Brevet FR2697453A1 — publié le 19940506

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de fabrication d'un tube en acier à partir d'une bande de tôle. On connaît un dispositif de fabrication d'un tube en acier à partir d'une bande de tôle dans lequel la bande de tôle défile en continue dans au moins une cage cintreuse pour réaliser un tube en hélice de manière à former un plan de joint hélicoïdal. La cage cintreuse comprend une multitude de galets répartis selon une circonférence et qui constituent des supports pour la face extérieure du tube ainsi formée. Au niveau de l'entrée de la bande dans la cage cintreuse, cette cage cintreuse comporte un galet cintreur en contact avec la face inférieure de la bande de tôle et un galet contre-cintreur en contact avec la face supérieure de la bande de tôle et situé après le galet cintreur par rapport au sens de défilement de ladite bande de tôle. L'axe vertical de symétrie du galet contrecintreur est confondu avec l'axe vertical de symétrie du tube. Le plan de joint est soudé après son point de formation au moyen d'un dispositif de soudage situé à l'intérieur du tube et après le galet contre-cintreur par rapport au sens de défilement de la bande de tôle, c'est à dire sur la partie montante du tube. Jusqu a présent, le dispositif de soudage utilisé est un dispositif de soudage, par exemple à arc submergé, formé d'au moins une tête de soudage à deux fils de métal d'apport. Mais, l'utilisation de têtes de soudage à deux fils limite la vitesse de soudage du plan de joint du tube. Une solution pour augmenter la vitesse de soudage de ce plan de joint consiste à multiplier le nombre de fils de métal d'apport et à utiliser au moins une tête de soudage à trois fils de métal d'apport. Mais, dans ce cas, on se heurte à une autre difficulté. En effet, la zone de soudage étant située dans la partie montante du tube, il se produit pendant le soudage du plan de joint un écoulement du bain de fusion vers le bas du tube, c'est à dire vers le galet contre-cintreur. Cet écoulement qui résulte de la rotation du tube est accentué lorsque la vitesse de soudage augmente si bien que le cordon de soudure n'est pas continu et présente des irrégularités, voire des effondrements qui sont des amorces de rupture. De plus, l'écoulement du bain de fusion peut entraîner une coupure de l'arc électrique, car ce bain de fusion n'est plus dans un état d'équilibre entraînant ainsi un cordon de soudure de mauvaise qualité. L'invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif de fabrication d'un tube à partir d'une bande de tôle permettant de s'affranchir de ces inconvénients, tout en augmentant la vitesse de soudage et en améliorant la qualité du cordon de soudure. L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un tube en acier dans lequel on conforme le tube en hélice pour former un plan de joint hélicoïdal à partir d'une bande de tôle défilant en continu dans au moins une cage cintreuse comprenant un galet cintreur en contact avec la face inférieure de la bande de tôle et un galet contre-cintreur en contact avec la face supérieure de la bande de tôle et situé après le galet cintreur par rapport au sens de défilement de la bande de tôle, l'axe vertical de symétrie du galet contrecintreur étant confondu avec l'axe vertical de symétrie du tube, et on soude le plan de joint après son point de formation au moyen d'un dispositif à têtes de soudage multifils, par exemple à arc submergé, caractérisé en ce que le point de formation dudit plan de joint est situé sur un axe de symétrie du tube situé entre les axes de symétrie du tube passant respectivement par les points de contact entre les galets cintreur et contre-cintreur et la bande de tôle et en ce que l'axe de symétrie du tube passant par le point de formation du plan de joint et l'axe vertical de symétrie du tube forment un angle compris entre 10 et 200. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'axe de symétrie du tube passant par le point de formation du plan de joint et l'axe vertical de symétrie du tube forment un angle compris entre 10 et 16 , - on soude le plan de joint en appliquant sur ledit plan de joint, à l'intérieur du tube, au moins une tête de soudage multifils, - l'axe de symétrie du tube passant par l'axe de soudage forme avec l'axe vertical de symétrie dudit tube un angle inférieur à 3 , - l'axe de symétrie du tube passant par l'axe de soudage forme avec l'axe vertical de symétrie dudit tube un angle égal à 1,5 , - le point de formation du plan de joint du tube est confondu avec l'axe de symétrie du tube passant par le point de contact entre le galet cintreur et la bande de tôle. L'invention a également pour objet un dispositif de fabrication d'un tube en acier à partir d'une bande de tôle, du type comprenant, d'une part, au moins une cage cintreuse dans laquelle défile en continu la bande de tôle et comportant un galet cintreur en contact avec la face inférieure de la bande de tôle et un galet contre-cintreur en contact