Brevet FR2557296A1 — publié le 19850628

Dispositif de contrôle de la résistance d'une liaison soudée L'invention a pour objet un dispositif de contrôle de la résistance d'une liaison soudée locale entre la paroi latérale d'un tube et au moins une plaquette mince appliquée contre cette paroi. L'invention trouve une application importante dans la détermination de la résistance au cisaillement de points de soudure entre une plaquette en alliage tel que celui dénommé "INCONEL", constituant la paroi d'une cellule de la grille d'un assemblage de combustible nucléaire, et un capuchon cylindrique solidaire d'un crayon de combustible traversant la grille. On connaît des dispositifs de contrôle de la résis- tance de points de soudure qui permettent d'exercer une force de traction mesurable tendant å séparer une cellule complété d'une part, un tube traversant la cellule d'autre part, pour Provoquer une contrainte de cisaillement dans les soudures entre la paroi latérale du tube et les quatre c6tés de la cellule. Ces dispositifs ne sont pas entièrement satisfaisants. Ils ne permettent pas de vérifier la résistance d'une soudure unique ou d'un couple de soudures. La force de traction tendant à séparer le tube de la cellule produit, au niveau des composants, des déformations incontrôlables qui faussent l'évaluation de la résistance au cisaillement pur. L'invention a notamment pour but de fournir un dispositif permettant un contrôle quantitatif reproductible, réduisant les déformations en flambage et en flexion des parois de la cellule. Elle vise également å réaliser un dispositif permettant de contrôler, au choix et indifféremment, une liaison comportant un ou plusieurs points de soudure. Dans ce but, liinvention propose un dispositif comportant deux organes susceptibles d'être déplacés l'un par rapport à l'autre suivant un axe, et des moyens pour exercer sur ces organes une force mesurable suivant la direction de l'axe, caractérisé en ce que l'un desdits organes est muni d'une surface d'appui radiale destinée a la transmission axiale d'efforts entre le tube et l'organe tandis que l'autre organe présente une surface d'appui radial de transmission axiale d'efforts entre la plaquette et l'organe, le premier organe présentant un prolongement coulissant dans le tube de façon à permettre son guidage par rapport au second organe, tandis que le second organe présente des surfaces de guidage d'appui latéral de la face de la plaquette opposée au tube. Un tel dispositif permet-notamment d'établir une courbe représentant la force exercée sur la liaison en fonction du déplacement relatif de la plaquette et du tube. Le dispositif peut être réalisé de façon à être aisément modifiable pour évaluer également la résistance d'une liaison latérale soudée entre tube et plaquette au déboutonnage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1 montre le dispositif de contrôle de la résistance au cisaillement d'une liaison soudée suivant un mode particulier d'exécution de l'invention, en coupe longitudinale passant par l'axe d'application des forces - les Figures 2, 3 et 4 sont des coupes simplifiées suivant les plans II-II, III-III et IV-IV de la Figure 1 - la Figure 5, similaire à la Figure 1, montre une variante de réalisation du-dispositif permettant de contrôler la résistance au cisaillement d'une seule des deux soudures de liaison entre un tube et des plaquettes ;; - les Figures 6 et 7 sont des vues simplifiées en coupe suivant les plans VI-VI et VII-VII de la Figure 5 - la Figure 8 est un schéma en coupe suivant un plan vertical montrant un montage à rotule utilisé avec les dispositifs des Figures 1 et 5. Le dispositif montré en Figure 1 est destiné à mesurer la résistance globale au cisaillement de la liaison par points de soudure 12 entre un tronçon de tube 14 et deux plaquettes 16 placées de part et d'autre du tronçon de tube. Ce dispositif peut notamment être utilisé pour mesurer la résistance de la liaison entre un tronçon de capuchon tubulaire destiné à être fixé sur un crayon de combustible nucléaire et les plaquettes appartenant à une grille d'entretoisement du faisceau de crayons de combustible. Le dispositif comporte deux organes déplaçables l'un par rapport à l'autre selon l'axe du tube. L'un de ces organes, que l'on peut considérer comme fixe, est en appui sur un bati 20. Il comporte une pièce cylindrique 18. Pour permettre à la pièce 18 de s'orienter librement par rapport au bâti 20, une liaison à rotule peut être interposée. La pièce destinée à réaliser cette liaison comporte une semelle 22 dans laquelle est ménagé un logement en forme de calotte sphérique 24 et une embase 18a, qui comporte de son côté une saillie hémisphérique de rayon inférieur à celui de la cuvette 24, mais de profondeur supérieure de façon à autoriser un débattement. Dans le manchon 18 est ménagé un alésage 26 de diamètre D1. Il s'ouvre dans une cuvette terminale 28 de diamètre D2 supérieur à D1. Dans cette cuvette s'emboîte une enveloppe cylindrique étagée 30 présentant un prolongement inférieur de diamètre légèrement inférieur à D2 afin d'autoriser un autocentrage. L'enveloppe 30 est percée d'un alésage central de diamètre D3 choisi pour recevoir à frottement doux le tronçon du tube 14, dans sa partie faisant saillie hors des plaquettes 16. L'alésage 32 est coaxial à l'alésage 26 en cours d'essai. A la partie supérieure de