Brevet FR2463659A1 — publié le 19810227

Procédé pour renforcer un ouvrage en titane au moyen d'une ossature de soutien en un autre métal. La présente invention a-pour objet un procédé pour renforcer un ouvrage en titane, notamment la paroi d'un réservoir en titane, au moyen d'une ossature de soutien en un autre métal, par exemple en aluminium, en fixant fermement l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane ou, en variante, en fixant l'une sur l'autre une enveloppe en titane et une enveloppe en aluminium. On utilise habituellement le titane dans des ouvrages dans lesquels on doit avoir une résistance élevée à la corrosion ou un rapport avantageux entre la résistance et le poids. En raison du prix élevé du titane, il est souhaitable de réaliser les ouvrages avec une quantité de titane aussi faible que possible et de doser cette quantité avec précision. On a réduit la proportion de titane dans les ouvrages en titane en utilisant des ossatures de sou- tien en métaux moins onéreux. Cependant, étant donné que la fixation d'autres métaux sur le titane par soudage s'est révélée très difficile, il a été nécessaire de fixer les ossatures de soutien sur les ouvrages en titane par d'autres moyens, par exemple par des assemblages par vis et crampons. Cependant, les assemblages par vis et crampons exigent beaucoup de main d'oeuvre et des oreilles de fixation spéciales pour leur assemblage avec le titane. Il en résulte que les ossatures devien- nent sujettes a la corrosion et n'assurent pas un soutien uniforme aux ouvrages en titane. On a fixé antérieurement un rail de con- tact en aluminium sur des électrodes en titane, même sans interposer des assemblages par vis. On a moulé un élément en aluminium sur le bras d'électrode ajusté à travers l'enveloppe de la cellule, cet élément en aluminium étant à son tour fixé sur le rail de contact en aluminium par un assemblage à vis, par exemple comme décrit dans le brevet britannique 1 127 484. Une ossature de ce type nécessite des oreilles en titane sur lesquelles l'aluminium peut être moulé. En outre, le moulage des extré- mités des oreilles dans l'aluminium constitue une étape opératoire difficile. -2- On a aussi effectué l'assemblage entre un rail de contact et une anode en titane en fixant l'électrode par des boulons sur des supports d'anode à l'intérieur de la cuve électro- lytique. Ces supports peuvent être soudés par résistance en une seule étape sur l'enveloppe en titane, cette enveloppe étant soudée à son tour sur le conducteur en aluminium, pourvu que l'épaisseur de l'alu- minium soit inférieure à 3 mm, comme expliqué dans le brevet britan- nique 1 125 493. La faiblesse de cette ossature réside principalement en ce qu'elle ne convient pas dans le cas o ilfaut une épaisseur d'aluminium supérieure à 3 mm. On a aussi utilisé une plaque en titane assemblée par explosion avec un autre métal. Mais l'assemblage de telles plaques est difficile, de même que leur conception ainsi que la réalisation des orifices d'entrée. En outre, l'ossature est oné- reuse. La demande de brevet allemande 2 603 626 décrit un autre procédé pour fixer un rail de contact en aluminium à l'enveloppe d'une cuve électrolytique en titane. Dans ce cas, une broche en cuivre, en aluminium, en acier et en titane a été fixée sur l'enveloppe en titane par frottement et par soudage par tige avec décharge d'un condensateur. La broche en aluminium peut alors être noyée dans les perçages pratiqués dans la plaque en aluminium et peut ensuite être soudée sur la plaque. La structure est compliquée et onéreuse; elle ne convient que pour certaines applications spéciales. Dans la demande de brevet allemande 2 735 059, un rail de contact en aluminium est fixé sur une plaque de base en titane au moyen de rondelles de contact fondues en métal de soudage, ces plaques ayant été pré-soudées au moyen d'une sonde reliée à une source ultra-sonore. Comme avec d'autres procédés de soudage, cela est difficile parce qu'il faut un équipement spécial et que le soudage doit être effectué sous vide ou dans un gaz de protection, dans lequel le film d'oxyde de titane doit également être éliminé. En conséquence, la présente invention a pour but de créer un procédé pour renforcer un ouvrage en titane, en réalisant économiquement un soutien maximal et sans faire appel à des dispositifs spéciaux. -3- Le procédé conforme à l'invention pour renforcer un ouvrage en titane au moyen d'une ossature de soutien en un autre métal en fixant fermement l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane est principalement caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane par soudage à l'arc sous gaz, soit directement, soit en soudant d'abord par soudage à l'arc sous gaz un alliage d'aluminium sur l'ouvrage en titane en en fixant ensuite l'os- sature