Brevet FR2395101A1 — publié le 19790119

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de profilés en tôle soudés dans lequel, avant le soudage, on conforme dans au moins l'une des tôles une gouttière s'étendant le long de la ligne de soudure souhaitée, puis on soude les tôles à l'aide d'électrodes à molettes rotatives, la gouttière étant tournée, par sa partie en élévation, vers l'opposé de l'électrode à molette appliquée à ladite tôle. On connaît des installations et des procédés pour souder des tôles, et notamment des profilés en tôle, le long d'une ligne de soudure continue. Parmi ces procédés de soudage usuels, on peut citer le soudage électrique en ligne continue à la molette et le soudage par fusion, éventuellement par haute fréquence ou induction, ou encore des combinaisons variées de ces procédés. Mais un inconvénient propre à tous ces procédés connus est qu'il n'est pas possible de concentrer la chaleur dans la zone de soudure pour éviter de détériorer les surfaces extérieures des tôles à souder, ou pour ne les détériorer que le moins possible. Dans le procédé connu de soudage en ligne continue à la molette, par exemple, la transmission de courant entre deux tôles à souder ensemble s'effectue sur toute la largeur de la molette, c'est-à-dire que la densité de courant, à la transition entre électrode à molette et tôle, est au moins aussi grande que sur 7 soudure proprement dite, de sorte que les tôles sont chauffées en largeur.C'est surtout avec les tôles ayant subi un traitement de surface qu'il n'est pas possible d'évier une destruction de couche superficielle, de sorte que, si l'on ne fait pas subir aus tôles un traitement ultérieur, elles ont tendance à se corrrdc:-c plus facilement le long de la soudure ou, pour le moins, leur aspect extérieur en souffre notablement. En outre, avec les ces épaisses, l'intensité du courant de soudage est si élevée que les machines à souder correspondantes doivent avoir une grande portée et sont très coûteuses. La demande de brevet allemand ayant fait l'objet de la publication 1 565 696 a, d'autre part, décrit un procédé du type rappelé au début, qui ménage de façon toute particulière les tôles traitées et qui permet d'augmenter de façon importante les durées de vie des électrodes à molette C'est un but de l'invention, en utilisant ce procédé connu, de fabriquer, à grande vitesse, des profilés en tôle de longueur quelconque, en assurant à ces tôles une qualité de surface aussi élevée que possible. Ce but est atteint, selon l'invention, dans un procédé du type décrit au début, par le fait que des tôles sont amenées à une machine à profiler à rouleaux où elles subissent un profilage leur donnant la forme voulue, la gouttière qui s'étend le long de la ligne de soudure voulue étant conformée dans au moins l'une des tôles à souder ensemble, puis les tôles sont amenées aux électrodes à molettes et soudées, et enfin, subissent éventuellement un façonnage. Le procédé selon l'invention présente différents avantages si on le compare avec les procédés de soudage connus. C'est ainsi que la largeur des électrodes à molettes peut être choisie indépendamment de la largeur de la zône de soudure ; mais des électrodes larges diminuent la densité de courant à la surface de la tôle, ce qui diminue le risque de détérioration de la surface des tôles. La largeur de la gouttière, et, par conséquent,I'extension de la zône de soudure, peuvent être choisies en fonction du type de tôle, de l'épaisseur de cette tôle et de la qualité de soudure exigée. Mais, surtout, l'invention permet d'obtenir une augmentation surprenante de productivité et offre la possi bilié de traiter sans difficulté de grandes épaisseurs de tôles. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invent À, les électrodes à molettes reçoivent de façon connue en soi des impulsions de courant Dans ce cas, la soudure que l'on obtient en général n'est pas continue mais est constituée par une succession de points de soudure élémentaires. L'énergie de soudure necessa re peut être diminuée en conséquence et la vitesse d travail peut être augmentée. Un dispositif approprié pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est constitué par le fait que, sur une machine à profiler à rouleaux, est monté un dispositif à profiler pour former au moins une gouttière longitudinale, ce dispositif étant suivi d'un poste de soudage en ligne continue à la molette.Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux qui s'applique à la fabrication de tubes, il est prévu, à l'intérieur d'un profilé en tôle cintrée en forme de tube avec recouvrement, deux galets d'âme dont le pourtour est en contact, dans la zône de recouvrement des tôles ainsi qu'à l'emplacement diamétralement opposé, avec la paroi intérieure du profilé tubulaire et est adaptée à ce profil, tandis que, à l'extérieur du profilé tubulaire, il est prévu un rouleau-d'appui et, diamétralement opposées à ce dernier dans la zône de recouvrement, deux électrodes à molettes, disposées l'une à côté de l'autre, isolées l'une par rapport àl'autre, qui agissent respectivement de part et d'autre du joint extérieur de tôle sur le profilé tubulaire et prennent appui sur le rouleau d'appui par l'intermédiaire du corps du tube et des deux galets d'âme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, uniquement à titre d'exemple, de modes de réalisation de l'invention. On se reportera, à cet effet, aux dessins annexés,dans lesquels - la figure I représente le mode de réalisation d'un repli le long d'un profilé en tôle - la figure 2 montre la disposition du repli entre deux électrodes à rouleau ou à molette - la figure 3 montre, en coupe, à plus grande échelle, une soudure réalisée par le procédé selon l'invention, - la figure 4 montre la réalisation d'un assemblage entre tôles à l'emplacement du joint - la figure 5 représente différents profilés en tôle avec lesquels le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre avantageusement ; - les figures 6 et 7 montrent schématiquement un dispositif de réalisation d'une soudure longitudinale sur un profit tubulaire mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Selon la figure 1, deux pièces de tôle 1 et 2 sont assemblées l'une à l'autre par une partie en forme de pli; les pièces de tôle 1 et 2 peuvent être des pièces indépendantes ou bien elles peuvent appartenir à un seul et même profilé en tôle comme il sera expliqué plus loin. Dans une des pièces de tôle, la pièce 2, on a formé par laminage dans une machine à profiler à rouleaux une gouttière longitudinale 3, ou rainure, dont la partie en relief est tournée du côté de l'autre pièce de tôle 1. Dans cette position, on fait passer les deux pièces de tôle entre les électrodes à molette 4, 5, d'un poste souder en ligne continue à la molette qui est montée en aval sur la machine à profiler du dispositif de profilage pour la gouttière longitudinale ( figure 2 ), en prenant- garde de laisser subsister un intervalle entre les extrémités 1 a et 2 a des deux pièces de tôle. Le courant de soudure est amené sur toute la largeur des électrodes à molette 4 et 5 à la surface des deux pièces de tôle 1 et 2 et passe ensuite par la zone de contact entre la gouttière 3 et la tôle 2 qui est très étroite en comparaison de la largeur des électrodes. Etant donné que la densité de courant qui se produit à cet endroit est élevée, il se forme, de façon connue en soi, une ligne de soudure 6 ( figure 1 b ).Du fait que la soudure 6 est très étroite par rapport à la largeur des électrodes 4 et 5, on peut maintenir la densité de courant à la transition entre les électrodes à molette 4, 5 et les pièces de tôle 1, 2, suffisamment faible pour que la surface des tôles ne subisse qu'une élévation de température insignifiante. La surface des tôles ne subit donc pas de détériorations ce qui est avantageux du point de vue mécanique, chimique, et même esthétique Cet avantage est notamment important lorsqu'il s'agit de tôles ayant reçu un traitement de surface, par exemple de tôles galvanisées. Grâce au fait que le poste de soudage en ligne continue à la molette est intégré dans la machine à profiler à rouleaux, on peut obtenir une augmentation notable de la vitesse de travail et de la productivité. Comme le montre la figure 3, on peut régler l'intensité du courant de telle sorte que la section tranversale lenticulaire de la soudure ne s'étende que sur une partie de l'épaisseur de tôle et n'atteigne pas la surface des tôles. La figure 4 a montre le joint