Brevet FR2576664A1 — publié le 19860801

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication de corps de réservoir, du genre à paroi formée d'une virole aux deux extrémités de laquelle sont soudés deux fonds. En général, les fonds de forme très bombée proviennent d'emboutissage ou de formage sur des machines à galeter à partir de flancs plans préalablement détoures1 tandis que les viroles sont formées à partir de découpes de tôles rectangulaires, roulées et soudées bord à bord ou à recouvrement. Le cas échéant, dans le cas de dimensions importantes, les viroles peuvent être constituées de plusieurs tôles soudées les unes aux autres selon I 'axe longitudinal et cela avant ou après roulage. les procédés de soudage fond-virole mettent pratiquement toujours en oeuvre des fonds bombés ayant des bords relevés ou conformés de façon soit à venir alignés en bout des viroles, soit à recouvrement avec ces viroles, soit dans des emboltements ménagés par ces viroles. Ces différentes formas de réalisation de corps de réservoir présentent de nombreux inconv#nients1 notamment lorsqu'ils doivent être produits de façon industrielle et économique et l'on énumère ci-après certains de ces inconvénients - il est nécessaire, pour assurer l'automatisation, d'avoir une précision de montage préparatoire particulièrement fine, ce qui nécessite plusieurs opérations successives pour que les pièces présentent la tolérance constructive requise ; - les emboîtements conduisent à une utilisation surabondante de tôles et peuvent donner des difficultés pour les opérations ultérieures de traitement interne des réservoirs ; dans le cas où les réservoirs sont dépourvus de revêtement intérieur, les edboRtements constituent des points préférentiels d'accrochage pour des oxydations ou des nids pour divers dépôts - l'emboutissage ou le formage des fonds et, à fortiori, pour les fonds présentant des emboutis profonds, conduisent à des épaisseurs différentes de paroi sur le produit fini, ce qui amine à choisir au départ une tôle d'épaisseur surabondante par rapport à celle qui serait strictement nécessaire du Point de vue de la résistance à la pression - d'une façon générale, le soudage circulaire d'un fond à un corps de virole est effectué avec l'axe de virole selon la direction horizontale, en sorte qu'on ne peut mettre en oeuvre qu'une seule tête de soudage, ce qui limite ainsi le cadencement d'une channe de production, ou oblige à multiplier le nombre de postes de travail pour tenir une cadence élevée. L'objet de la présente invention vise à minimiser considérablement, voire à supprimer les inconvénients rappelés plus haut, et à permettre ainsi une production plus éconanique et plus satisfaisante techniquement, notamment pour les réservoirs qui ne sont pas soumis à de très fortes pressions de service et qui sont destinés à être produits en très grande série. Selon l'invention, on met en place chaque fond en contact avec la partie terminale de virole, avec un déplacement final de venue en position de soudage qui, relativement audit fond bombé, s'effectue dans le sens de la face concave vers la face convexe, après quoi le soudage est effectué de l'extérieur. De la sorte, les fonds peuvent être obtenus à partir d'une simple opération de presse assurant à la fois la mise en forme et la découpe, puisque tout bord relevé est maintenant supprime.De ce fait, la précision d'exécution des fonds est alors d'excellente qualité,~ qui permet de passer à une automatisation d'assemblage, dans la mesure où la virole est elle-mime obtenue avec une grande précision, ce qui est facile à obtenir, car la tolérance sur la coupe droite d'un flanc destiné à la fabrication d'une virole est alors divisée par le rapport 3,14 au niveau du diamètre de la virole proprement dite. L'épaisseur finale des fonds n'est pratiquement pas influencée par le formage puisqu'il n'y a pas de rabattage important des bords, de sorte que le fond peut être ajusté à la cote la plus précise pour tenir la pression. La cambrure élastique des fonds leur confère une certaine capacité à être montés, avec une tolérance de jeu négative (c'est-à-dire en serrage systématique), dans le corps de virole lorsqu'on les introduit dans un sens de déplacement concavité vers convexité. le mode d'assemblage préconisé plus haut permet que le soudage d'un fond au corps de virole puisse s'effectuer avec l'axe de virole placé selon une direction verticale et le fond à souder en position haute, chaque torche de soudage opérant en surplomb, Il est ainsi possible non seulement d'assurer une automatisation plus aisée car moins encombrante et, en outre, on