Brevet FR2594060A1 — publié le 19870814

La présente invention est relative à un biseau pour le soudage d'une jonction en T, et elle s'applique en par- ticulier à la fabrication d'une turbine d'un compresseur ou analogue. Jusqu'à présent, lors du soudage d'une turbine d'un compresseur, on utilisait un biseau de soudage d'une jonc- tion en T tel que représenté à la Fig. 5. Dans cette figu- re, la référence (a) désigne une plaque inférieure, la ré- férence (b) désigne une nervure qui est prévue à la surface supérieure de la plaque inférieure (a), la référence (c) désigne une plaque supérieure, la référence (d) désigne un biseau dont la largeur varie depuis une partie étroite d'en- viron 2 mm d'épaisseur jusqu'à une partie large d'environ 8-10 mm d'épaisseur. La largeur de l'ouverture du biseau (d) varie linéairement en conformité avec la variation d'épais- seur de la nervure (b), de sorte que la largeur de chevau- chement de la nervure (b) et de la plaque supérieure (c) est sensiblement constante sur toute la longueur de la ner- vure (b). Dans le cas o l'épaisseur de la nervure (b) varie depuis la partie étroite d'environ 2 mm d'épaisseur jusqu'à la partie large d'environ 8-10 mm d'épaisseur et o, par ailleurs, la largeur de chevauchement de la nervure (b) et de la plaque supérieure (c) est sensiblement constante sur toute la longueur de la nervure (b), comme indiqué ci-dessus, il subsiste les difficultés suivantes même si les conditions de soudage sont changées en fonction de l'épaisseur de la nervure (b). En effet, même si la partie à paroi étroite de la nervure (b) est soudée dans des conditions de soudage à courant faible, du fait que cette partie de la nervure (b) présente une faible capacité de transfert thermique, la cha- leur s'accumule dans cette partie de la nervure (b), d'o il résulte que cette partie de la nervure (b) à paroi étroite donne naissance à un soudage profond, comme représenté sur les Figs. 6(I) et 6 (II), le métal de soudage (e) fond et tombe et, ainsi, les cordons de pénétration ne peuvent pas être formés lors du soudage. De plus, dans la partie média- ne de la nervure (b) o la largeur de celle-ci varie succes- sivement, il existe une difficulté qui réside en ce qu'il est nécessaire de commander de manière précise et continue les conditions de soudage en conformité avec l'épaisseur de la nervure (b), ce qui rend difficile la commande des conditions de soudage. L'invention a pour but de fournir un biseau pour le soudage d'une jonction en T dans lequel on peut réaliser des cordons uniformes de pénétration sans que le métal de souda- ge ne fonde et ne tombe, un élément en forme de nervure pou- vanrit être soudé à un élément en forme de plaque à l'aide d'un courant faible sur toute la longueur de l'élément en forme de nervure, et la commande des conditions de soudage étant facilitée. Selon une caractéristique de la présente invention, il est proposé un biseau pour le soudage d'une jonction en T, pour souder un élément en plaque à un élément en forme de nervure qui présente une épaisseur variable à la manière d'un T, la largeur du biseau variant en conformité avec l'épais- seur de l'élément en forme de nervure et les bords de la par- tie en biseau étant en forme d'ondes de manière à définir des parties intermittentes d'espace entre l'élément en forme de nervure et les bords du biseau. Dans le biseau pour le soudage d'une jonction en for- me de T conformément à la présente invention, du fait que la largeur du biseau varie en conformité avec l'épaisseur de l'élément en forme de nervure et que les bords de la partie en biseau sont en forme d'ondes de manière à former des par- ties intermittentes d'espace entre l'élément en forme de ner- vure et les bords du biseau, comme décrit ci-dessus, la cha- leur est difficilement transférée depuis le métal de soudage jusqu'à l'élément en forme de nervure dans la plage qui s'é- tend depuis la partie à paroi étroite présentant une faible capacité de transfert thermique jusqu'à sa partie médiane, la chaleur ne s'accumulant ainsi pas dans la partie à paroi étroite de l'élément en forme de nervure, une pénétration profonde de la matière de soudage ne se produisant pas dans cette partie, le métal de soudage ne fondant pas et ne tom- bant pas, ce qui permet de former des cordons uniformes de 25940'60 pénétration. De plus, du fait qu'on forme