Brevet FR2480648A1 — publié le 19811023

- 1 - Torche pour le soudage de tubes sur des plaques tubulaires L'invention concerne une torche pour soudage. Elle vise plus particulièrement une torche de ce type destinée à être montée sur un tube pour souder ce dernier sur l'arrière d'une plaque tubulaire. Les fabricants d'échangeurs de chaleur à métal liquide destinés à la production d'électricité à partir d'énergie nucléaire projettent présentement l'utilisation-de tubes à double paroi dans les échangeurs de chaleur destinés à transférer la chaleur d'un métal liquide h de l'eau ou à de la vapeur. Pour assurer la détection de fuites dans chaque paroi d'un tel tube d'échan- geur de chaleur, ces tubes doivent Atre soudés h la fois sur l'avant et sur l'arrière de la plaque tubulaire. Un appareillage pour souder les tubes sur l'avant de la plaque tubulaire est d'usage courant, cependant le soudage sur l'arrière de la pla- que tubulaire est plus difficile en raison de la gêne des tubes et de l'espace limité entre ces tubes. La réparation manuelle locale des défauts de soudure en ce domaine est l'opération la moins aisée, car aucune torche de soudure n'est actuellement appropriée pour cet usage. En conséquence, le but principal de l'invention est de créer un outil de soudage qui facilite le soudage des tubes sur l'arrière de la plaque tubulaire. L'invention vise plus précisément une torche de soudage adaptée k être montée sur un tube en vue de former une soudure à la jonction de ce tube et d'une plaque, cette torche comprenant un bottier possédant un alésage central, lequel reçoit un tube, torche caractérisée en ce que ce bottier est constitué d'au moins deux parties séparables qui, lorsqu'elles sont séparées permettent à ce bottier d'être placé sur le tube en une zone de ce dernier intermédiaire entre ses extrémités, ce bottier 2'48Q648 -2 - comportant: une électrode agencée pour être disposée de façon adjacente au tube; un conduit de métal d'apport recevant un fil métallique d'apport et le dirigeant sur le point de sou- dure; un faisceau de fibres optiques disposé de façon adja- cente à l'électrode et au conduit de métal d'apport pour per- mettre une observation visuelle continue de la soudure et l'addition à celle-ci de métal d'apport; et, une conduite de gaz de protection pour délivrer du gaz de protection à la soudure. L'invention sera plus aisément comprise à la lecture de la description suivante d'une forme de réalisation non limitative, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une torche de soudure réalisée selon l'invention; - la figure 2 est une vue de dessus de cette torche de soudure; - la figure 3 est une coupe prise selon la ligne III-III de la figure 2; et, la figure 4 est une coupe partielle à échelle agrandie de la zone de soudage. Sur les dessins est représentée une torche de soudure 1 qui se monte sur un tube 3 entre les extrémités de ce dernier pour souder la jonction du tube 3 et d'une plaque tubulaire 5. Comme représenté plus en détail sur la figure 1, cette torche 1 comprend un bottier 7 constitué d'un plastique résistant à haute température, par exemple celui dénommé "Vespel", présen- tant un alésage central 9 qui reçoit le tube 3. Ce bottier 7 est constitué de deux parties ou moitiés séparables, qui sont séparées pour lui permettre d'être placé sur le tube 3 sur une - 3 - zone de ce dernier intermédiaire entre ses deux extrémités. Le boîtier 7 possède une partie de queue 11 et une partie élargie ou ballonnée 13 à une extrémité de la partie de queue 11. Cette partie ballonnée 13 possède une ouverture agrandie 15 qui est plus grande que l'alésage central 9 et est disposée de façon excentrique par rapport à ce dernier, en ménageant une mince paroi sur au moins une partie de la partie ballonnée 13 du boîtier 7. Une partie au moins de cette mince paroi est cons- tituée d'un matériau céramique et forme un insert amovible 16 qui est bloqué sur la partie à mince paroi. La partie ballonnée 13 aussi bien que l'ouverture 15 dans cette partie se dirigent en tronc de c8ne vers l'intérieur en direction de l'alésage central adjacent à l'extrémité distale 17 de la partie en forme de ballon 13. Des charnières 19 et un verrou 21 sont disposés sur le bottier 7 et coopèrent pour permettre de séparer ou d'ouvrir les moitiés du boîtier 7 comme une coquille de moule et de le monter sur un tube. Une rainure centrifuge 23 est disposée dans l'alésage central de façon adjacente à l'ouverture agrandie 15 de la partie bal- lonnée 13. Cette dernière possède un certain nombre d'ouvertures , 27 et 29 qui s'étendent depuis la partie en queue adjacente et s'ouvrent dans l'ouverture agrandie 15. Ces ouvertures sont, généralement, parallèles à l'axe longitudinal de la torche ou peuvent former un angle aigu de jusqu'à approximativement 