peut mettre en oeuvre des machines de soudage "muiti-têtes" permettant ensuite de moduler le cadencement d'une chaîne de production en fonction des postes de travail les plus rapides, ce qui évite les goulots d'étranglement classiques aux postes de soudage des fonds. En outre, la préparation soignée du joint à souder mettant en oeuvre une tolérance très serrée permet, même sans exiger une pénétration totale, d'obtenir une racine du joint de soudure pouvant être compatible avec les revêtements intérieurs parfois appliqués dans certaines fabrications, tels que des émaillages, des galvanisations ou des revêtements en matière plastique. les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit à titre d'exemple de différents modes de mise en oeuvre en référence aux dessins annexés dans lequels - la figure 1 est une vue en coupe axiale, partiellement en vue cavalière d'un réservoir selon l'invention en cours de soudage ; - la figure 2 est une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure i; - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe et partielle agrandie d'une autre forme de réservoir - la figure 5 est une vue en coupe d'une troisième forme de réalisation - la figure 6 est une vue schématique montrant la mise en place d'un fond cambré convexe extérieurement - la figure 7 est une vue partielle an coupe axiale d'une autre variante de réalisation. En se référant aux figures 1 et 2, on voit qu'un corps de réservoir il comporte une virole cylindrique 12 et deux fonds cambrés 13 et 14, tous deux à concavité tournée vers l'extérieur. les fonds cambrés 13 et 14 sont en fait des calottes sphériques ayant un rayon de courbure relativement important, hla découpe à la presse de leur circonférence ayant été obtenue en fin de course de l'opération de cambrage), de sorte que leur venue en position de soudage correcte ne laisse qu'une gorge étroite 18 entre un bord d'extmité 15 des fonds 13 et 14 et une face annulaire interne 16 des corps de virole 12, l'opération de soudage qui est effectuée avec un fil d'apport permet une fusion partielle des deux éléments assemblés selon le schéma de cordon indiqué en pointillé qui assure ainsi une bonne tenue de la racine 17 du cordon de soudage 13 pouvant apparaître dans l'espace interne du corps de réservoir. Dans la forme de réalisation représentée aux figures 3 et 4, un corps de réservoir 31 cortotte un corps de virole 32 et deux fonds cambrés à convexité tournée vers l'extérieur 33 et 34, le soudage entre le corps de virole 32 et chaque fond 33 et 34 étant du type de celui représenté à la figure 4 qui se distingue de celui de la figure 2 en ce que la gorge initiale 38 est alors tournée vers l'intérieur du corps de réservoir. En pratique, ccxnpte tenu du montage avec une tolérance légèrement négative, cet évidement reste inférieur à ce qui est couramment obtenu dans des préparations classiques de soudage bord à bord. On indique à la figure 6 les différentes étapes de mise en position de soudage d'un fond cambré à convexité tournée vers l'extérieur. On voit d'abord qu'un bras articulé 51 déplace par. un organe de retenue 52 un fond 33 en position inclinée par rapport à l'axe de virole 32, en le glissant selon f à l'intérieur, jusqu'à ce que le bord le moins engagé 53 du fond 33 ait franchi la zone transversale du futur joint de soude, apres quoi une butée annulaire transversale 54 est placée en bout de l'extrfimité supérieure de virole et l'on fait subir par le bras articulé 51 au fond 33 un léger mouvement de recul selon f' qui irone d'abord l'extrémité 53 en appui sur la butée 54, puis assure une rotation selon la flèche R jusqu'à ce que le fond 33 soit appliqué par toute sa périphérie contre la butée 54. Le fond 33 est alors en position de soudage. Ainsi qu'on le remarque à la figure 1, le soudage peut avantageusement s'effectuer en agençant le corps de virole de façon à ce que son axe longitudinal soit vertical, ce qui permet la mise en outre d'une machine à plusieurs têtes de soudage représentée ##matiquement en 60, 61 et 62. Bien entendu, cette façon de faire s'applique également à la mise en#oeuvre selon les figures 3 et 4. La variante décrite à la figure 5 caçte un corps de virole 63, un fond cambré à convexité tournée vers l'extérieur 64 et un fond cambré à concavité tournée vers l'extérieur 65. Il ressort de la description que l'engagement des calottes formant les fonds barbés est avantageusement faite par un engagement serré d'un fond selon un mouvement final dans les sens concavité-convexité. On peut prévoir d'autres mesures permettant cet engagement serré, par exemple en procédant par voie thermique