dans l'élément en forme de plaque un biseau qui définit des parties intermit- tentes d'espace entre l'élément en forme de nervure et les bords biseautés, l'élément en forme de nervure peut être sou- dé à l'élément en forme de plaque sur toute la longueur de l'élément en forme de nervure, même si les conditions de sou- dage ne sont pas modifiées de manière précise et continue en conformité avec l'épaisseur de l'élément en forme de nervure, ce qui permet de commander facilement les conditions de sou- dage. Les buts ci-dessus et autres, les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig. 1 est une vue en perspective montrant un mode de réalisation préféré de l'invention d'un biseau pour le souda- ge d'une jonction en T; Fig. 2(I) à 2(VI) sont des coupes verticales de la Fig. 1, respectivement suivant les lignes I-I à VI-VI de cette figure; Fig. 3(I) est une vue en perspective montrant un autre mode de réalisation préféré de l'invention d'un biseau pour le soudage d'une jonction en T; Fig. 3(II) est une vue en plan de la Fig. 3(I); Figs. 4(I) et 4(II) sont des coupes verticales mon- trant le mode de soudage avec un biseau pour le soudage d'une jonction en T selon les Figs. 1 à 3; Fig. 5 est une coupe verticale montrant un biseau pour le soudage d'une jonction en T selon l'art antérieur; et Figs.6(I) et 6(II) sont des coupes verticales mon- trant le mode de soudage avec le biseau de l'art antérieur de la Fig. 5 pour le soudage d'une jonction en T. On décrira maintenant le biseau pour le soudage d'une jonction en T selon la présente invention, en relation avec divers modes de réalisation préférés de l'invention représen- tés aux Figs. 1 à 4. Sur les Figs. 1 et 2, la référence (1) désigne une -2594060 plaque inférieure, la référence (2) désigne des nervures qui sont prévues sur la plaque inférieure (1), et, comme on le voit sur les Figs. 2(I) à 2(VI), chacune des nervures (2) présente une épaisseur qui varie successivement depuis une partie à paroi mince (Fig. 2(I)) jusqu'à une partie a paroi épaisse (Fig. 2(VI)). De plus, la référence (3) désigne une plaque supérieure, la référence (4) désigne un biseau ménagé dans la plaque supérieure (3), ce biseau (4) présentant une largeur qui varie conformément à l'épaisseur de paroi de la nervure (2), les flancs ou bords du biseau étant en forme d'ondes, comme représenté sur la Fig. 1 et sur les Figs.3(I) et 3(II), de sorte que des parties intermittentes d'espace ou de vide (B) et des parties de chevauchement (A) sont for- mées entre la nervure (2) et les bords du chanfrein. De plus, dans les Figs. 1 et 3(I), la référence (5) désigne le métal de soudage, et la référence (6) désigne les cordons ou per- les de pénétration. On expliquera maintenant avec plus de détail l'opéra- tion de soudage en utilisant le biseau ci-dessus pour le sou- dage d'une jonction en T. La plaque supérieure (3) et la ner- vure (2) sont soudées l'une à l'autre à la manière d'un T par l'intermédiaire du métal de soudage (5), comme montré dans la partie gauche de la Fig. 1. Les cordons de pénétra- tion (6) sont formés du côté arrière du métal de soudage(5). Dans le soudage ci-dessus décrit à titre d'exemple, on suppo- se qu'on utilise pour la plaque inférieure (1) un acier au chromemolybdène, que l'épaisseur de paroi de la nervure (2) est, dans la partie à paroi mince, de 2 mm, de 4 mm dans la partie centrale et de 8 mm dans la partie à paroi épaisse, l'espacement des nervures (2) étant de 50 mm. De plus, en ce qui concerne la largeur du biseau (4), la largeur de l'ouver- ture de la partie qui est en regard de la partie à paroi min- ce de la nervure (2) est choisie à 3 mm, la largeur de l'ou- verture de la partie en regard de la partie centrale de la nervure (2) est choisie à 5 mm, la largeur de l'ouverture de la partie en regard de la partie à paroi épaisse de la nervu- re (2) est choisie à 7 mm, et, entre chaque bord du biseau en forme d'onde et la nervure (2) sont formées des parties d'espace ou de vide (B) d'une largeur de 0,5 -mm ou moins et des parties en chevauchement (A) d'une largeur de 0,5 mm ou moins. De façon plus particulière, dans la partie de la ner- vure (2) à paroi mince représentée sur la Fig. 2(I), les parties (B) d'espace ou de vide, d'une largeur de 0,5 mm ou moins, sont formées entre les surfaces latérales opposées de la partie de la nervure à paroi