de soutien sur l'ouvrage en titane, sur l'élément soudé sur lui par des moyens classiques, par exemple par soudage ou brasage.! Conformément à l'invention, l'ossature de soutien est fixée sur l'ouvrage en titane, avantageusement par soudage MIG ou par soudage TIG (soudage sous gaz de protection). L'ossature de soutien utilisée peut être constituée par des raidisseurs, des élé- ments porteurs ou des éléments de serrage en aluminium. Avec le procédé conforme à l'invention, il est possible d'obtenir un soutien efficace de l'ouvrage en titane sans faire appel à des assemblage compliqués à vis ou à crampons. L'os- sature de soutien peut être fixée directement sur l'ossature en titane sans oreilles additionnelles. Avec le procédé conforme à l'invention, il est possible de réaliser un ouvrage en titane renforcé simple, fa- cile à entretenir et économique. Conformément à la présente invention, l'ossature de soutien est soudée directement sur l'ouvrage en titane par soudage à l'arc sous gaz, de préférence par soucage MIG ou TIG. Des essais de traction effectués sur une tige d'épreuve soudée, ont montré que la résistance de l'assemblage soudé correspondait à la résistance de l'aluminium. On peut aussi souder à l'arc sous gaz de l'aluminium sur l'ouvrage en titane ou sur une partie de celui-ci et on peut fixer par des moyens classiques une ossature de soutien sur cet aluminium soudé. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: -4- - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe de la paroi d'un réservoir en titane sur laquelle une nervure de rai- dissement a été fixée par le procédé conforme à l'invention; - la Fig. 2 est une vue partielle en coupe d'un autre réservoir en titane sur lequel une plaque de renfort a été fixée par le procédé conforme à l'invention; la Fig. 3 est une vue partielle en.coupe d'un raccord de conduite de réservoir en titane sur lequel une bague de renfort a été fixée par le procédé conforme à l'invention; - la Fig. 4 est une vue partielle en coupe d'un réservoir en aluminium à l'intérieur duquel un revêtement en titane a été fixé par le procédé conforme à l'invention. Sur les Figures 1 et 3, la nervure de ren- fort 2 ou la bague de renfort 2 ont été fixées directement sur la paroi du réservoir en titane 1 par une soudure MIG ou TIG. En faisant usage de ce procédé, il a été possible d'utiliser une paroi considérablement plus mince pour le réservoir en titane, cette paroi étant soutenue par les éléments de raidissement ou de soutien réalisés en un métal moins cher. L'ouvrage représenté sur la Fig. 4 a été réalisé conformément à l'invention en pratiquant des perçages dans un réservoir en aluminium 2 et en ajustant un revêtement en titane 1 à l'intérieur de ee réservoir en aluminium 2. Ce revêtement a éeé fixé sur le réservoir en aluminium 2 au moyen de soudage effectué à travers les perçages et appelé soudage par plots. On peut ainsi réduire la proportion de titane dans l'ouvrage. Dans le cas de la Fig. 2, on commence par fixer un alliage d'aluminium 3a sur l'ouvrage en titane 1, puis-;on fixe l'ossature de soutien 2 sur l'ouvrage en titane 1, sur l'élément soudé sur lui, par des moyens classiques 4, par exemple par soudage ou brasage. -5- REVENDICATIONS 1 ) - Procédé pour renforcer un ouvrage en titane (1) au moyen d'une ossature de soutien (2) en un autre métal, en fixant fermement l'ossature de soutien sur l'ouvrage en titane, procédé caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien (2) sur l'ouvrage en titane (1) par soudage à l'arc sous gaz (3, 3a). ) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien (2) directement sur l'ouvrage en titane (1) par soudage à l'arc sous gaz (3). ) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien (2) sur l'ouvrage en titane (1) en soudant d'abord par soudage à l'arc sous gaz un al- liage d'aluminium (3a) sur l'ouvrage en titane (1) et en fixant ensuite l'ossature de soutien (2) sur l'ouvrage en titane (1)-, sur l'élément (3a) soudé sur lui, par des moyens classiques (4). 40) - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien (2) sur l'élément soudé (3a) par soudage ou brasage. ) - Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on fixe l'ossature de soutien (?) sur l'ouvrage en titane (1) par soudage MIG ou TIG. ) - Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise une ossature de soutien (2) constituée par des raidisseurs, des éléments porteurs ou des éléments de serrage en aluminium. 70) - Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, pour munir un réservoir en aluminium (2) d'un re- vêtement intérieur en titane (1), caractérisé en ce qu'on pratique des perçages dans le réservoir en aluminium (2), le revêtement en titane (1) étant fixé sur le réservoir en aluminium (2) par soudage par plots (3) à travers ces perçages. !