Brevet FR2527491A1 — publié le 19831202

Procédé de soudage de deux pièces La présente invention concerne un procédé permettant de réaliser le soudage de deux pièces bout à bout, ces pièces étant de préférence de forme cylindrique et de même diamètre. Le soudage bout à bout de deux pièces cylindriques, par exemple de deux tubes, est une opération délicate Généralement le soudage de telles pièces est obtenu par un procédé manuel, avec métal d'apport Cependant, un procédé de soudage manuel ne permet pas de garantir la constance de la qua- lité des soudures Lorsque, par exemple, les tubes à souder bout à bout sont destinés à constituer un faisceau tubulaire de générateur de vapeur pour centrale nucléaire, il est demandé, pour ces soudures, une très grande fia- bilité Dans ce cas, les soudures doivent présenter une régularité et une uniformité très grande qui ne peuvent être obtenues par ce procédé. La présente invention vise donc à pallier ces inconvénients. La présente invention concerne par conséquent un procédé de sou- dage de deux pièces cylindriques disposées bout à bout. Selon une caractéristique essentielle de cette invention, ce pro- cédé com prend les opérations successives suivantes: une disposition des deux pièces bout à bout, coaxialement, leurs faces planes radiales étant en regard, et une première bague étant inserrée entre les faces planes en regard, soudage par l'extérieur, au niveau de la première bague de façon à créer un premier cordon de soudure entre les deux pièces à souder, le métal d'ap- port étant constitué par cette première bague elle-même, un déplacement longitudinal d'une deuxième bague disposée autour de l'une des pièces à souder, jusqu'à ce que cette deuxième bague vienne entourer par l'extérieur le premier cordon de soudure déjà effectué, soudage par l'extérieur, au niveau de cette deuxième bague de façon à créer un deuxième cordon de soudure sur le premier cordon, cette deuxième bague faisant office de métal d'apport. Selon une autre caractéristique de l'invention, la deuxième bague est fendue, et a des dimensions telles qu'elle peut être enfilée sur l'une des pièces à souder par ouverture de la fente de cette bague par déforma- tion élastique, et que, lorsque cette bague fendue est ensuite disposée au- tour du premier cordon de soudure, elle se referme élastiquement de façon que la fente redevienne nulle ou minimum, sans jeu radial excessif entre cette bague fendue et le premier cordon de soudure. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront lors de la description détaillée de l'exemple de réalisation qui va suivre, illustré par les dessins annexés. La figure 1 représente, en coupe longitudinale AA, les pièces à souder disposées avant la première opération de soudage. La figure 2 représente une coupe transversale BB de la figure 1. Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent une mêrme coupe partielle longitudinale des pièces à souder au cours des différentes étapes succes- sives du procédé de soudage conforme à l'invention. En se reportant aux figures 1 et 2, on distingue les deux pièces à souder 1, 2, qui ont, dans cet exemple, des formes cylindriques tubulai- res, et qui présentent des faces planes radiales 3, 4, disposées en regard. Entre ces faces radiales 3 et 4, est insérée de façon concentrique aux deux pièces une première bague 5 Sur la pièce à souder 2 est montée une deuxiè- me bague 6 élastique comprenant une fente 7 Lorsque cette bague 6 n'est pas montée sur le tube 2, sa fente 7 est referia-e, et le diamètre intérieur de cette bague 6 est légèrement inférieur au diamètre extérieur du tube 2. En conséquence, lorsque la bague fendue 6 est montée sur le tube 2, sa fen- te 7 prend une valeur appréciable, visible en figure 2. Le procédé de sci dage consiste donc, en premier lieu, à disposer l'ensemble des pièces à souder 1, 2, ainsi que des bagues 5 et 6, comme indiqué précédemment. Une seconde phase du procédé consiste à souder par l'extérieur (comme représenté en figure 3), au niveau de la première bague 5, de façon à créer un premier cordon de soudure 5 a entre les deux pièces à souder (comb me représenté en figure 4) Ce Lte bague 5 fait office de mital d'apport pour cette soudure. Le soudage peur s'effectuer à l'aide d'un procédé par arc électri-. que avec électrode en tungstène 7 et atmosphère neutre 8 de gaz inerte, ce système de soudage étant connu en soi. La phase suivante du procédé de soudage selon notre inventin con- siste à faire glisser longitudinalement la bague fendue 6 sur le tube 2 afin de l'amener au-dessus de la surface externe 9 de la soudure 5 a, comme repré- senté en figure 5 Dans cette position, la bague fendue 6 se referme par é- lasticité, son diamètre diminue et cette bague 6 se trouve donc encastrée dans la rainure en creux 9 de l'ensemble des deux