Brevet FR2509203A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer un coude tubulaire roulé et soudé par laminage d'une brame afin d'obtenir un feuillard ou une tôle, par dres- sage du feuillard ou de la tôle, par cintrage ou roule- ment pour en faire un tuyau roulé, par soudure de la fente et par cintrage autour d'un axe perpendiculaire ou à peu près perpendiculaire par rapport à l'axe du tube, le tube étant chauffé sur la longueur de l'arc afin de devenir progressivement un anneau et étant pressé dans une "doubleuse" à l'aide d'une pression axiale. Des coudes tubulaires fabriqués de cette façon ont sur la face interne une épaisseur plus grande et sur la face externe une épaisseur plus faible qu'un tube ordinaire à épaisseur de paroi égale Le phénomène est provoqué par compression sur la face interne et par étirement sur la face externe et est généralement considéré comme un défaut, étant donné que la résistance du coude est celle de la paroi la plus mince. L'objet de la présente invention est de fabriquer un coude tubulaire avec un diamètre qui reste le même et une ré- partition de l'épaisseur de paroi telle que celle-ci garde une résistance optimale Et particulièrement l'épaisseur de paroi du coude terminé doit rester la même sur tout le périmètre du tube De plus, l'emplace- ment de la soudure longitudinale du tuyau est important pour la résistance L'invention a également pour objet de permettre de fabriquer de façon simple un produit semi-fini de telle sorte que le cordon de soudure puisse se trouver à n'importe quel endroit désiré de la section transversale du tube. Pour résoudre ce problème, on fait en sorte que pour la fabrication du tube roulé, on part d'un feuillard ou d'une tôle, dont l'épaisseur varie de façon continue pour présenter des lignes longitudinales de grande et de petite épaisseurs de paroi, qui sont disposées en regard l'une de l'autre après formation du tube Grâce à ce procédé, il est possible de fabriquer des coudes tubu- laires sans compression, ni étirement Si, par exemple, par pliage, on courbe un tube droit de façon que sa plus faible épaisseur de paroi se trouve du côté de l'axe de courbure, qui est perpendiculaire à l'axe du tube, on peut fabriquer, en déterminant de façon appropriée la variation de l'épaisseur de paroi, un coude à épaisseur de paroi constante. La détermination correcte des parois à épaisseur variable dépend du rapport entre l'épaisseur moyenne et le dia- mètre du tube d'une part et du rapport entre le dipmètre du tube et le rayon de cintrage d'autre part En général, pour une épaisseur de paroi moyenne, l'épaississement de la paroi épaisse est plus grand que l'amincissement de la paroi mince. Si l'on fabriquait un coude tubulaire de même résistance par un procédé de fabrication habituel, il faudrait un tube droit présentant une épaisseur de paroi beaucoup plus importante La résistance du coude est dans ce cas principalement celle de l'épaisseur de paroi de la face externe Le coude réalisé grace à cette invention est avantageux à plusieurs points de vue Il est moins lourd, en particulier, il évite un poids inutile pour la résis- tance du coude Un tel tube avec une épaisseur moyenne de paroi plus faible nécessite moins d'énergie pour la pression et le chauffage du tube lors du cintrage Par suite, il est possible, pour une machine donnée, de fa- briquer des plus gros coudes, ce qui contribue à rendre la fabrication meilleur marché La technologie est de plus favorablement concernée par la présente invention, car il devient possible de produire un coude tubulaire de même résistance avec un rayon de cintrage plus petit. L'emplacement de la soudure sur la section transversale, dans la mise en oeuvre de la présente invention, peut être choisi librement en dépit de l'épaisseur de paroi variable. Avantageusement, pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, deux brames pré-profilées de façon appro- priée sont façonnées de façonsà avoir des profils iden- tiques ou symétriques et sont laminées par des rouleaux cylindriques dans une position pour laquelle elles re- posent l'une sur l'autre par leurs surfaces profilées en regard et interposition d'un séparateur. En variante, la variation continue d'épaisseur du feuil- lard ou de la tôle est obtenue par laminage à chaud. Dans ce dernier cas, la variation d'épaisseur continue peut être produite dans le sens du laminage par le ré- glage de la fente de laminage entre des rouleaux cylin- driques ou bien en travers du sens de laminage par un profilement spécial des rouleaux de laminage La première de ces méthodes est utilisable de façon universelle, mais limitée en fonction de la largeur de la table de la- minoir à des longueurs de coudes courtes ou moyennes. L'autre méthode est plus souple d'emploi en ce qui concer- ne les mesures; par contre, plus le diamètre du tube augmente, plus il faut un outillage important et peut- être même l'usinage d'outils spéciaux propres à cette fabrication. Le dressage du feuillard ou de la tôle est une opération particulière à laquelle on n'a pu renoncer, ni jusqu'à maintenant ni après la présente proposition Bien que le dressage d'un feuillard ou d'une tôle à épaisseur varia- ble