Brevet FR2789922A1 — publié le 20000825

L'invention concerne un procédé et un dispositif de soudage pour souder par des colerettes cylindriques deux tronçons de révolution d'une cuve de stockage. Elle s'applique notamment à la réalisation de cuves verticales en acier inoxydable, de capacité comprise entre 50 et 20.000 litres et d'épaisseur de paroi inférieure ou égale à 4 mm, destinées au stockage et/ou à la fermentation de liquides. Elle s'applique plus précisément aux cuves constituées d'un premier tronçon de cuve tronconique et d'au moins un autre tronçon de révolution, ces deux tronçons présentant des cols d'assemblage aboutés ou emboîtés. L'autre tronçon est par exemple un tronçon tronconique ou cylindrique. S'agissant en général de cuves de stockage de liquides alimentaires, la qualité de l'aspect des cordons de soudure à l'intérieur des cuves nécessite une reprise d'aspect par polissage. Cette opération de polissage implique un accès (trou d'homme nécessaire) pour réaliser cette opération. La présente invention vise à permettre de réaliser l'assemblage dans les conditions les plus performantes, sans nécessiter un tel accès. Elle vise en particulier à permettre d'abouter deux pièces déformables avec une torche de soudage classique (sans suivi de joint et sans régulation de hauteur d'arc) et une qualité du soudage (fiable à 100%) ne nécessitant pas de parachèvement de la soudure à l'intérieure de la cuve. Le procédé de l'invention, dispositif pour assembler par soudage un col cylindrique pourvu à l'extrémité de plus grande section d'un tronc de cône constituant un premier tronçon d'une cuve de révolution et un col cylindrique d'un autre tronçon de la cuve, comprend les opérations consistant à: - placer le premier tronçon en sorte que son axe de révolution soit vertical et que son col soit en position haute de révolution, - introduire dans le premier tronçon, par son extrémité de plus petite section, un bras coudé rigide portant à une extrémité une torche de soudage, en faisant pivoter ce bras autour d'un axe orthogonal audit axe de révolution situé à l'extérieur des dits tronçons et fixe par rapport à eux, jusqu'à amener la torche en vis à vis du col de ce tronçon, en réglant manuellement en tant que de besoin la position de la torche sur le bras, - descendre l'autre tronçon sur le premier tronçon jusqu'à ce que son col soit en position d'assemblage avec le col du premier tronçon, réaliser le soudage en maintenant la torche fixe et en faisant tourner les tronçons sur eux- mêmes pendant le soudage, - extraire la torche du premier tronçon par pivotement du bras lorsque le soudage est terminé, - dégager les tronçons soudés. De préférence, ce procédé présente en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - on met au rond et/ou on maintient latéralement par l'extérieur le col cylindrique du premier tronçon pendant le soudage, - on met au rond et/ou on maintient latéralement par l'extérieur le col cylindrique de l'autre tronçon pendant le soudage, - on soude le col cylindrique de l'autre tronçon à clin sur le col du premier tronçon, en le maintenant par en dessous pendant le soudage. -on soude les cols cylindriques bout à bout en les maintenant en position d'accostage par des centreurs réparties autour des tronçons. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comprend: - des moyens pour maintenir le premier tronçon en sorte que son axe de révolution soit vertical et que son col soit en position haute, - des moyens pour mettre au rond et maintenir latéralement par l'extérieur le col cylindrique du premier tronçon, - des moyens pour mettre au rond et maintenir latéralement par l'extérieur le col cylindrique du 2ème tronçon en position d'assemblage, - des moyens pour faire tourner ensemble les deux tronçons en position d'assemblage autour de leur axe de révolution, - un bras coudé, rigide apte à porter à une extrémité une torche de soudage réglable en position, - des moyens pour définir un axe de pivotement pour l'autre extrémité dudit bras en sorte que cet axe de pivotement soit orthogonal audit axe de révolution et soit dans une position fixe, déterminée par rapport audit tronçon de cuve en sorte que par pivotement du bras autour de l'axe de pivotement la tête de soudage puisse être introduite dans le premier tronçon par son extrémité de plus petite section jusque dans une position de soudage et soit escamotable par pivotement en sens inverse. On décrira ci-après un exemple d'un dispositif selon l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel: - la figure 1 est un