à une rétraction du fond et/ou à une dilatation du corps de virole. En se référant à la figure 7, une variante de réalisation prévoit qu'un fond 71 en forme de calotte sphérique à concavité tournée vers l' intérieur du réservoir vient s 'appuyer par une partie annulaire périphérique 72 de sa face externe 73 contre une partie annulaire périphérique 75 de la face interne 76 d'un bord 77 de virole 78 rabattu vers l'axe et vers l'intérieur du réservoir, de façon à présenter une concavité touniee vers l'intérieur du réservoir ayant sensiblement le mAme rayon de courbure que le fond 71, le cordon de soudage étant représenté en 79.La mise en place des fonds 71 à l'intérieur de la virole 78 s'effectue de préférence avant de rabattre le bord de la virole. Si la gamme opératoire ne le permet pas, il est aussi possible de déformer la virole à l'intérieur desa limite élastique et d' introduire les fonds inclinés dans l'ellipse ainsi obtenue. La mise en position définitive des fonds contre le bord rabattu de la virole s 'effectue alors par un bras muni à une ventouse s'il n'y a pas d'orifice central permettant sa prise. turès cette mise en contact, il est alors possible d'exécuter le cordon de soudure 79. L'invention s'applique à la réalisation de réservoirs à pression interne limitée. REVEDICUICNS 1. - Procédé de fabrication de corps de réservoir du genre à paroi fonnée d'une virole aux deux extrémités de laquelle sont soudés des fonds bayés, caractérisé en ce qu'on met en place chaque fond en contact avec une partie terminale de virole, avec un déplacement final de venue en position de soudage qui, relativement audit fond bombé, s'effectue dans le sens de la face concave vers la face convexe, après quoi le soudage est effectue de l'extérieur. 2. - Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fond est mis en position de soudage par appui élastique de son bord périphérique sur la face interne du corps de virole. 3. - Procédé de fabrication de corps de réservoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'engagement d'un fond barbe destiné à former un fond à concavité tournée vers l'extérieur est effectué par engagement axial du côté de l'extrémité du corps de virole, qui est destinée à recevoir ledit fond. 4. - Procédé de fabrication de corps de réservoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'engagement d'un fond cambré destiné à former un fond à convexité tournée vers l'extérieur est effectué par engagement axial du fond d'abord en présentant le fond en position inclinée par rapport à l'axe de virole, puis en le déplaçant axialement tout en maintenant ladite position inclinée dudit fond jusqu'à ce que la partie du bord dudit fond la plus avancée vienne ou revienne en position correcte de soudage, après quoi en provoquant un déplacement rotatif dudit fond pour l'amener sur tout son pourtour contre la face interne du corps de virole en position correcte de soudage. 5. - Précédé de fabrication d'un réservoir à fonds bayés elliptiques, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fond est introduit dans le corps de virole, puis amené en appui d'une partie annulaire périphérique de sa face convexe contre une partie annulaire de la face interne de virole, dont chaque bord d'extxnité est rabattu vers l'intérieur. 6. - Procédé de fabrication d'un réservoir selon la revendication 5, caractérisé en ce que la virole a son bord rabattu avant introduction du fond, qui est rendu possible par un engagement incliné dudit fond et une déformation élastique de la virole. 7. - Procédé de fabrication d'un réservoir selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bord de virole est rabattu après engagement d'un fond. 8. - Procédé de fabrication de corps de réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que le soudage d'un fond au corps de virole s'effectue avec l'axe de virole placé selon une direction verticale et le fond à souder en position haute, chaque torche de soudage opérant en surplarb. 9. - Procédé de fabrication de corps de réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise plusieurs torches de soudage en surplatib, qui sont réparties circulairrement autour du joint à souder. 10. - Corps de réservoir mettant en outre le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il catporte un corps de réservoir forme d'une virole cylindrique et de deux fonds bombés en forme de calotte substantiellement sphérique, ayant un rayon de courbure relativement grand, la soudure ayant lieu entre le bord périphérique dudit fond et une partie annulaire interne d'extrémité du corps de virole, le cas échéant rabattu vers l'indrieur.