Brevet FR2735500A1 — publié le 19961220

La présente invention concerne un procédé de fabrication de profilés revêtus et soudés au métal. On connait de nombreuses formes de profilés en tôle d'acier coniques ou cylindriques, ouverts ou fermés, qui nécessitent pour leur fabrication un assemblage longitudinal. Cet assemblage peut être réalisé par différents procédés: soudage, rivetage, boulonnage, aboutement, collage, agrafage, sertissage, pliage ou autres. L'assemblage peut être effectué avant ou après l'application d'un revêtement (galvanisation, par exemple). Les profilés pouvant être d'utilisations très diverses, tel que par exemple sous la forme de tubes, poutrelles, poteaux et autres. La réalisation d'un tel assemblage longitudinal est particulièrement onéreuse. En particulier, dans le cas de la galvanisation à chaud, les pièces constitutives doivent être étudiées et réalisées tout spécialement pour pouvoir être compatibles avec ce traitement. Le rivetage, le boutonnage et le collage ne sont en règle générale utilisés que dans des constructions très légères, par exemple dans le domaine de l'automobile, de l'aéronautique, des fusées et des satellites. L'aboutement n'est possible qu'avec des tôles minces et des aciers mous, ce qui est complexe et long et qui n'est pas adapté pour une galvanisation ultérieure. Pour la fabrication de profilés en acier assemblés, le soudage reste ainsi actuellement pratiquement le seul procédé approprié: - pour des tubes et des profilés creux cylindriques, on utilise en général le soudage par induction ou à haute fréquence, - pour les tubes profilés assemblés et/ou coniques, on utilise généralement le soudage à l'arc sous CO2 ou sous flux solide. Avec ces différents procédés de soudage, il faut en outre tenir compte de la soudabilité des métaux. Dans tous les cas, en l'état actuel de la technique, les opérations d'assemblage et de revêtement (par exemple la galvanisation) sont toujours séparées et donc successives. La présente invention a pour but d'apporter une amélioration importante. Elle consiste à effectuer l'assemblage et le revêtement en une opération unique. La présente invention a donc pour objet un procédé de fabrication de profilés revêtus et soudés au métal, caractérisé en ce que le ou les profilés à assembler sont transportés à travers un prétraitement de surface, tel que le grenaillage, le décapage, le rinçage, le fluxage ou le séchage et à travers un bain de métal en fusion, de telle sorte que les surfaces ne se touchent pas, pour garantir que tous les éléments de surface subissent le même prétraitement et comportent le même revêtement de métal, et en ce qu'en sortant du bain, les surfaces à assembler soient pressées en contact les unes contre les autres et 2 2735500 simultanément refroidies par un moyen de refroidissement tel que de l'air ou de l'eau, jusqu'à ce que le métal de revêtement entre les surfaces de contact se soit solidifié. Avantageusement, le matériau du profilé est l'acier, et que le métal de revêtement et de soudage est le zinc, l'aluminium, ou un alliage des deux. Avantageusement, les parties de profilés à assembler sont formés de matériaux différents qui ont la propriété commune de pouvoir s'allier avec le métal de revêtement et de soudage. Avantageusement, le métal de soudage est écroui après soudage et refroidissement, ce qui entraîne une augmentation de la résistance mécanique du métal de soudage. Avantageusement, les profilés sont cylindriques ou coniques. Dans ce nouveau procédé, la ou les pièces à assembler longitudinalement et à revêtir d'un métal de protection subiront, avant traitements, une préparation des surfaces (par exemple grenaillage ou décapage, fluxage, séchage) et seront ensuite transportées à travers le métal en fusion et sorties du bain de telle sorte que les surfaces à assembler soient pressées ensemble et refroidies à l'eau ou par un autre moyen de refroidissement pendant une durée telle, que le métal de revêtement entre les surfaces à assembler se soit solidifié. Les surfaces sont ainsi soudées entre elles après refroidissement. La résistance mécanique de ces assemblages correspond à celle du métal (ou de l'alliage de métal) de revêtement (résistance unitaire à la rupture du métal multipliée par les surfaces de contact). Considérons la galvanisation à titre d'exemple. La résistance à la rupture du zinc pur est de l'ordre de 15 daN/mm2, c'est-à-dire de 3 à 4 fois inférieure à celle de l'acier constituant les profilés à réaliser. Ce rapport ne présente pas d'inconvénient, étant donné que pour les profilés, il est aisé de concevoir des surfaces de contact des assemblages compensant cette différence. Les avantages de ce procédé sont en outre: - un assemblage de qualité, rationnel de tôles et feuillards minces ou très minces est possible. - la soudabilité des pièces à assembler entre elles est sans importance sur le résultat. - les aciers au carbone très durs peuvent être revêtus et soudés ensemble par du zinc ou un alliage de zinc et d'aluminium, ceux-ci ne subissant aucune modification de texture ou de caractéristiques mécaniques par la température de mise en oeuvre d'environ 450 C. Quelques exemples de profilés possibles sont montrés sur la figure 1 a-d. Pour les profilés a et b, les âmes sont soudées par le métal de revêtement. Pour le profilé c, l'âme est renforcée contre le flambage par formation d'un trapèze et les parties repliées à angle droit sont soudées par le métal de revêtement avec les ailes. 3 2735500 Le profilé d consiste en une partie de section triangulaire, qui est cylindrique ou conique, et une autre partie de section en forme de T sur laquelle est située la soudure par le métal de revêtement. La figure 2 montre le schéma de principe d'un bain de métal en fusion avec les dispositifs pour en faire sortir le profilé et le refroidir. Sur la figure 2, la référence (a) représente le bain de métal de revêtement et de soudage, la référence (b) représente les galets de transport et de serrage, et la référence (c) représente le moyen de refroidissement. 4 2735500 Revendications 1.- Procédé de fabrication de profilés revêtus et soudés au métal, caractérisé en ce que le ou les profilés à assembler sont transportés à travers un prétraitement de surface, tel que le grenaillage, le décapage, le rinçage, le fluxage ou le séchage, et à travers un bain de métal en fusion, de telle sorte que les surfaces ne se touchent pas, pour garantir que tous les éléments de surface subissent le même prétraitement et comportent le même revêtement de métal, et en ce qu'en sortant du bain, les surfaces à assembler soient pressées en contact les unes contre les autres et simultanément refroidies par un moyen de refroidissement tel que de l'air ou de l'eau, jusqu'à ce que le métal de revêtement entre les surfaces de contact se soit solidifié. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau du profilé est l'acier, et que le métal de revêtement et de soudage est le zinc, l'aluminium, ou un alliage des deux. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les parties de profilés à assembler sont formés de matériaux différents qui ont la propriété commune de pouvoir s'allier avec le métal de revêtement et de soudage. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal de soudage est écroui après soudage et refroidissement, ce qui entraîne une augmentation de la résistance mécanique du métal de soudage. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les profilés sont cylindriques ou coniques.