l'enveloppe 30 est ménagée, par exemple par fraisage, une rainure de largeur d4 correspondant à l'écartement entre les faces externes des plaquettes 16. La jonction entre la rainure et l'alésage 32 constitue un épaulement 34 d'appui des plaquettes. Le second organe, déplaçable par rapport au manchon 18, est constitué par une tige 36 dont la partie basse présente un diamètre tel qu'elle puisse coulisser librement dans le tronçon de tube 14. Cette partie de la tige a une longueur suffisante pour qu'elle pénètre dans une douille de guidage 38 montée à frottement doux dans l'embase-18 et dont le diamètre interne correspond à celui de la tige 36. La partie haute de cette tige (Figures 1 et 2) présente une forme de cylindre tronqué par deux plans parallèles à l'axe 40. La distance d5 entre ces deux plans correspond à l'écartement des plaquettes 16. On voit en conséquence que ces dernières sont retenues latéralement par l'enveloppe 30 d'une part, les flancs plats de la tige 36 d'autre part (Figure 1).L'épaulement 42 séparant la partie tronquée de la tige de la partie basse cylindrique est destiné à venir en appui contre la tranche supérieure du tronçon de tube 14. Ainsi, une force exercée sur la tige 36 et dirigée vers le bas sera transmise au tronçon de tube 14, tandis que les plaquettes seront retenues par ltépaulement 34 de l'enveloppe 30. Les soudures 12 sont alors soumises à un effort de cisaillement simple, les pl-equettes étant maintenues dans un état non déformé par l'enveloppe 30 en ce qui concerne les faces externes, par les flancs plats de la tige 36 en ce qui concerne les faces internes. En utilisant la même éprouvette, comportant un tron çon de tube et deux plaquettes, on peut contrôler chaque point de soudure séparément par une modification simple du dispositif consistant à remplacer l'enveloppe 30 par l'enveloppe 30a montrée en Figures 5 à 7. L'enveloppe 30a est identique à l'enveloppe 30 sur un seul des côtés. De l'autre côté, elle comporte une rainure verticale de largeur supérieure à la largeur de la plaquette. En conséquence, la plaquette de gauche ne prend pas appui et seule la résistance de la soudure 12 de droite s'oppose à la force exercée à l'aide de la tige 36. La mise en oeuvre du dispositif qui vient d'être décrit s'effectue de façon classique. On applique un déplacement continu à la tige 36, le dispositif de maintien de l'éprouvette restant fixe, ce qui se traduit par un effort croissant de cisaillement sur les soudures jusqu'à rupture de la liaison. On peut ainsi tracer une courbe représentant la force en fonction du déplacement. Pour réduire les frottements pouvant engendrer des efforts parasites, il sera en général préférable de placer un film lubrifiant entre les pièces en déplacement relatif. Le dispositif peut également être adapté a la mesure de la résistance au déboutonnage d'un point de soudure entre plaquettes et tube. Pour cela, la tige 36 sera munie d'une chape permettant de faire basculer autour d'un plot d'appui, une tige transversale sur laquelle est enfilé le tube. La plaquette située d'un côté du tube est retenue sur le plot par sa partie terminale et le mouvement de roulement du tube provoque l'effort d'arrachement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la résistance d'une liaison soudée locale entre la paroi latérale d'un tube (16) et au moins une plaquette mince (16) appliquée contre cette paroi, comprenant deux organes susceptibles d'être déplacés l'un par rappport a l'autre suivant un axe et des moyens pour exercer sur ces organes une force mesurable suivant la direction de l'axe, caractérisé en ce que l'un desdits organes est muni d'une surface d'appui radial (42) destinée à la transmission axiale d'efforts entre le tube (14) et l'organe tandis que l'autre organe présente une surface d'app-ui radial (34) de transmission axiale d'efforts entre la plaquette et ledit autre organe, le premier organe (36) présentant un prolongement coulissant dans le tube de façon à permettre son guidage par rapport au second organe, tandis que l'autre organe présente au moins'unie surface de guidage et d'appui latéral de la face opposée au tube d'au moins une des plaquettes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second organe comprend un manchon (18) et une enveloppe (30) prévue pour s'emboîter dans le manchon et présentant la surface ou les surfaces de guidage et d'appui latéral , le manchon etant prévu pour recevoir l'une quelconque de plusieurs enveloppes de dimensions différentes. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une au moins des enveloppes comprend une surface d'appui radiale d'une seulement des plaquette-s. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier organe est constitué par une tige présentant une partie haute à flancs plats (40) dont l'écartement correspond à celui des plaquettes, et une partie inférieure cylindrique de guidage séparée de la partie supérieure par un épaulement (42) constituant la surface d'appui radiale destinée à la transmission d'efforts entre le tube et l'organe. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second organe est muni d'un moyen, tel qu'une douille (38), amovible de guidage de la partie terminale du premier organe. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour exercer sur les organes une force mesurable de rapprochement-comprennent une liaison a rotule de centrage.