entre les deux parties de tôle 1 et 2 avant le soudage. Etant donné qu'un décrochement en gradin 7 a été formé dans l'une des tôles, la tôle 1, l'une des faces des tôles soudées est pratiquement plane après le soudage ( figure 4 b ). De plus, en réglant convenablement la pression de serrage des électrodes à molette, on peut arriver à ce que, après le soudage, la partie creuse de la gout tière 3 soit pratiquement aplanie. Le procédé selon l'invention ne se limite nullement au soudage de deux tôles. Comme le montre la figure 4 c, on peut former une gouttière 3 dans deux tôles extérieures qui sont assemblées avec une troisième tôle interca lée entre ces deux tôles extérieures.Comme le montre la figure 4 d, la moulure 3 peut naturellement aussi être formée dans une pièce de tôle présentant un décrochement en gradin. Grâce au procédé selon l'invention, il est également possible d'effectuer la soudure en des endroits inaccessibles de profilés en tôle sans avoir à effectuer des opérations particulières, reclamant-une dépense importante en travail et en prix de revient. Les figures 5 a à 5 i montrent des assemblages sur profilés qui peuvent être réalisés facilement à l'aide du procédé selon l'invention. Suivant la figure 5 a, on forme sur un profilé tubulaire 8 de section transversale rectangulaire, un pli 9 le long d'un grand côté du profil , puis on le soude. La figure 5 b montre ce pli 9 réalisé dans le prolongement d'une face latérale du profil. La figure 5 c montre un profilé en tôle 10 avec deux caissons de torsion latéraux 11, tels qu'on en utilise par exemple pour les planchers de véhicules poids lourd. Le soudage des caissons de torsion 11 est effectué le long des gout tières 3 qui s'étendent sur le côté des caissons. Les figures 5 d et 5 e montrent la fabrication d'un profil de cadre de porte 12. D'une face latérale du profilé 12 se détachent une partie de tôle longue, coudée, 13 ainsi qu'une partie de tôle courte 15 munie d'une gouttière longitudinale 14. Après le soudage des deux parties de tôle le long de la gouttière 14, l'aile 16 de la partie de tôle longitudinale 13 est encore repliée de 900 sur la machine à profiler, de sorte que la soudure est totalement recouverte figure 5 e ).La fabrication du profile 12 selon les figures 5 d et 5 e peut s'effectuer en une passe sur la machine à profiler à rouleaux, qui est équipée, en un emplacement approprié, u poste de soudage en ligne continue à molettes. I1 faut signaler ici que le dispositif de soudage utilisé pour la mise en oe#r du procédé selon l'invention peut, de façon connue en soi ta- vailler soit avec un courant permanent, soit avec un courant pul- sé. Dans le premier cas, on obtient une soudure en ligne continue, dans le deuxième cas, on obtient, en général, une soudure par points. Mais, à condition que la vitesse d'avancement soit suffisamment lente et que la fréquence des impulsions de soudage soit suffisamment élevée, on peut obtenir également dans le deuxième cas une soudure continue constituée de points de soudure se recouvrant les uns les autres. Le profil en caisson 17 représenté à la figure 5 f est, par exemple, utilisé avantageusement pour des plafonds ou des planchers de véhicules ; il est constitué par des profils en caisson élémentaires 18 qui sont reliés entre aux par des traverses 19. Les soudures passent dans les traverses 19 et elles sont effectuées ainsi qu'il a été décrit plus haut après que l'on a formé une gouttière longitudinale 20 dans une des tôles de traverse. La figure 5 g montre un autre type de profilé qui est utilisé par exemple pour des panneaux de porte. Ce profil comporte une aile 22 s'écartant du caisson à laquelle se raccorde une bande de butée 23. L'aile 22 est formée de deux tôles dont l'une est munie d'une gouttière longitudinale 24, le long de laquelle sont soudées les tôles de l'aile 22. La figure 5 h montre un profilé tubulaire 24 à section transversale rectangulaire dans lequel une paroi latérale est constituée par deux tôles se recouvrant en partie qui sont soudées suivant l'invention. On peut voir à la figure 5 i un profilé tubulaire 25 à section transversale circulaire comportant un pli 26 qui fait saillie vers l'extérieur. Le soudage du pli 26 s'effectue de la même façon que celui