pièces 1 et 2 soudées en- semble Comme représenté en figure 5, on effectue alors une deuxième opéra- 2527491, tion de soudage comparable à la première, au niveau de cette deuxième bague 6, ce qui a pour effet de créer un second cordon de soudure 6 a sur le pre- mier cordon de soudure 5 a et qui relie aussi les pièces 1 et 2 On voit ain- si, en figure 6, les tubes 1 et 2 soudés bout à bout, les cordons de soudu- re 5 a et 6 a étant ainsi parfaitement circulaires, continus et très réguliers. Par ce procédé, on peut ainsi obtenir des tubes soudés bout à bout, exempts de criques, bourrelets ou défournis excessifs La régularité des soudures ainsi effectuées est très grande D'autre part, la tête de soudure est dépourvue de système d'amenée du métal d'apport, ce qui élimine le ris- que d'une amenée irrégulière du métal d'apport D'autre part, on peut ainsi miniaturiser la tête de soudure, l'utiliser facilement en tète orbitale, et par conséquent souder des pièces dans un encombrement réduit. Avant de réaliser le premier cordon de soudure 5 a, on peut commen- cer par effectuer tout autour des pièces une série de points de soudure, au nombre de deux, trois ou davantage, afin d'effectuer de façon connue en soi l'agrafage des pièces 1, 2 et 5. Dans le procédé de soudage propre à notre invention, les bagues et 6 constituent en fait un métal d'apport pour la soudure, leur composi- tion peut être identique à la composition du métal constituant les pièces à souder, ou peut être différente afin de répondre à des problèmes de souda- ge spécifiques. Comme il est représenté en figure 3, les faces planes radiales 3, 4 des pièces à souder 1, 2 ne s'étendent qu'au voisinage de la face interne du tube 1 ou 2, et sont prolongées, à la partie externe du tube 1 ou 2, par des faces coniques 11, 12 qui vont en s'évasant vers l'extérieur des pièces 1 et 2, de façon à créer un espace entre la zone externe de la bague et les bords externes des tubes 1 et 2. De cette manière, la première opération de soudage permet une bon- ne fusion de la bague 5 toute entière. Le procédé de soudage qui vient d'être décrit est particulière- ment bien adapté au soudage de tubes, à l'aide d'une tête de soudage orbi- tale. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'ttre décrit; elle en comporte au contraire toutes les variantes de réalisation. 2527491, REVENDICATIONS i. Procédé de soudage de deux pièces cylindriques disposées bout à bout, caractérisé par le fait qu'il comprend les opérations successives suivan- tes: disposition des deux pièces à souder ( 1-, 2) mises bout à bout, coaxiale- ment, leurs faces planes radiales ( 3, 4) en regard, avec insertion entre les deux faces planes en regard d'une première bague ( 5), soudage par l'extérieur, au niveau de la première bague ( 5) de façon à créer la fusion de cette bague en constituant ainsi un premier cordon de soudure ( 5 a) entre les deux pièces à souder, cette bague ( 5) faisant office de métal d'apport, déplacement longitudinal d'une deuxième bague ( 6) disposée autour d'une des pièces à souder ( 1, 2) jusqu'à ce que cette deuxième bague ( 6) vienne entourer par l'extérieur le premier cordon de soudure ( 5 a), soudage par l'extérieur, au niveau de cette deuxième bague de façon à créer sa fusion complète pour obtenir un deuxième cordon de soudure ( 6 a) sur le premier cordon ( 5 a). 2. Procédé de soudage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la deuxième bague ( 6) est fendue ( 7) et a des dimensions telles qu'elle peut être enfilée sur l'une ( 2) des pièces à souder par ouverture de la-fente ( 7) par déformation élastique et que, lors- que cette bague fendue ( 6) est ensuite disposée autour du premier cordon de soudure ( 5 a), elle se referme élastiquement de façon que la fente rede- vienne nulle ou minimum, sans jeu radial excessif entre cette bague fendue ( 6) et le premier cordon de soudure ( 5 a). 3. Procédé de soudage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les deux pièces à souder ( 1, 2) sont des tubes. 4. Procédé de soudage selon la revendication 3; caractérisé par le fait que les deux pièces à souder ( 1, 2) sont des tubes de diamètresintérieur et extérieur respectivement identiques. 5. Procédé de soudage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les faces planes radiales ( 3, 4) de ces tubes ( 1, 2) sont complétées par des faces coniques ( 11, 12) de façon que la pre- mière bague ( 5) soit pincée de chaque côté par les tubes ( 1, 2) en une zone située au voisinage de la face interne ( 10) des tubes, et de façon à créer un espace entre la zone périphérique de cette bague ( 5) et les bords exter- nes des tubes ( 1, 2). 252749 1 6. Procédé de soudage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les opérations de soudage sont réalisées à l'ai- de d'une tête de soudage orbitale.