puisse apparaître difficile et impossible au premier coup d'oeil, il peut être réalisé de façon simple du fait qu'une autre pièce identique ou opposée, destinée à la fabrication de tuyaux coudés ou une pièce fabri- quée exprès, identique ou opposée, qui n'était pas des- tinée à l'origine à la fabrication de-tuyaux coudés, est assemblée avec le feuillard ou la tôle à épaisseur va- riable et le tout est dressé ensemble. La présente invention permet de répartir la variation continue d'épaisseur du feuillard ou de la tôle de telle manière que l'on peut choisir n'importe o l'emplacement de la soudure longitudinale sur la coupe transversale du coude Dans le cas d'une soudure à l'extérieur ou à l'intérieur du coude, on utilise des feuillards tels que la variation continue d'épaisseur présente un profil symétrique par rapport à l'axe longitudinal du feuillard ou de la tôle, et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube La ligne longitudinale de plus grande et de plus petite épaisseur se trouve au milieu du feuillard ou de la tôle L'autre ligne corres- pondante de chaque tube coïncide avec les bords libres et la soudure. Si la soudure n'est pas sur la face externe ni sur la face interne du coude, les lignes de grande et de fai- ble épaisseur du feuillard ou de la tôle utilisé ne coïncident pas avec les bords libres En général, les deux parties du feuillard ou de la tôle desquelles les lignes longitudinales de grande et de petite épaisseurs de paroi proviennent, se trouvent à des distances iné- gales de leurs bords longitudinaux et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube. Dans le cas spécial o la soudure se trouverait dans ce qu'on appelle la fibre neutre du coude, les deux parties du feuillard ou de la tôle avec la grosse et la petite épaisseur de paroi, et d'o proviennent les lignes longitudinales, se trouvent à des distances égales des bords longitudinaux et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube. Dans ce dernier cas, la variation d'épaisseur continue présente un profil en S qui est symétrique vers la mi- largeur Ce profil est particulièrement intéressant pour le dressage, car un paquet peut ainsi être formé, chaque tôle ou morceau de feuillard suivant pouvant être rabattu en tournant suivant un angle de 1800 et être posé sur la pièce précédente Ceci correspond au premier des quatre cas mentionnés ci-dessus. Avantageusement, l'invention est de plus remarquable en ce qu'on part d'un feuillard ou d'une tôle d'une largeur de une fois à une fois et demie la largeur nécessaire à la fabrication du tuyau roulé soudé, en ce que la varia- tion continue d'épaisseur est cyclique, et, pour une lar- geur de une fois et demie la largeur du tuyau, se répète jusqu'à un demicycle et en ce qu'après le dressage du feuillard ou de la tôle, une bande de largeur correspon- dant à la largeur superflue, soit jusqu'à une demi-largeur de feuillard ou de tôle, est éliminée Cela suppose par exemple lors du laminage avec des rouleaux profilés, que toutes les positions désirées du cordon de soudure peu- vent être obtenues sur la largeur du feuillard ou de la tôle La partie inutilisée ainsi élimine offre une valeur marchande souvent plus intéressante que les innombrables largeurs de tôle ou de feuillard. Les conditions précédentes peuvent, par exemple, être obtenues du fait que les rouleaux présentent sur leur largeur un profil avec une répétition de jusqu'à un demi- cycle et que le feuillard ou la tôle de largeur corres- pondant au périmètre du tube sont laminés sur des profils de rouleaux avec guidage latéral. Enfin, on peut aussi prévoir plusieurs profils, de sorte que le feuillard ou là tôle soit laminé sur toute sa largeur, et coupé avant ou après le dressage Cette mo- dification et toutes les autres variantes possibles de la présente invention pour fabriquer des tôles identi- ques ou différentes avec épaisseur variable pour la fa- brication des tubes fendus à partir d'une brame ou d'une tôle ou d'un feuillard laminé sont comprises dans le do- maine de la présente invention. Les figures 1 à 3 montrent schématiquement un exemple de réalisation de la présente invention. La figure 1 est une coupe transversale d'une tôle pour la mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 est une vue de dessus d'un coude. La figure 3 correspond à la coupe transversale du milieu du coude selon la ligne III-III de la figure 2. Les figures 2 et 3 montrent un coude de tuyau à épaisseur de paroi constante sur tout son périmètre et présentant une ligne de soudure située à peu-près dans la zone de cintrage neutre La tôle 1 de la figure 1 servant à la fabrication de tuyaux fendus est fabriquée de la façon mentionnée ci-dessus et présente sur ses deux bords 2 et 3 une épaisseur 4 identique. La tôle 1 a, au milieu de sa section, la même épaisseur 4. La moitié gauche est plus mince et deviendra la face in- terne du coude, la moitié droite est plus épaisse et de- viendra la face externe de celui-ci La variation d'épais- seur, selon le diamètre du tube et le rayon de cintrage, est de l'ordre de 1/5 de l'épaisseur moyenne de la tôle. La différence par rapport à l'épaisseur de paroi moyenne peut être plus forte sur la