schéma de principe de dispositif vu en élévation et réduit à certains éléments, le tronçon de cuve inférieur étant seul en place; - la figure 2 est un schéma général du dispositif vu en élévation, les deux tronçons de cuve étant emboîtés à clin et en position d'assemblage; - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif, pendant le soudage, abstraction faite de la torche de soudage et de son bras porteur; - la figure 4 est une coupe de détails partielle selon le plan (B-B) de la figure 3, abstraction faire du tronçon de cuve supérieur; - la figure 5 est une coupe de détails partielle selon le plan (C-C) de la figure 3, pendant la phase de mise au rond du tronçon de cuve supérieur; - la figure 6 est une coupe analogue à celle de la figure 5 o le tronçon de cuve supérieur est emboîté sur le tronçon de cuve inférieur; - la figure 7 est une coupe analogue à celle de la figure 4 pendant le soudage les deux tronçons de cuve étant représentés; - la figure 8 est une coupe de détails analogue à celle de la figure 6 mais dans le cas o les deux tronçons de cuve sont assemblés bout à bout. Sur la figure 1, on a représenté le tronçon inférieur (C) (ou "premier tronçon") d'une cuve de stockage, constitué d'une paroi tronconique (1) terminée à son extrémité la plus large (la), par un col cylindrique (2). Ce tronçon d'axe (3) est supporté sur un anneau tournant horizontal (4) monté sur une table fixe (T) par des roulements (5) qui permettent de faire tourner l'anneau sous l'action d'un moteur (M). La face latérale externe du tronçon (C) est munie de quatre équerres (6) qui présentent chacune une branche horizontale (6a) et une branche verticale (6b) soudées à leurs extrémités à la paroi tronconique (1). Les endroits de soudure des deux branches ont été schématisés en (Z). La branche horizontale de chaque équerre est soutenue sur l'anneau (4) par un support (7) qui définit un plan de référence horizontal (Pl) contre lequel est maintenue appliquée cette branche horizontale par une bride (7') serrée par une vis (9). Le plan (Pl) est parallèle au plan (P2) du col cylindrique. Le support (7) porte également des centreurs (8) conformés et positionnés pour porter contre le col cylindrique (2) et assurer sa mise en forme parfaitement cylindrique, comme on le voit le mieux sur les figures (3) et (5). Ces centreurs sont fixés par des vis (14) sur des plots (11) fixés sur le support (7) par des boulons (15). Ces moyens apparaissent le mieux sur les figures 2 à 4. Sous la table (T) est monté un bras coudé (B) qui porte à une extrémité une tête de soudage (5) articulée pour être réglable en position sur le bras. L'autre extrémité du bras est articulée à pivotement sous la table autour d'un axe (9) horizontal et orthogonal à l'axe (3). Le bras coudé est conçu et positionné en sorte que par pivotement autour de l'axe (9), il puisse pénétrer dans le tronc de cône (C) par l'orifice (10) de sa base jusqu'à venir à proximité du col (2) dans une position o la tête de soudage (5) puisse être réglé dans la position qui convient pour le soudage du col (figure 2). De préférence ou nécessairement, selon la forme et les dimensions du tronçon de cuve (C') à assembler au tronçon (C'), le basculement du bras et le réglage précis de la tête de soudage est réalisé avant mise en place du tronçon (C) sur le tronçon (C). Le col (2') du tronçon supérieur (C') dont la paroi latérale (1') est tronconique, comme dans le cas représenté, ou cylindrique (auquel cas ce col est constitué par l'extrémité inférieure de la paroi du tronçon (C), est emboîté sur, ou abouté au col (2) du tronçon (C). Le col du tronçon (C') est mis au rond dans un premier temps par une pluralité de poussoirs (12) (par exemple douze poussoirs), puis dans un deuxième temps au moyen des centreurs ou par pointage du col (2') sur le col 2, selon le cas. Les poussoirs (12) sont portés sur le support (7) par des plots (11) et des équerres (13) (fig.5). Les opérations de soudage comprennent les étapes consistant à: - la mise en place et le bridage du cône inférieur. La torche de soudage étant escamotée. - La mise en place et le réglage de la torche de soudage. - La mise en place, la mise au rond du cône supérieur et, soit l'emboîtage à clin du cône supérieur, soit l'accostage bout à bout des 2 cônes. - le soudage cône inférieur/ cône supérieur avec mise en rotation des 2 cônes bridés. - l'évacuation de la torche de soudage puis l'évacuation des 2 cônes aboutés. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. REVEND I CATIONS 1) Procédé pour assembler par soudage un col cylindrique pourvu à l'extrémité de plus grande section de la paroi latérale d'un tronc de cône constituant un premier tronçon d'une cuve de révolution et un col cylindrique d'un autre tronçon de la cuve caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: - placer le premier tronçon en sorte que son axe de révolution soit vertical et que son col soit en position haute de révolution, - introduire dans le premier tronçon, par son extrémité de plus petite section, un bras coudé rigide portant à une extrémité une torche de soudage, en faisant pivoter ce bras autour d'un axe orthogonal audit axe de révolution situé à l'extérieur des dits tronçons et fixe par rapport à eux, jusqu'à amener la torche en vis à vis du col de ce tronçon, en réglant manuellement en tant que de besoin la position de la torche sur le bras, - descendre l'autre tronçon sur le premier jusqu'à ce que son col soit en position d'assemblage avec le col du premier tronçon, - réaliser le soudage en maintenant la torche fixe et en faisant tourner les tronçons sur eux- mêmes pendant le soudage, - extraire la torche du premier tronçon par pivotement du.bras lorsque le soudage est terminé, - dégager les tronçons soudés. 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel on met au rond et on maintient latéralement par l'extérieur le col cylindrique du premier tronçon pendant le soudage. 3) Procédé selon la revendication 1 dans lequel on soude des équerres sur la face latérale externe de la paroi latérale dudit premier tronçon et on utilise ces équerres pour soutenir le tronçon dans la position qui convient. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel on maintient latéralement par l'extérieur les cols desdits tronçon pendant le soudage. ) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on soude le col cylindrique de l'autre tronçon, à clin sur le col du premier tronçon, en le maintenant par en dessous pendant le soudage. 6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel on soude les cols cylindriques bout à bout en les maintenant en position d'accostage par des centreurs répartis autour des tronçons. 7) Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 6 pour assembler par soudage un col cylindrique (2) pourvu à l'extrémité de plus grande section d'un tronc de cône (C) constituant un premier tronçon d'une cuve de révolution et un col cylindrique (2') d'un autre tronçon (C') de la cuve, ce dispositif comprenant: - des moyens (6,7,7', 11,9) pour maintenir le premier tronçon (C) en sorte que son axe de révolution (3) soit vertical et que son col (2) soit en position haute, - des moyens (8,9) pour mettre au rond et maintenir latéralement par l'extérieur le col cylindrique du premier tronçon (12, 13,11,8,9), - des moyens pour mettre au rond et maintenir latéralement par l'extérieur le col cylindrique (2') du deuxième tronçon (C') en position d'assemblage, - des moyens (4,M) pour faire tourner ensemble les deux tronçons en position d'assemblage autour de leur axe de révolution, - un bras coudé, rigide (B) apte à porter à une extrémité une torche de soudage (S)réglable en position, - des moyens pour définir un axe de pivotement (9) pour l'autre extrémité dudit bras en sorte que cet axe de pivotement soit orthogonal audit axe de révolution (3) et soit dans une position fixe, déterminée par rapport audit tronçon de cuve en sorte que par pivotement du bras autour de l'axe de pivotement, la tête de soudage puisse être introduite dans le premier tronçon par son extrémité de plus petite section jusque dans une position approximative de soudage et soit escamotable par pivotement en sens inverse. 8) Dispositif selon la revendication 7 et qui comprend un plateau tournant (4) sur lequel est monté un support (7) équipé pour soutenir le premier tronçon et pour maintenir latéralement les cols cylindriques (2,2') à assembler. 9) Dispositif selon la revendication 7 ou 8 qui comprend des équerres (6) soudées à la paroi tronconique (1) du premier tronçon, à l'extérieur du tronçon, ces équerres présentant une branche horizontale (6a) et des moyens (7,7',11,9) étant prévus pour soutenir cette branche, en sorte que l'axe de révolution du tronçon soit vertical. ) Dispositif selon les revendications 8 et 9 dans lequel ledit support (7) définit un plan de référence horizontal Pl pour les branches horizontales (6a) des équerres, porte des brides (7') pour maintenir ces branches dans ce plan, porte des centreurs (8) pour la mise au rond des cols et porte des poussoirs (12) pour la mise au rond du col (2') de l'autre tronçon.