du pli représente à la figure 1. D'autre part, on peut, comme le montre la figure 5 it confectionner aussi un profilé tubulaire 27 à partir d'une =-nde de tôle dont les bords se recouvrent, en utilisant le procédé de soudage selon l'invention. La fabrication de tels profilés tubulaires est expliquée en détail ci-apres. Ainsi que le montre la figure 6, on fait passer ur bande de tôle recourbée sur elle-même dans la machine à profiler, de façon à former le profilé tubulaire 27 dans le poste de soudage en ligne continue à la molette de la machine à profiler qui comporte un rouleau d'appui 28, deux galets d'âme 29, 30 fixés sur un bras non représenté, et disposés à l'inte- rieur du profilé tubulaire 27, ainsi que deux électrodes à molette, 31, 32 disposées l'une à côté de l'autre. Dans l'un des bords de tôle qui se recouvrent, il est prévu une gouttière longitudinale 33 et, dans l'autre bord de tôle, est formé un décrochement en gradin comme il a déjà été expliqué en regard de la figure 4. Les profils du rouleau 28, des galets 29 et 30 et des molettes 31 et 32 sont adaptés à la courbure du tube. Le courant de soudage passe par l'électrode à molette 31, par le bord de tôle en gradin, par le bord de tôle muni de la gouttière longitudinale, et par l'électrode à molette 32. Ici aussi, la transmission du courant des électrodes aux tôles s'effectue sur une grande surface, et la densité de courant élevée nécessaire au soudage n'apparait que dans la zone de la gouttière longitudinale. Etant donné que la force de serrage des électrodes à molette 31, 32 est trans mise par l'intermédiaire des galets d'âme 29, 30, au rouleau d'appui 28, le bras qui porte les galets d'âme 29 et 30 n'a pratiquement pas d'effort à supporter et on peut donc lui donner une longueur correspondante. La figure 7 représente un dispositif plus simple destiné au soudage du profilé tubulaire 27 dans lequel on utilise une molette de soudage intérieure 34 et une molette de soudage 35 ; mais il faut alors dimensionner avec une force suffisante le bras qui porte la molette de soudage intérieure 34 car il doit supporter la force de serrage des molettes de soudage. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de profilés en tôle soudés, dans lequel, avant le soudage, on conforme dans au moins l'une des tôles une gouttière s'étendant le long de la ligne de soudure souhaitée, puis on soude les tôles à l'aide d'électrodes à molettes rotatives, la gouttière étant tournée, par sa partie en élévation, vers l'opposé del'électrode à molette appliquée à ladite tôle, caractérisé en ce que des tôles sont amenées à une machine à profiler à rouleaux où elles subissent un profilage de forme voulue, la gouttière qui s'étend le long de la ligne de soudure voulue étant conformée dans au moins l'une des tôles à souder ensemble, puis les tôles sont amenées aux électrodes à molettes et soudées. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes à molette sont, de façon connue en soi, alimentées en courant pulsé. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les tôles soudées sont ensuite soumises à façonnage. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que, sur une machine à profiler à rouleaux, est monté un aispositif à profiler pour former au moins une gouttière longitudinale, ce dispositif étant suivi d'un poste de soudage en ligne continue à la molette. 5.- Dispositif selon la revendication 4, destiné à fabriquer des tubes, caractérisé en ce qu'il est prévu à l'intérieur d'un profilé en tôle recourbé en tube avec recouvrement, deux galets d'âme ( 29, 30 ) dont le pourtour est en contact, dans la zône de recouvrement des tôles ainsi qu'à l'emplacement diamétralement opposé, avec la paroi intérieure du profilé tubulaire ( 27 ) et est adaptée à ce profil, il est prévu, à l'extérieur du profilé tubulaire ( 27 -), un rouleau d'appui ( 28 ) et, diamétralement opposées à ce dernier dans la zône de recouvrement, deux électrodes à molettes ( 31, 32 disposées l'une à côté de l'autre, isolées l'une par rapport à l'autre, qui agissent respectivement de part et d'autre du joint extérieur de tôle sur le profilé tubulaire et prennent appui sur le rouleau d'appui ( 28 ) par l'intermédiaire du corps de tube et des deux galets d'âme ( 29,30 ).