mince et les côtés laté- raux opposés du biseau (4); dans la partie centrale de la nervure (2) représentée sur les Figs. 2(II) à 2(V), les parties (B) de vide et les parties en chevauchement (A),tou- tes d'une largeur de 0,5 mm ou moins, sont formées entre les surfaces latérales opposées de la partie centrale de la nervure et les bords latéraux opposés du biseau (4); dans la partie de la nervure (2) à paroi épaisse représentée sur la Fig. 2(VI), les parties en chevauchement (A), d'une lar- geur de 0,5 mm ou moins, sont formées entre les surfaces la- térales opposées de la partie de la nervure à paroi épaisse et les bords latéraux opposés du biseau (4). Quand le soudage est effectué dans les conditions dé- crites ci-dessus, on obtient des perles ou cordons uniformes avec un courant de soudage de 90A (Figs. 4(I) et 4(II)) dans la partie du biseau (4) à paroi mince. De plus, dans la partie du biseau (4) correspondant à la partie centrale de la nervure, on obtient des cordons ou perles (6) unifor- mes de pénétration avec un courant de soudage de 120A. En- fin, dans la partie du biseau (4) correspondant à la partie de la nervure (2) à paroi épaisse, le soudage est effectué sous un courant de 150A, de manière similaire à la technique antérieure et, dans ce cas également, on obtient des cordons ou perles (6) uniformes de pénétration. Il est à noter que, en ce qui concerne la largeur du biseau (4), soit on peut changer seulement la partie inférieure du biseau en confor- mité avec la variation de l'épaisseur de paroi de la nervure (2), soit on peut modifier tout le biseau à partir de sa partie inférieure jusqu'à sa partie supérieure en conformi- té avec la variation de l'épaisseur de paroi de la nervure (2). Les Figs 3(I) et 3(II) illustrent ce dernier cas. Comme décrit en détail ci-dessus, dans le biseau pour le soudage d'une jonction en T conformément à la présente invention, la largeur du biseau varie conformément à l'épais- seur de paroi de l'élément en forme de nervure et les bords de la partie en biseau sont en forme d'ondes de manière à définir des parties intermittentes d'espace ou de vide entre l'élément en forme de nervure et les bords du biseau. Par conséquent, la chaleur est difficilement transférée depuis le métal de soudage jusqu'à l'élément en forme de nervure dans la zone qui s'étend depuis la partie de la nervure à paroi mince, qui présente une faible capacité de transfert thermique, jusqu'à sa partie centrale; ainsi, la chaleur ne s'accumule pas dans la partie de l'élément en forme de nervure à paroi mince, ce qui élimine une pénétration pro- fonde de la matière de soudage dans cette zone, le métal de soudage ne fondant pas et ne tombant pas, ce qui permet la formation de cordons ou perles uniformes de pénétration.En outre, du fait que, comme décrit cidessus, l'élément en forme de plaque présente un biseau qui est agencé pour dé- finir des parties intermittentes d'espace ou de vide entre l'élément en forme de nervure et les bords du biseau, l'élé- ment en forme de nervure peut être soudé à l'élément en forme de plaque sur toute la longueur de l'élément en forme de nervure, même si les conditions de soudage ne sont pas modifiées de manière précise et continue conformément à l'é- paisseur de paroi de l'élément en forme de nervure et, ain- si, on obtient l'avantage que la commande des conditions de soudage est facilitée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation, non plus qu'au mode d'application qui ont été décrits; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATIONS 1. Biseau pour le soudage d'une jonction en T, pour souder un élément en plaque (3) à un élément (2) en forme de nervure présentant une épaisseur variable, à la manière d'un T, caractérisé en ce que la largeur du biseau (4) va- rie en concordance avec l'épaisseur dudit élément (2) en forme de nervure et en ce que les bords de la partie biseau- tée sont en forme d'ondes de manière à définir des parties intermittentes (B) d'espace ou de vide entre ledit élément (2) en forme de nervure et lesdits bords du biseau. 2. Biseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords de la partie en biseau sont en forme d'ondes seulement à leur partie inférieure. 3. Biseau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les bords de la partie en biseau sont en forme d'ondes sur toute la hauteur du biseau.