Brevet FR2806335A1 — publié le 20010921

La présente invention concerne un procédé et une installation permettant d'opérer un préchauffage efficace d'une pièce ou structure creuse, notamment d'un tube, avant une opération fluotournage de ladite pièce ou structure creuse. Dans le domaine industriel, de nombreuses pièces ou structures creuses doivent être mises en forme après leur fabrication, c'est-à-dire 'on doit leur conférer une forme ou un profil adapté à l'utilisation ou à la fonction que, doit remplir subséquemment ces pièces ou structures creuses. Par exemple, les tubes métalliques sont habituellement produits à la chaîne sous forme de cylindres linéaires qui sont subséquemment courbés, lorsque l'on souhaite obtenir des tubes recourbés. Classiquement, la mise sous une forme appropriée souhaitée de pièces ou structures creuses est effectuée par fluotournage, C!est-à-dire par mise en ceuvre d'un procédé d'usinage par déformation. Dans certains cas, il est nécessaire d'opérer un préchauffage de toute ou partie de la pièce devant subir l'opération de fluotournage, de manière à rendre son usinage plus facile. A ce jour, certains essais ont été réalisés au plan industriel pour tenter de réaliser ce préchauffage par chauffe par induction. Toutefois, les résultats obtenus n'ont pas été probants et peu performants, en particulier de par le manque de souplesse dans la mise en #uvre au plan industriel d'un chauffage par induction. De là, le problème qui se pose alors dans le cadre de la présente invention est d'améliorer les procédés de fluotournage existants en proposant une technique de préchauffage plus performante et plus souple de mise en #uvre au plan industriel que la chauffe par induction. La solution apportée par la présente invention est alors un procédé de mise sous une forme souhaitée prédéfinie d'au moins une partie d'au moins une pièce à mettre en forme, dans lequel : (a) on opère un préchauffage d'au moins une partie de ladite pièce à mettre en forme, et (b) on opère un fluotournage de la pièce préchauffée à l'étape (a) de manière à obtenir un usinage par déformation de ladite pièce sous une forme souhaitée, caracterisé en ce qu'à l'étape (a), le chauffage de ladite pièce est réalisé au moyen d'au moins une buse délivrant au moins une flamme de chauffe obtenue par combustion d'un mélange gazeux formé moins un gaz combustible et d'au moins un gaz comburant. Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs caractéristiques suivantes : - chauffage de ladite pièce est réalisé au moyen plusieurs buses, preférence de 2 à 8 buses. - durée du préchauffage est comprise entre 3 secondes et 75 secondes, préférence on procède d'abord à un chauffage rapide de la pièce de température ambiante (env. 1 à 35 '>C) à une température de l'ordre de 7000C à 900"C, typiquement de l'ordre de 800"C, chauffage rapide pouvant être effectuée en une durée assez courte de l'ordre de 3 à 15 secondes, typiquement de l'ordre de 5 secondes, puis on maintien cette température pendant le fluotournage proprement-dit, soit pendant environ 15 à 50 secondes selon l'épaisseur de la pièce considérée. - pendant la durée du préchauffage, on régule la température de la flamme délivrée par au moins une buse, de préférence ladite régulation de température est obtenue en faisant varier le volume et/ou le débit de gaz. le melange gazeux contenant de l'oxygène et du crylène. la pièce à mettre en forme est au moins partiellement creuse, de préférence tubulaire. - la pièce à mettre en forme est au moins une partie d'un d'échappement de véhicule à moteur. L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide figures annexées, données à titre illustratif mais non limitatif. La figure 1 représente un schéma d'une'installation selon l'invention de mise sous une forme souhaitée d'une pièce 10 creuse à mettre en forme, à savoir ici un pot d'échappement pour véhicule à moteur. L'installation comprend des moyens de préchauffage permettant réaliser un préchauffage d'au moins une partie de ladite pièce 10 à mettre en forme comportant une ou plusieurs buses 1, 2, 3 et 4 pour délivrer chacune une flamme de chauffe obtenue par combustion d'un mélange gazeux formé d'un gaz combustible, tel le crylène, et d'un gaz comburant, l'oxygène. moyens de fluotournage de la pièce 10 préchauffée par moyens préchauffage, c'est-à-dire les buses 1 à 4, permettent de réaliser un usinage par déformation de la pièce 10 sous la forme souhaitée. L'installation comprend aussi des moyens de régulation température de la flamme délivrée par chacune desdites buses 1 à 4 sont alimentées en gaz par des canalisations 6 de gaz sur lesquelles sont agencées vannes proportionnelles permettant de contrôler la circulation du gaz dans lesdites canalisations 6 de gaz. Les canalisations 6 de gaz sont alimentées en gaz provenant sources gaz classiques (non montrées), telles des capacités de stockage ou des bouteilles de gaz comprimé. préférence, les moyens de régulation de température agissent les vannes proportionnelles pour faire varier le volume et/ou le débit de de maniere à réguler ou ajuster la température des flammes de chauffe. exemple, selon l'invention, la durée de préchauffage est d'environ 3 a 15 secondes selon la pièce 10 à chauffer, le volume de gaz variant constamment durant ce temps. Les moyens de régulation de température peuvent comprendre, exemple, une ou plusieurs armoires 8 de pilotage couplées à un ou automates programmables. Les armoires 8 peuvent être utilisées pour mémoriser des cycles chauffage différents selon la nature ou les caractéristiques des pièces a réchauffer et à fluotourner. Une installation selon l'invention permet de diminuer