100 avec cet axe et, de préférence, sont groupées ensemble. L'ouverture 25 est adaptée à recevoir un tube de guidage de métal d'apport 35 qui a son extrémité cintrée pour conduire ce métal d'apport sur la zone de soudure. L'ouverture 27 est ap- propriée pour recevoir un faisceau de fibres optiques 37. Ce faisceau peut avoir un oculaire simple ou peut être bifurqué et avoir un binoculaire. Un porte-électrode 39 est disposé dans l'ouverture 29 et s'étend dans l'ouverture agrandie 15. - 4 - Le porte-électrode 39 possède un bout ou électrode en tungstène disposée suivant un angle d'environ 400 par rapport à l'axe longitudinal du porte-électrode. Une ouverture 41 s'étend depuis la partie adjacente à la queue 11, jusqu'à la rainure circonférencielle 23, dans l'alésage 9 et possède un tube d'alimentation 43 de gaz de protection, qui envoie ce gaz de protection sur la rainure circonférencielle 23 et l'ouverture élargie 15, et qui protège la totalité de la zone de soudure. Une ouverture 45 s'étend depuis le voisinage de la partie de queue 11 à travers la partie ballonnée 13 et présente des file- tages 47 disposés en son intérieur. Une vis filetée de réglage en hauteur 49 est disposée pour s'engager dans les filetages 47 et est adaptée à régler la hauteur de la torche 1 par rap- port à la plaque tubulaire 5. La figure 4 représente une partie de la torche 1 disposée sur un tube 3 et exécutant une soudure 51 adjacente à la jonction du tube 3 et d'un bossage 53 de la plaque tubulaire 5. Cette torche est maintenue à la hauteur correcte par la vis de ré- glage 49, qui fixe la distance entre le bout de l'électrode de soudure 40 et le bain de fusion. En variante, l'extrémité coni- que libre 17 peut être appliquée directement sur la plaque tubulaire 5 et la distance entre l'extrémité de l'électrode de soudure 40 et le bain de fusion 51 peut 9tre commandée en modi- fiant la hauteur du porte-électrode 39. Le métal d'apport est alimenté par le tube de guidage de métal d'apport 35, De préfé- rence, la vitesse à laquelle le métal d'apport est alimenté vers le bain de soudure est commandé par un système motorisé d'alimentation du fil métallique 61 conduit par une pédale 63 qui libère les deux mains du soudeur pour lui permettre de faire tourner la torche autour du tube. Le faisceau de fibres optiques 37 donne une observation visuelle continue du bain de -5- soudure et du métal d'apport soit à travers un oculaire teinté soit sur un verre dépoli si la projection de l'image sur un tel verre est possible, de façon à réduire l'intensité de la lumière produite par l'arc, soit enfin sur un tube à images vidéo si l'image est projetée sur un circuit fermé de télé- vision alimentant le tube. -6- REVENDICAT I ONS 1 Torche de soudage adaptée à se monter sur un tube en vue de former une soudure à la jonction de ce tube et d'une plaque, cette torche comprenant un bottier possédant un alésage cen- tral, lequel reçoit un tube, cette torche étant caractérisée par le fait que ce bottier (7) est constitué d'au moins deux parties séparables qui, lorsqu'elles sont séparées, permettent à ce bottier (7) d'être placé sur le tube (3) en une zone de ce dernier intermédiaire entre ses extrémités, ce bottier (7) comportant: une électrode (40) agencée pour être disposée de façon adjacente au tube (3); un conduit de métal d'apport (35) recevant un fil métallique d'apport et le dirigeant sur le point de soudure; un faisceau de fibres optiques (37) dis- posé de façon adjacente à l'électrode (40) et au conduit de métal d'apport (35) pour permettre une observation visuelle continue de la soudure (51) et l'addition à celle-ci de métal d'apport; et, une conduite de gaz de protection (41, 43) pour délivrer du gaz de protection à la soudure (51). 2. Torche selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif (49) pour régler la distance entre l'électrode (40) et la plaque (5). 3. Torche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le bottier (7) possède une partie ballonnée à l'une de ses extrémités et qui reçoit l'électrode (40), le conduit de métal d'apport (35) et le faisceau de fibres optiques (37). 4. Torche selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le bottier possède une rainure formée dans sa paroi inté- rieure adjacente à la partie ballonnée, et que la conduite de gaz de protection (41) se décharge dans cette rainure (23). -7 5. Torche selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la partie ballonnée possède une partie de paroi (16) cons- tituée d'un matériau céramique et que l'électrode (40) est disposée de façon adjacente à cette partie de paroi en céra- nmique (16). 6. Torche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5v caractérisée par le fait que les parties séparables du bottier sont montées ensemble à charnière.