Brevet FR2686820A1 — publié le 19930806

La présente invention a pour objet un procédé de soudage longitudinal par induction haute fréquence d'un tube et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connaît des procédés de soudage d'un tube comportant deux bords longitudinaux opposés destinés à être soudés, dans lesquels lesdits bords à souder sont chauffés par induction à l'aide d'un inducteur entourant le tube et associé à un noyau magnétique disposé à l'intérieur dudit tube permettant de canaliser le courant induit le long des bords à souder. Les bords chauffés sont ensuite pressés l'un contre l'autre au moyen de rouleaux de pression de façon à réaliser une liaison soudée par diffusion en phase solide. Généralement, ce type de soudage est effectué sans protection gazeuse. Or, on sait que lors du soudage de matériaux comportant des éléments avides d'oxygène tels que par exemple l'aluminium, le nickel ou le silicium, le soudage par induction haute fréquence sans protection gazeuse conduit à la présence, au niveau du plan de joint, d'oxydes métalliques préjudiciables à la liaison soudée. Pour éviter la formation d'oxydes métalliques au niveau du plan de joint, il est connu d'effectuer le soudage en atmosphère neutre, par exemple dans un environnement d'argon. Cette solution évite la formation d'oxydes métalliques au niveau du plan de joint, mais nécessite une installation lourde et couteuse. En effet, il convient d'enfermer toute l'installation de soudage, c'est à dire la machine ellemême et le tube à souder dans une enceinte étanche alimentée en argon ce qui représente un surcoût important. La présente invention a pour but de proposer un procédé et un dispositif de soudage longitudinal par induction haute fréquence d'un tube permettant d'éviter la formation d'oxydes métalliques au niveau du plan de joint, sans avoir recours à une installation complexe de travail sous gaz neutre. La présente invention a donc pour objet un procédé de soudage longitudinal par induction haute fréquence d'un tube comportant deux bords longitudinaux opposés destinés à être soudés, caractérisé en ce que: - on fait défiler en continu le tube, - on chauffe par induction les bords à souder dudit tube, - on soumet lesdits bords à souder préalablement chauffés à l'action d'au moins une flamme formée à partir d'un mélange réducteur, - et on presse l'un contre l'autre lesdits bords pour créer une liaison soudée par diffusion en phase solide. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'extrémité de la flamme est située à une distance des bords à souder comprise entre 5 et 15mm, - le mélange réducteur est un mélange d'acétylène et d'oxygène, le rapport massique acétylène sur oxygène étant compris entre 0,8 et 1,2. La présente invention a également pour objet un dispositif de soudage pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un inducteur associé à un noyau magnétique, au moins un brûleur longitudinal situé au-dessus des bords à souder du tube et au moins deux galets presseurs desdits bords l'un contre l'autre. Selon d'autres caractéristiques du dispositif, - la distance entre le brûleur et les bords à souder du tube est telle que l'extrémité de la flamme issue dudit brûleur se trouve à une distance desdits bords à souder comprise entre 5 et 15mm, - le brûleur est un brûleur à mélange acétylène-oxygène, le rapport massique acétylène sur oxygène étant compris entre 0,8 et 1,2, - l'inducteur est disposé autour du tube et le noyau magnétique est disposé dans ledit tube en vis à vis dudit inducteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective du dispositif de soudage selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue de détail en perspective du dispositif de soudage, montrant le positionnement du brûleur par rapport aux bords à souder du tube. Sur la Fig. 1, on a représenté un tube 1 comportant deux bords longitudinaux opposés respectivement la et lb, et destinés à être soudés l'un contre l'autre. Le dispositif de soudage longitudinal par induction haute fréquence du tube 1 comporte successivement - une première zone A de chauffage par induction du tube 1, - une seconde zone B pour empêcher la formation d'oxydes, - et une troisième zone C de rapprochement des bords à souder la et lb l'un contre l'autre pour créer une liaison soudée lc par diffusion en phase solide. A cet effet, le dispositif de soudage comprend dans la zone A, un inducteur 2 disposé autour du tube 1 et associé à un noyau magnétique 3 disposé à l'intérieur dudit tube et qui permet de canaliser l'énergie de l'inducteur 2 le long des bords la et lb à souder. Dans la zone B, le dispositif de soudage comporte un brûleur 4 longitudinal situé au-dessus des bords à souder la et lb du tube 1 et alimenté en un mélange réducteur dont la combustion forme une flamme réductrice. Dans la zone C, le dispositif de soudage comprend deux galets presseurs 5 opposés entre lesquels passe le tube 1 et qui applique un effort de serrage des bords à souder la et lb l'un contre l'autre. Le tube 1 défile en continu dans le dispositif