le temps de chauffe et permet donc d'usiner l'ensemble du pot d'échappement en une seule opération. A titre indicatif, la durée de fabrication d'un pot d'échappement préchauffé par un procédé classique de chauffage par induction est d'environ 2 minutes, alors qu'avec le procédé et l'installation selon l'invention avec chauffage par buses ou brûleurs, cette durée est ramenée à environ 1 minute, soit un gain de temps de 50%. Le procédé selon l'invention a permis de réchauffer efficacement sur une longueur de chauffe de 50 à 200 mm, des tubes en acier inoxydable base titane de type Z30 CT 12, de 0.8 à 1.5 mm d'épaisseur et de 90 à 180 mm de diamètre, depuis la température ambiante (ici env. 180C à 200C) à une température d'environ 8000C et ce, en seulement 5 secondes, lesquels tubes ont été ensuite soumis avec succès à une opération de fluotournage. Bien entendu, il n'est pas nécessaire que tous les brûleurs ou buses 1 à 4 soient identiques. Avantageusement, on équipe chaque brûleur d'un dispositif pare-flamme de façon à éviter que les flammes n'atteignent le mandrin 5 tournant de la machine de fluotournage, par exemple des dispositifs pare-flamme en acier réfractaire résistant à des température de l'ordre de 11200C. Des moyens isolants thermiques peuvent être installés entre ces dispositifs et les corps de brûleurs de façon à limiter les transferts thermiques. Par ailleurs, afin de garantir une utilisation des brûleurs 1 à 4 sur longues périodes de production, par exemple de 15 à 24 heures, on opère refroidissement desdits brûleurs 1 à 4 avec des moyens de réfrigération 9 adaptés, tels les dispositifs REFRISAF avec circulation d'eau de refroidissement, commercialisés par la société LA SOUDURE AUTOGENE FRANCAISE. En résumé, le procédé de l'invention a permis d'obtenir chauffe homogène pièces 10 depuis la température ambiante jusqu'à une température de 800'C en secondes de manière à assurer une production d'environ pièces par heure, quelles que soient les dimensions de ces pièces 10. Le prechauffage de la pièce 10 peut être maintenu durant l'operation de fluotournage ce, malgré la vitesse de rotation de la pièce qui de 1500 tours/minute et déplacement du galet qui est de 200 mm/seconde. A titre indicatif, ne mesure du bruit généré par les buses ou brûleurs a donné environ 78 dba. La figure 2 schématise, quant à elle, une buse 1 ou brûleur multi-dards, c!est-à-dire comportant plusieurs orifices 11 de sortie de gaz, pouvant être utilisé selon l'invention. Revendications 1. Procédé de mise sous une forme souhaitée d'au moins une partie d'au moins une pièce à mettre en forme, dans lequel : (a) on opère un préchauffage d'au moins une partie de ladite pièce à mettre en forme, et (b) on opère un fluotournage de la pièce préchauffée à l'étape (a) manière à obtenir un usinage par déformation de ladite pièce sous forme souhaitée, caractérisé en ce qu'à l'étape (a), le chauffage de ladite pièce est réalisé au moyen d'au moins une buse délivrant au moins une flamme chauffe obtenue par combustion d'un mélange gazeux formé d'au moins gaz combustible et d'au moins un gaz comburant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chauffage de ladite pièce est réalisé au moyen de plusieurs buses, de préférence de 2 à 8 buses. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée du préchauffage est comprise entre 3 secondes et secondes, de préférence le chauffage de la pièce est maintenu durant moins une partie de l'opération de fluotournage de la pièce préchauffée. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pendant la durée du préchauffage, on régule la température de la flamme délivrée par au moins une buse, de préférence ladite régulation de température est obtenue en faisant varier le volume et/ou le débit de gaz. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mélange gazeux contenant de l'oxygène et du crylène. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la pièce à mettre en forme est au moins partiellement creuse, de préférence tubulaire. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce la pièce à mettre en forme est au moins une partie pot d'echappement de véhicule à moteur. 8. Installation de mise sous une forme souhaitée d'au moins une partie d'au moins une pièce à mettre en forme, comprenant: - des moyens de préchauffage permettant'de réaliser un préchauffage moins une partie de ladite pièce à mettre en forme, et - des moyens de fluotournage de la pièce préchauffée lesdits moyens de préchauffage permettant de réaliser un usinage par deformation ladite pièce sous une forme souhaitée, caractérisée en ce que lesdits moyens de préchauffage comprennent au moins une buse pour délivrer au moins une flamme de chauffe obtenue combustion d'un mélange gazeux formé d'au moins un gaz combustible et moins un gaz comburant. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce elle comprend plusieurs buses pour délivrer chacune au moins une flamme de chauffe et des moyens de régulation de température de la flamme delivrée par chacune desdites buses. 10. Installation selon l'une des revendications 8 ou 9, caracterisée en ce qu'elle comprend plusieurs buses pour délivrer chacune au moins une flamme de chauffe et alimentée en gaz par des canalisations sur lesquelles sont agencées des vannes proportionnelles, de préference les moyens de régulation de température agissent sur lesdites vannes proportionnelles pour faire varier le volume et/ou le débit de gaz manière à réguler ou ajuster la température des flammes de chauffe. 11. Utilisation d'une installation selon l'une des revendications 8 a 10 pour fabriquer au moins une partie d'un pot d'échappement pour véhicule à moteur.