Brevet FR2509211A1 — publié le 19830114

L'invention concerne un procédé pour le soudage par joints circulaires de tubes, et notamment d'un coude de tube et d'un élément de raccordement droit en acier austénitique, ainsi qu'd un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Pour le soudage des extrémités de tubes, il est connu d'orienter les tubes l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif de tension à pince et à mandrin (DE-AS 14 40 380 et DE-AS 23 32 581). On connaît également des dispositifs extérieurs de tension, des extrémités de tubes à réunir, qui mettent en oeuvre un soudage sous gaz inerte (DE-OS 19 59 323). Dans le cas des aciers austénitiques, il est indispensable, lors du soudage du fond du chanfrein par un procédé de soudage TIG (en atmosphère inerte avec électrode en tungstène), de recouvrir la soudure d'un gaz protecteur sur sa face interne. A cet effet, on doit soit remplir de gaz la totalité du volume intérieur, soit amener le gaz protecteur à la soudure au moyen de chambres spécialement aménagées. Le but de l'invention est de fournir un procédé pour le soudage de joints circulaires de tubes grâce auquel, d'une part, le décalage des bords soit limité à un maximum de 0,1 fois l'épaisseur de la paroi et les tubes à réunir soient ronds dans la région du joint et, d'autre part, le retrait du tube pendant le soudage soit empêché, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour résoudre ce problème, l'invention a pour objet un procédé selon lequel pendant la totalité de l'opération de soudage, on effectue simultanément et dans des positions immédiatement adjacentes dans l'espace, un arrondissement et un calibrage du tube de l'intérieur à l'extérieur des tubes dans la région du joint d'assemblage, un gaz protecteur étant acheminé du côté intérieur du joint soudé sur toute la circonférence du tube.Elle concerne également un dispositif tendeur pour la mise en oeuvre de ce procédé qui comporte un corps pouvant être engagé dans le volume intérieur des tubes, un dispositif de tension préalable muni d'organes tendeurs pouvant être appliqués radialement contre la surface intérieure des tubes et un dispositif de tension principal muni d'organes tendeurs pouvant être appliqués radialement contre la surface intérieure des tubes, les organes tendeurs présentant des ouvertures de sortie qui sont reliées à une source de gaz protecteur par l'intermédiaire du corps. Avec le procédé suivant l'invention, on peut éviter les inoenvénients qui se manifestaient jusqu a présent lors du soudage des joints circulaires des tubes, comme, par exemple, le décalage des bords de plus de 0,1 fois l'épaisseur de la paroi, ainsi que le faux rond au niveau de la soudure. En même temps, le maintien de la force de tension pendant la totalité de l'opération de soudage interdit le retrait du joint ou son déport. A l'aide du dispositif suivant l'invention, le gaz protecteur est acheminé au joint à souder de façon directe et concentrée. Grâce à la construction retractable de ce dispositif, il est possible de l'extraire même d'un coude de tube, si cela est nécessaire. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Sur les dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: - la Fig. 1 représente un coude de tube et un élément de raccordement avec un dispositif de tension introduit à l'intérieur et sous tension - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne A-A-de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne B-B de la Fig. 1. Ainsi qu'il ressort de la Fig. 1, un corps de base central 3 est équipé de dispositifs de tension immédiatement adjacents entre-eux, à savoir, un dispositif de tension préalable 1 et un dispositif de tension principal 2. Le dispositif de tension préalable 1 comprend trois organe tendeurs tandis que le dispositif de tension prin cipal 2 comporte au moins trois organes tendeurs 6 munis d'évidements qui, ensemble, forment un évidement circonférentiel 7. Des conduites d'arrivée 8 et 9 raccordées au corps 3 sont prévues respectivement pour le fluide hydraulique et pour le gaz protecteur. La vue en coupe de la Fig. 2 montre la réalisation du dispositif de tension préalable 1. Les organes tendeurs 10 sont reliés au corps 3 par des vérins hydrauliques 5. Sur la Fig. 3, est représenté le dispositif de tension principal 2. Les organes tendeurs 6 munis d'évidements circonférentiels s'imbriquent les uns dans les autres en un anneau fermé en formant des joints à labyrinthe, de sorte que les évidements constituent ensemble un évidement ou une chambre fermée. Lors de l'utilisation du dispositif suivant 1 t invention, on introduit tout d'abord ce dernier dans l'extrémité de tube A et, on le tend de façon centrée à l'aide du dispositif de tension préalable 1 ; les organes tendeurs du dispositif de tension principal 2 doivent alors se trouver en position centrale par rapport au joint à