Brevet FR2754198A1 — publié le 19980410

PROCEDE DE SOUDAGE-FORGEAGE DE TENONS SUR UNE PIECE SUPPORT ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE. La présente invention se rapporte à un procédé de soudage-forgeage de tenons sur une pièce support et à un dispositif pour sa mise en oeuvre. Elle concerne plus précisément un procédé de soudageforgeage d'un tenon sur une pièce support à l'aide d'un générateur de soudage-forgeage et d'un pistolet associé, selon lequel le tenon est soudé directement sur la pièce support sous protection gazeuse. Un exemple d'application d'un tel procédé est la réalisation de panneaux tubés pour chaudière. De tels panneaux sont constitués de tubes destinés à véhiculer un fluide caloporteur. Les tubes adjacents sont reliés par une ailette longitudinale soudés aux tubes. Ces panneaux sont calorifugés par une couche de matériau réfractaire, en général un béton, appliquée sur leur surface. Afin de réaliser la fixation par ancrage de cette couche, des tenons couramment appelés goujons sont auparavant soudés sur les panneaux, selon une densité surfacique suffisante. Un tel panneau porte un nombre particulièrement considérable de tenons. Selon l'art antérieur, ces tenons sont soudés par soudage-forgeage. Ce procédé consiste à utiliser un pistolet de soudage à l'arc électrique dans lequel le tenon est tenu par une pince mobile et est maintenu dans un premier temps à une certaine distance de la pièce support. L'arc est alors réalisé entre le tenon et la pièce puis supprimé. Le tenon est alors dans un second temps appliqué sur la pièce dans le bain de fusion obtenu grâce à l'arc, par translation de la pince. Afin d'obtenir une bonne qualité de soudure par moulage de ce bain de fusion, de réaliser cette soudure dans le bain de fusion à l'abri de l'air et de protéger l'environnement, une bague en matière céramique en forme d'auge est enfilée sur le tenon avant l'opération. Un exemple d'une telle bague est décrit dans le document de brevet EP-0 547 639. Une fois la soudure réalisée, pour chaque tenon ou pour un nombre limité de tenons soudés, cette bague est détruite et éliminée. Une telle opération de soudage-forgeage nécessite donc des opérations d'enfilage manuel de la bague sur chaque tenon et de nettoyage de celle-ci une fois détruite. Elle nécessite donc un temps de main d'oeuvre important et est également coûteuse en matériaux du fait de la nécessité d'une bague par tenon ou au mieux d'une bague pour un nombre limité de tenons. Il est connu de souder le tenon directement sur la pièce support sous protection gazeuse. Par l'expression "soudé directement", il est entendu qu'aucune pièce intermédiaire tel qu'une bague connue de l'art antérieur n'est utilisée. Ce procédé supprime la nécessité de toute bague analogue, augmentant la productivité d'une opération de soudage-forgeage de tenons sur une pièce tout en permettant la réalisation d'une soudure de qualité. Selon un tel procédé, l'alimentation en gaz est intermittente et réalisée par l'intermédiaire du générateur qui comporte un agencement d'alimentation en gaz intégré et un dispositif de commande de cette alimentation conçu pour n'alimenter une arrivée de gaz intégrée au pistolet que durant l'actionnement du pistolet lors d'une opération de soudage. Le débit de gaz de protection est alors de l'ordre de 10 litres par minute. Il est donc nécessaire de posséder un tel générateur perfectionné avec alimentation intermittente de gaz de protection pour effectuer des opérations de soudage-forgeage sous gaz de protection. Selon le procédé conforme à l'invention, l'alimentation en gaz de protection est réalisée séparément au générateur de soudage-forgeage et il est ainsi possible d'utiliser toute sorte de générateur, une alimentation en gaz intégrée à celui-ci n'étant pas nécessaire. Selon le mode de réalisation préféré, le gaz de protection est alimenté en continu et, avantageusement, il est alimenté à un débit compris entre 2 et 4 litres par minute. Le gaz de protection peut être de l'Argon. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, destiné à être monté sur un pistolet de soudage-forgeage de tenons sur une pièce support. Selon le mode de réalisation préféré, il est constitué d'un manchon en matériau résistant à l'arc électrique dont une première extrémité est destinée à être fixée sur une partie support fixe du pistolet et dont une seconde extrémité est conformée pour venir en appui sur la pièce support, ce manchon étant pourvu d'une tubulure d'alimentation en gaz de protection. Avantageusement, ledit manchon est constitué d'un tube métallique revêtu intérieurement d'une couche de matériau isolant thermique et électrique. Ledit tube peut être en bronze. De préférence, ledit manchon est constitué de deux parties tubulaires aboutées vissées l'une sur l'autre. Il est ainsi possible de remplacer aisément la partie tubulaire d'extrémité qui, soumise à des températures supérieures, est endommagée plus rapidement que la partie tubulaire fixée au pistolet. De préférence, la partie comportant ladite seconde extrémité porte la tubulure d'alimentation en gaz de protection, cette tubulure étant portée par sa face externe et disposée de façon inclinée. Ledit manchon peut supporter un serpentin de refroidissement externe. L'invention est décrite plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue générale d'une installation de soudage-forgeage pourvu du dispositif conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif conforme à l'invention. L'installation de soudage-forgeage représentée sur la figure 1 comporte un générateur 1 et un pistolet 2. Un tenon 8, de forme classique c'est-à-dire constitué d'un cylindre plein dont l'extrémité destinée à être soudée est légèrement tronconique, est destiné à être soudé sur la pièce support 3. Ce tenon 8 est pour ce faire introduit et retenu par son extrémité arrière dans une pince 4 disposée sur une partie 5 commandée et translatable dans le sens longitudinal du pistolet. Grâce à ces pièces est réalisé le déplacement du tenon pour réaliser une opération de soudage-forgeage comme décrite plus haut. Le pistolet 2 tout comme la pièce support 3 sont reliés électriquement au générateur 1 de telle sorte que la pièce support 3 est reliée au pôle positif et le tenon 8, une fois mis en place dans la pince 4 lors de l'opération de soudage, au pôle négatif. Une plaque fixe 6 disposée à l'avant du pistolet reçoit le dispositif 7 conforme à l'invention représenté plus en détail sur la figure 1. Ce dispositif est constitué d'un manchon constitué deux parties tubulaires 9, 10 aboutées vissées l'une sur l'autre. La première partie 9 est de diamètre supérieur et comporte un tronçon de raccordement tronconique. Son extrémité libre 11 est destinée à être fixée sur la plaque fixe 6. La seconde partie 10 a son extrémité libre 12 destinée à venir en appui contre la pièce support 3. Elle est conformée pour ce faire selon une forme complémentaire à celle de cette pièce support 3, qui peut être incurvée dans le cas d'une paroi tubée comme décrite plus haut. Chaque partie tubulaire 9, 10 est constituée d'un tube en matériau résistant à l'arc électrique, plus précisément, d'un tube extérieur métallique 9', 10', de préférence en bronze et plus précisément en PAN BRONZE 12, revêtu intérieurement d'une couche 9", 10" de matériau isolant thermique et électrique. La seconde partie 10 est pourvue d'une tubulure 13 d'alimentation en gaz de protection, de préférence de l'Argon, cette tubulure 13 étant portée par sa face externe et disposée de façon inclinée. De préférence, l'angle d'inclinaison a de cette tubulure 13 par rapport au plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la seconde partie tubulaire 10 est de 200. Avantageusement, la première partie tubulaire 9 supporte un serpentin de refroidissement externe 14 à air. A l'aide de ce dispositif, le tenon 8 est soudé directement sur la pièce support 3 sous protection gazeuse. L'alimentation en gaz de protection est réalisée séparément au générateur de soudage-forgeage par la tubulure 13. Ce gaz de protection est alimenté en continu, de préférence à un débit compris entre 2 et 4 litres par minute. Lors d'une opération de soudage de tenons, la tubulure 13 est alimentée en continu en gaz de protection et un tenon 8 est introduit dans la pince 4 translatée vers l'avant du pistolet 2. Cette pince 4 est ensuite translatée vers l'arrière par commande du pistolet 1 et le dispositif 7 est appliqué sur la pièce support 3. La commande de soudageforgeage est alors manoeuvrée entraînant l'apparition d'un arc entre le tenon 8 et la pièce support 3 puis la translation de la pince 4 vers l'avant et l'application du tenon 8 dans le bain de fusion obtenue sur la pièce support 3. Un autre tenon 8 est ensuite soudé selon la même opération, sans interruption de l'alimentation en gaz de protection. REVENDICATIONS 1) Procédé de soudage-forgeage d'un tenon (8) sur une pièce support (3) à l'aide d'un générateur de soudageforgeage (1) et d'un pistolet (2) associé, selon lequel le tenon (8) est soudé directement sur la pièce support (3) sous protection gazeuse, caractérisé en ce que l'alimentation en gaz de protection est réalisée séparément au générateur de soudage-forgeage (1). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz de protection est alimenté en continu. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz de protection est alimenté à un débit compris entre 2 et 4 litres par minute. 4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz de protection est de l'Argon. 5) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, destiné à être monté sur un pistolet (2) de soudage-forgeage de tenons (8) sur une pièce support (3), caractérisé en ce qu'il est constitué d'un manchon en matériau résistant à l'arc électrique dont une première extrémité (11) est destinée à être fixée sur une partie support (g) fixe du pistolet (2) et dont une seconde extrémité (12) est conformée pour venir en appui sur la pièce support (3), ce manchon étant pourvu d'une tubulure (13) d'alimentation en gaz de protection. 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce ledit manchon est constitué d'un tube métallique revêtu intérieurement d'une couche de matériau isolant thermique et électrique. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tube métallique est en bronze. 8) Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ledit manchon est constitué de deux parties tubulaires (9, 10) aboutées vissées l'une sur l'autre. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie (10) comportant ladite seconde extrémité (12) porte la tubulure (13) d'alimentation en gaz de protection, cette tubulure (13) étant portée par sa face externe et disposée de façon inclinée. 10) Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que ledit manchon supporte un serpentin de refroidissement (14) externe.