de soudage et passe tout d'abord dans la zone A où les bords à souder la et lb sont chauffés par induction au moyen de l'inducteur 2 couplé au noyau magnétique 3, sans liquéfier le métal. Après son passage dans la zone A de chauffage, le tube 1 passe dans la zone B où il est soumis à l'action d'au moins une flamme 6 générée par le brûleur 4 et constituée d'un mélange réducteur. Cette flamme réductrice consomme l'oxygène environnant et empêche la formation d'oxydes métalliques au niveau de la liaison soudée lc. Dans l'exemple de réalisation à la Fig. 2, le tube 1 est soumis à l'action de cinq flammes 6 formées à partir d'un mélange réducteur composé d'acétylène et d'oxygène, le rapport acétylène-oxygène étant compris entre 0,8 et 1,2. En effet, si le rapport acétylène sur oxygène est inférieur à 0,8, on obtient bien une flamme fortement réductrice, mais la flamme devient instable et on crée une grande quantité de suie qui se dépose sur les bords à souder la et lb. De même si le rapport acétylène sur oxygène est supérieur à 1,2, la flamme obtenue est oxydante et on obtient un effet inverse à celui qui est recherché. La distance D entre le brûleur 4 et les bords à souder la et lb du tube 1 est telle que l'extrémité de chaque flamme 6 issue dudit brûleur 4 se trouve à une distance d desdits bords à souder comprise entre 5 et 15mm. Si cette distance d est inférieure à 5mm, les flammes 6 risquent de toucher les bords à souder la et lb du fait des vibrations induites au tube 1 par le dispositif de soudage. De même, si la distance d est supérieure à 15mm, les flammes 6 sont trop loin des bords à souder la et lb pour empêcher la formation d'oxydes métalliques au niveau desdits bords à souder. A la sortie de la zone B, le tube 1 passe dans la zone C dans laquelle les galets presseurs 5 appliquent un effort de serrage sur les bords à souder la et lb de façon à créer la liaison soudée lc par diffusion en phase solide. Des essais de soudage ont été réalisés avec un tube en acier "EXTRA THERM" dont la composition pondérale en millième de % est la suivante - carbone 6 - manganèse 215 - phosphore 15 - soufre 4 - silicium 380 - aluminium 812 - chrome 841 - niobium 196 - titane 207 le reste étant du fer. Le premier tube a été soudé selon le procédé classique de soudage par induction haute fréquence sans protection gazeuse. Dans ce cas, les essais d'évasement qui consistent à augmenter le diamètre du tube soudé, conduisent à une rupture de la liaison soudée entre 4 et 9% d'évasement. Les effets d'aplatissements qui consistent tout simplement à aplatir le tube, ont conduit à des ruptures de la liaison soudée, à chaque essai avant 50% d'aplatissement. En revanche, un second tube soudé selon le procédé de la présente invention, a permis de constater que sur dix échantillons, aucune rupture ne se produisait à 40% d'évasement. De même, sur des échantillons soumis à un essai d'écrasement, un seul échantillon s'est rompu avant 100t d'écrasement, les neuf autres ont été complètement écrasés sans rupture. Le procédé et le dispositif de soudage selon la présente invention peuvent également s'appliquer au soudage d'autres produits par induction haute fréquence ou au soudage par conduction. REVENDICATIONS 1. Procédé de soudage longitudinal par induction haute fréquence d'un tube (1) comportant deux bords longitudinaux (la, lb) opposés et destinés à être soudés, caractérisé en ce que - on fait défiler en continu le tube (I), - on chauffe par induction les bords à souder (la, lb) dudit tube (1), - on soumet lesdits bords à souder (la, lb) préalablement chauffés à l'action d'au moins une flamme (6) formée à partir d'un mélange réducteur, - et on presse l'un contre l'autre lesdits bords (la, lb) pour créer une liaison soudée (lc) par diffusion en phase solide. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite flamme (6) est située à une distance des bords à souder (la, lb) comprise entre 5 et 15mm. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange réducteur est un mélange d'acétylène et d'oxygène, le rapport massique acétylène sur oxygène étant compris entre 0,8 et 1,2. 4. Dispositif de soudage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un inducteur (2) associé à un noyau magnétique (3), au moins un brûleur (4) longitudinal situé au-dessus des bords à souder (la, lb) du tube (1) et au moins deux galets presseurs (5) desdits bords (la, lb) l'un contre l'autre. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance entre le brûleur (4) et les bords à souder (la, lb) du tube (1) est telle que l'extrémité de la flamme (6) issue dudit brûleur se trouve à une distance desdits bords à souder (la, lb) comprise entre 5 et 15mm. 6 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le brûleur (4) est un brûleur à mélange acétylène-oxygène, le rapport massique acéty lène sur oxygène est compris entre 0,8 et 1,2. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'inducteur (2) est disposé autour du tube (1) et le noyau magnétique (3) est disposé dans ledit tube en vis à vis dudit inducteur (2).