avec la face supérieure de la bande de tôle et situé après le galet cintreur par rapport au sens de défilement de ladite bande de tôle, l'axe vertical de symétrie du galet contre-cintreur étant confondu avec l'axe vertical de symétrie du tube et, d'autre part, au moins une tête de soudage multifils, par exemple à arc submergé, caractérisé en ce que la génératrice de contact entre le galet cintreur et la face inférieure de la bande de tôle est située au-dessus d'un plan horizontal tangent à la face extérieure du tube et perpendiculaire à l'axe vertical de symétrie du tube et en ce que ladite tête de soudage multifils est située à l'intérieur du tube entre le galet cintreur et le galet contre-cintreur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, - l'axe de la tête de soudage multifils forme avec l'axe vertical de symétrie du tube un angle inférieur à 3 - l'axe de la tête de soudage multifils forme avec l'axe vertical de symétrie du tube un angle égal à 1,5 , - la génératrice de contact entre le galet cintreur et la face inférieure de la bande de tôle est confondue avec une génératrice du tube. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique d'un tube en acier formé à partir d'une bande de tôle, - la Fig. 2 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de fabrication d'un tube, selon l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique partielle et à plus grande échelle du dispositif de fabrication d'un tube, selon l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique partielle et à plus grande échelle d'une variante du dispositif de fabrication d'un tube. Sur la Fig. 1, on a représenté un tube 1 formé en hélice à partir d'une bande de tôle 2 et qui comporte, sur toute sa longueur, un plan de joint 3 hélicoïdal. Pour fabriquer ce tube formé en hélice, la bande de tôle 2 défile en continu dans au moins une cage cintreuse 10, comme représentée à la Fig. 2. La cage cintreuse 10 comporte une multitude de galets 11 répartis selon une circonférence correspondant au diamètre du tube à obtenir et qui constituent des supports pour la face extérieure du tube 1 de façon à éviter une expansion radiale dudit tube. Au niveau de l'entrée de la bande de tôle 2 dans la cage cintreuse 10, cette cage cintreuse comporte un galet cintreur 12 en contact avec la face inférieure de la bande de tôle 2 et un galet contre-cintreur 13 en contact avec la face supérieure de ladite bande de tôle 2 et situé après le galet cintreur par rapport au sens de défilement de cette bande de tôle 2. L'axe vertical de symétrie du galet contrecintreur 13 est confondu avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1. Le plan de joint 3 est soudé après son point de formation A au moyen d'au moins une tête de soudage 4 multifils de métal d'apport, par exemple à arc submergé. La tête de soudage 4 est située à l'intérieur du tube 1 entre le galet cintreur 12 et le galet contrecintreur 13 de telle sorte que la zone de soudage soit située dans la partie descendante de formation du tube 1. Comme représenté à la Fig. 3, le point de formation A du plan de joint 3 est situé sur un axe de symétrie Y-Y du tube 1 disposé entre, d'une part, l'axe de symétrie Z-Z du tube 1 passant par le point de contact B entre le galet cintreur 12 et la bande de tôle 2 et, d'autre part, l'axe de symétrie X-X du tube 1 passant par le point de contact entre le galet contre-cintreur 13 et ladite bande de tôle 2. Ainsi, la génératrice de contact entre le galet cintreur 12 et la face inférieure de la bande de tôle 2 est située au-dessus d'un plan horizontal P tangent à la face extérieure du tube 1 et perpendiculaire à l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1. De plus, l'axe de symétrie Y-Y du tube 1 passant par le point de formation A du plan de joint 3 et l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1 forme un angle a compris entre 10 et 200 et de préférence compris entre 10 et 160. De plus, l'axe W-W de la tête de soudage 4 multifils forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1 un angle p inférieur à 30 De préférence, l'axe W-W de la tête de soudage 4 multifils forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1 un angle p égal à 1,5 . Selon une variante représentée à la Fig. 4, le point de formation A du plan de joint 3 du tube 1 est confondu avec l'axe Y-Y de symétrie du tube 1 passant par le point de contact B entre le galet cintreur 12 et la bande de tôle 2. Ainsi, la génératrice de contact entre le galet cintreur 12 et la face inférieure de la bande de tôle 2 est confondue avec une génératrice du tube 1. Dans ce cas également, l'axe de symétrie Y-Y du tube 1 passant par le point A de formation du plan de joint 3 et l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1 forme un angle a compris entre 10 et 200 et de préférence compris entre 10 et 160. L'axe W-W de la tête de soudage 4 multifils forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube 1, un angle p inférieur à 30 et de préférence égal