 18. Cette soupape 15 est repoussée élastiquement vers une position de fermeture. Lorsque le soudeur expire, la soupape 18 s'ouvre et il apparaît une pression en amont de la soupape 15 si bien que celle-ci s'ouvre malgré la force exercée par le ressort. A la fin de la période d'expiration, la soupape 15 se ferme à nouveau et protège le soudeur contre les effets de l'aspiration en aval de la soupape 15. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage à l'arc sous l'eau, caractérisé en ce qu'il comprend la disposition sous l'eau d'une chambre fixe placée autour d'une structure immergée à souder ou contre une telle structure, la transmission à la chambre d'au moins un gaz ou d'un mélange de gaz de composition choisie afin qu'une atmosphère gazeuse soit crée-e dans la chambre, la transmission à un soudeur qui effectue la soudure alors que sa tête se trouve dans l'atmosphère de la chambre, d'un ou plusieurs gaz permettant sa respiration sans que le ou les gaz respiratoires se mélangent au gaz de l'atmosphère de la chambre, et l'évacuation des gaz expirés par le soudeur sans qu'ils puissent se mélanger au gaz de l'atmosphère de la chambre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudeur porte un casque ou masque ayant un conduit d'entrée qui peut communiquer avec une réserve d'un ou plusieurs gaz respiratoires, une soupape de réglage de l'entrée du ou des gaz respiratoires dans le casque ou masque, une soupape d'expiration destinée à évacuer les gaz expirés par le souffleur, et un conduit destiné à transmettre les gaz expirés du masque ou casque, la sortie de ce conduit se trouvant à un niveau choisi au-dessus de la partie supérieure de la chambre afin que les gaz expiras soient exclus de l'atmosphere de la chambre, une aspiration assurant l'évacuation des gaz du conduit d'évacuation. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation est souple. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le conduit d'évacuation a une longueur d'au moins 3 m afin que sa sortie puisse se trouver à un niveau suffisamment supérieur à celui du fond de la chambre pour que l'aspiration créée soit convenable. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la sortie du conduit d'évacuation communique avec l'atmosphère d'une cloche de plongée ou d'un appareil analogue utilisé pour le transport du soudeur d'une partie qui se trouve au-dessus de la surface jusqu'à une partie immergée. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cloche de plongée ou l'appareil analogue se trouve à une distance de 3 à 24 m au-dessus de la profondeur à laquelle le soudage doit être réalisé. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les gaz sont transmis au soudeur à partir de la cloche par un conduit souple. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le conduit transmettant le ou les gaz respiratoires au soudeur et le conduit d'évacuation sont disposés dans un tube souple disposé entre la cloche de plongée et le soudeur. 9. Appareil respiratoire destiné à un plongeur travaillant sous l'eau, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un casque ou masque ayant un conduit d'entrée destiné à communiquer avec une source d'un ou plusieurs gaz respiratoires, une soupape de réglage à la demande de l'entrée du ou des gaz respiratoires dans le casque ou masque, une soupape d'expiration destinée à évacuer les gaz expirés par le soudeur, un conduit d'évacuation destiné à éloigner les gaz expirés du masque ou du casque, et une cloche de plongée ou un appareil analogue placé au-dessus de la chambre de soudage et capable de posséder une atmosphère gazeuse, le conduit d'évacuation communiquant avec 1 "atmosphère de la cloche de plongée ou de l'appareil analogue si bien que les gaz expirés par le soudeur peuvent être transmis à la cloche de plongée et ne contaminent donc pas l'atmosphère de la chambre de soudage.