souder. Après l'enclenchement de l'extrémité de tube B (tube ou coude), on serre le dispositif de tension principal 2, de sorte que les organes tendeurs 6 attaquent simultanément les deux extrémités de tube, les fixent l'un à l'autre, les centrent l'un par rapport à l'autre et leur donnent une forme ronde. Après la mise en marche de l'alimentation en gaz protecteur, l'opération de soudage peut s'effectuer. A la fin de l'opération de soudage, on desserre le dispositif de tension qui peut alors être extrait, soit à travers le tube, soit à travers-le coude, car les organes tendeurs sont rétractés jusqu'au niveau du corps central 3. De préférence le corps 3 comporte un mécanisme à coin dont le coin peut se déplacer en translation axiale et est en prise avec des surfaces de coins correspondantes des organes tendeurs, par l'intermédiaire des quelles ces organes peuvent. être déplacés en translation radiale. Par ailleurs les organes tendeurs du dispositif de tension préalable 1 traversent les organes tendeurs du dispositif de tension principal 2 et sont en avance par rapport à ces derniers. En outre les organes tendeurs du dispositif de tension préalable peuvent être déplacés en translation radiale par des surfaces inclinées du coin qui ont une pente plus raide que celles qui déplacent les organes tendeurs du dispositif de tension principal 2. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage de joint circulaire de tubes de diamètre supérieur à 1-50 mm en acier austénitique, plus particulièrement adapté à l'assemblage d'un coude de tubes et d'un élément tubulaire de raccordement, caractérisé en ce que, pendant la totalité de l'opération de soudage, on effectue simultanément et dans des positions immédiatement adjacentes dans l'espace, un arrondissement et un calibrage du tube de l'intérieur a l'extérieur des tubes dans la région du joint d'assemblage, un gaz protecteur étant acheminé du côté intérieur du joint soudé sur toute la circonférence du tube. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on élargit légèrement les extrémités des tubes à réunir en restant dans les limites de la dé fois mation élastique. 3. Dispositif tendeur pour deux tubes à réunir entre eux par soudage de joints circulaires, carac térisé en ce qu'il comporte un corps (3) pouvant être engagé dans le volume intérieur des tubes, un dispositif de tension préalable (1) muni d'organes tendeurs pouvant être appliqués radialement contre la surface intérieure des tubes et un dispositif de tension principal (2) muni d'organes tendeurs (6) pouvant être appliqués radialement contre la surface intérieure des tubes, les organes tendeurs (6) présentant des ouvertures de sortie qui sont reliées à une source de gaz protecteur par l'intermédiaire du corps (3). 4. Dispositif suivant la revendication- 3, caractérisé en ce que les organes tendeurs du dispositif de tension préalable (1) et du dispositif de tension principal (2) sont reliés au corps (3) par l'intermédiaire de vérins hydrauliques (4,5). 5. Dispositif suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif de tension préalable (1) et le dispositif de tension principal (2) sont disposés directement l'un à côté de l'autre. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de tension préalable (1) comporte trois organes tendeurs et le dispositif de tension principal (2) comporte au moins trois organes tendeurs (6). 7. Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que les organes tendeurs (6) du dispositif de tension principal (2) forment un anneau fermé en s'impliquant les uns dans les autres avec formation de joints en labyrinthe, et comportent des évidements (7) qui forment un évidement circonférentiel ouvrant vers la surface intérieure du tube et raccordé à une arrivée de gaz protecteur. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 3 a 7, caractérisé en ce qu'au corps (3) sont raccordées une conduite d'arrivée (8) pour le fluide hydraulique et une conduite d'arrivée (9) pour le gaz protecteur. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 3 et 5 à 8, caractérisé en ce que le corps (3) comporte un mécanisme à coin dont le coin peut se déplacer en translation axiale et est en prise avec des surfaces de coins correspondantes des organes tendeurs, par l'intermédiaire des- quelles ces organes peuvent être déplacés en translation radiale. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les organes tendeurs du dispositif de tension préalable (1) traversent les organes tendeurs du dispositif de tension principal (2) et sont en avance par rapport à ces derniers. 11. Dispositif suivant la revendication 10, caràctérisé en ce que les organes tendeurs du dispositif de tension préalable peuvent être déplacés en translation radiale par des surfaces inclinées du coin qui ont une pente plus raide que celles qui déplacent les organes tendeurs du dispositif de tension principal (2).