à 1,5 . Ainsi la position de l'axe de soudage est située dans la partie descendante du tube 1 et il est possible, sans rencontrer le moindre problème, d'utiliser une tête de soudage à trois, quatre ou cinq fils de métal d'apport selon le diamètre du tube 1. La zone libre pour la formation du bain de fusion 5 s'étend du point A de formation du plan de joint jusqu'à l'autre côté du galet contre-cintreur 13, ce qui permet d'augmenter la taille du bain de fusion 5. De plus, le bain de fusion 5 étant situé dans la partie descendante du tube 1, on s'affranchit des problèmes de coulure et de non homogénéité de ce bain, ce qui garantit la réalisation d'un cordon de soudure constant et de bonne qualité, tout en réalisant le cordon de soudure au moyen de têtes de soudage avec un nombre de fils de métal d'apport plus important, donc avec une vitesse de soudage augmentée de 30 à 40%. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un tube (1) en acier, dans lequel on conforme le tube (1) en hélice pour former un plan de joint (3) hélicoïdal à partir d'une bande de tôle (2) défilant en continu dans au moins une cage cintreuse (10) comprenant un galet cintreur (12) en contact avec la face inférieure de la bande de tôle (2) et un galet contre-cintreur (13) en contact avec la face supérieure de la bande de tôle (2) et situé après le galet cintreur (12) par rapport au sens de défilement de ladite bande de tôle (2), l'axe vertical de symétrie du galet contre-cintreur (13) étant confondu avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) et on soude le plan de joint (3) après son point de formation A au moyen d'un dispositif à têtes de soudage (4) multifils, par exemple à arc submergé, caractérisé en ce que le point de formation A dudit plan de joint (3) est situé sur un axe Y-Y de symétrie du tube (1) disposé entre les axes de symétrie du tube (1) passant respectivement par les points de contact entre les galets cintreur (12) et contre-cintreur (13) et la bande de tôle (2) et en ce que l'axe Y-Y de symétrie du tube (1) passant par le point de formation A du plan de joint (3) et l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) forment un angle a compris entre 10 et 200. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe Y-Y de symétrie du tube (1) passant par le point de formation de A du plan de joint (3) et l'axe X-X vertical de symétrie du tube (1) forment un angle a compris entre 10 et 160. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on soude le plan de joint (3) en appliquant sur ledit plan de joint, à l'intérieur du tube (1), au moins une tête de soudage (4) multifils. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe W-W de symétrie du tube (1) passant par l'axe de soudage forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) un angle p inférieur à 30 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe W-W de symétrie du tube (1) passant par l'axe de soudage forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) un angle p égal à 1,5 . 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point de formation A du plan de joint du tube 1 est confondu avec l'axe Y-Y de symétrie du tube (1) passant par le point de contact B avec le galet cintreur (12) et la bande de tôle (2). 7. Dispositif de fabrication d'un tube (1) en acier à partir d'une bande de tôle (2) pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type comprenant, d'une part, au moins une cage cintreuse (10) dans laquelle défile en continu la bande de tôle (2) et comportant un galet cintreur (12) en contact avec la face inférieure de la bande de tôle (2) et un galet contre-cintreur (13) en contact avec la face supérieure de la bande de tôle (2) et situé après le galet cintreur (12) par rapport au sens de défilement de ladite bande de tôle (2), l'axe vertical de symétrie du galet contre-cintreur (13) étant confondu avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) et, d'autre part, au moins une tête de soudage (4) multifils, par exemple à arc submergé, caractérisé en ce que la génératrice de contact entre le galet cintreur (12) et la face inférieure de la bande de tôle (2) est située audessus d'un plan horizontal P tangent à la face extérieure du tube (1) et perpendiculaire à l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) et en ce que ladite tête de soudage (4) multifils est située à l'intérieur du tube (1) entre le galet cintreur (12) et le galet contre cintreur (13). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe W-W de la tête de soudage (4) multifils forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) un angle inférieur à 30 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe W-W de la tête de soudage (4) multifils forme avec l'axe vertical X-X de symétrie du tube (1) un angle égal à 1,5 . 10. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la génératrice de contact entre le galet cintreur (12) et la face inférieure de la bande de tôle (2) est confondue avec une génératrice du tube (1).