moitié gauche (plus mince) que sur la moitié droite (plus épaisse). Avec la tôle, on fait un tuyau roulé formé de telle sor- te que les bords 2 et 3 viennent en regard La section du tube est fermée avec, par exemple, une soudure à l'arc 5 Selon les nécessités du travail, on procède, le cas échéant, à une finition du cordon de soudure et à un recuit. Le tube arrive ensuite au dispositif de cintrage et est dressé et cintré en fonction de l'épaisseur de paroi et du cordon de soudure 5 Dans l'exemple de la figure 2, le cintrage se fait autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure et dans la figure 3 autour d'un axe contenu dans le plan de la figure L'épaisseur de paroi 6 de la face externe du coude a diminué par rapport à l'épaisseur de tôle sur le côté droit de la figure 1. En même temps, l'épaisseur de paroi 7 sur la face interne du coude a augmenté par rapport à l'épaisseur de tôle sur le côté gauche de la figure 1 Le cordon de soudure 5 n'a pratiquement pas subi de modification d'épaisseur de paroi, de sorte que l'épaisseur-de paroi tout le long du périmètre du tuyau est constante, comme il est montré dans cet exemple. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un coude tubulaire par lami- nage d'une brame afin d'obtenir un feuillard ou une tôle, par dressage du feuillard ou de la tôle, par cintrage ou roulage pour en faire un tube roulé,-par soudure de la fente du tuyau roulé et par cintrage autour d'un axe per- pendiculaire ou à peu près perpendiculaire par rapport à l'axe du tube, le tube étant chauffé sur la longueur de l'arc de façon à devenir progressivement une portion d'un anneau et étant pressé dans une doubleuse par une pression axiale, caractérisé en ce que pour la fabrication du tube roulé, on part d'un feuillard ou d'une tôle 1, dont l'épaisseur varie de façon continue, pour présenter des lignes lon- gitudinales de grande et de petite épaisseur de paroi, qui sont disposées en regard l'une de l'autre après for- mation du tube. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que deux brames préprofilées de façon appropriée sont façonnées de façon à avoir des profils identiques ou symétriques et sont laminées Dar des rou- leaux cylindriques dans une position pour laquelle elles reposent l'une sur l'autre par leurs surfaces profilées en regard et interposition d'un séparateur - 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation continue d'épaisseur du feuillard ou de la tôle est obtenue par laminage à chaud. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le laminage à chaud, tout au moins dans les dernières passes, se fait dans des rouleaux pro- filés de façon appropriée sur leur largeur. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le laminage à chaud est fait avec des rouleaux au moins sensiblement cylindriques et avec un réglage de la fente à laminage en fonction de l'avance. 6 Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une autre pièce identique opposée, destinée à la fabrication de tuvaux coudés ou une pièce fabriquée exprès, identique ou opposée, qui n'était pas destinée à l'origine à la fabrication de tuyaux coudés, est assemblée avec le feuillard ou la tôle à épaisseur variable et le tout est dressé ensemble. 7 Procédé selon l'une des revendications 2 à 5 et, le cas échéant, en relation avec la revendication 6, caractérisé en ce que la variation continue d'épaisseur présente un profil symétrique par rapport à l'axe longi- tudinal du feuillard ou de la tôle, et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube. 8 Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, et le cas échéant, en relation avec la revendication 6, caractérisé en ce que les deux parties du feuillard ou de la tôle desquelles les lignes longitudinales de grande et de petite épaisseurs de paroi proviennent, se trouvent à des distances inégales de leurs bords longitudinaux et la largeur du feuillard ou de la tôle correspond au périmètre du tube. 9 Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, et le cas échéant, en relation avec la revendication 6, caractérisé en ce que les deux parties du feuillard ou de la tôle avec la grande et la petite épaisseurs de pa- roi, et d'ofl proviennent les lignes longitudinales, se trouvent à des distances égales des bords longitudinaux et la largeur du feuillard ou de la-tôle correspond au périmètre du tube. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, et, le cas échéant, en relation avec une des autres reven- dications, caractérisé en ce qu'on part d'un feuillard ou d'une tôle d'une largeur de une fois à une fois et demie la largeur nécessaire à la fabrication du tuyau roulé soudé, en ce que la variation continue d'épaisseur est cyclique, et, pour une largeur de une fois et demie la largeur du tuyau, se répète jusqu'à un demi-cycle et en ce que après le dressage du feuillard ou de la tôle, une bande de largeur correspondant à la largeur superflue, soit jusqu'à une demie largeur de feuillard ou de tôle, est éliminée. 11 Tuyau roulé fabriqué selon une des revendications l à 10, caractérisé en ce que les épaisseurs de paroi des parties en regard sont plus faible et plus grande qu'à une épais- seur de paroi moyenne.