Brevet FR3041280A1 (20170324)
REVENDICATIONS1. Méthode de réalisation de l'assemblage de tubes en matériaux thermoplastiques, dans laquelle on assemble au moins deux tubes (1,\n<CLM>\1\tdisposés bout à bout ou se chevauchant au moins en partie 5 coaxialement, caractérisée en ce qu'on réalise ledit assemblage par soudage laser de deux surfaces de contact de révolution (1-1, 2-1) appliquées l'une contre l'autre de respectivement deux parties (1a, 2a) de deux tubes (1,\n<CLM>\1\tdisposées bout à bout ou se chevauchant coaxialement, de préférence des parties d'extrémités (1a, lb), 10 comprenant au moins : - une partie (1a) d'un premier tube (1), transparente à la longueur d'onde du laser, et - une partie (2a) du deuxième tube (2), absorbante à la longueur d'onde du laser, et 15 ledit soudage étant réalisé à l'aide d'un rayon laser (3a, 3a-2) que l'on déplace en rotation (R) à 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX') commun des tubes (1, 2), un dispositif laser (3d) ou une tête du dispositif laser (3b) émettant ledit rayon laser (3a) étant disposé(e) à l'intérieur de l'un desdits tubes (1,\n<CLM>\1\tde telle sorte que ledit rayon 20 laser (3a, 3a-2) traverse d'abord ladite partie transparente (1a) du premier tube (1) pour atteindre une zone de ladite surface de contact de révolution (2-1) de la partie absorbante (2a) du deuxième tube (2) et, de préférence, on applique une pression sur lesdites surfaces de contact l'une contre l'autre, pour réaliser une zone de soudure (3) par 25 fusion avec ladite surface de contact de révolution (1-1) de la partie transparente (1a) du premier tube (1).\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on réalise une zone de soudure (3) continue de forme de spirale ou hélicoïdale (3h) ou une pluralité de zones de soudure circulaires 30 concentriques ou disposées côte à côte parallèlement (3-1, 3-2, 3-3) le long de la direction axiale desdites surface de contact (1-1, 2-1). 3041280 54\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la tête de laser (3b) est disposée de manière à émettre un dit rayon laser dans une direction longitudinale desdits tubes (1,\n<CLM>\1\ten vis-à-vis d'un miroir (4), de préférence la direction axiale (XX'), de sorte que ledit rayon laser (3a-1) émis par la tête de laser (3b) se réfléchit (3a-2) sur la surface (4a) du miroir (4), la surface (4a) du miroir (4) étant inclinée d'un angle (6) par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes, de préférence d'un angle (f3) de 30 à 60°, de préférence 45°, et ledit miroir incliné est monté apte à pivoter (R) à 360° ainsi que ledit rayon laser réfléchi (3a-2) par le miroir en rotation (R) par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit miroir est monté apte à être en outre déplacé en translation (T) longitudinale axiale (XX') et on réalise un dit déplacement en translation dudit miroir en combinaison à une dite rotation (R) dudit miroir sur 360° par rapport au dit axe longitudinal (XX') desdits tubes.\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que la surface (4a) dudit miroir (4) est montée apte à être inclinée selon une inclinaison (13) variable par rapport à la direction longitudinale (XX') desdits tubes (1,\n<CLM>\1\tet on fait varier l'angle (6) de ladite inclinaison de la surface (4a) du miroir (4) par rapport à ladite direction longitudinale (XX') en combinaison à une dite rotation (R) dudit miroir (4) par rapport au dit axe longitudinal (XX').\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'on assemble par soudage laser bout à bout des longueurs de premiers tubes transparents (1) et des longueurs de deuxièmes tubes absorbants (2) en envoyant contre les surfaces annulaires planes frontales d'extrémité (1-1, 2-1) desdits premiers et deuxièmes tubes en contact bout à bout, depuis une tête de laser à l'intérieur de l'un au moins desdits tubes, un rayon laser (3a) incliné par rapport à l'axe longitudinal coaxial (XX') desdits tubes, lesdites surfaces annulaires 3041280 55 planes frontales d'extrémité (1-1, 2-1) étant perpendiculaires à l'axe (XX') des deux tubes.\n<CLM>\1\tMéthode selon les revendications 5 et 6, caractérisée en ce qu'on réalise une variation de ladite inclinaison par déplacement 5 angulpire pas à pas dudit miroir successivement à une dite rotation (R) dudit miroir sur 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX'), ledit soudage laser étant réalisé pendant une dite rotation (R) du miroir sur 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes pour réaliser une pluralité de zones de soudure circulaires sous forme de cercles 10 concentriques (3-1, 3-2, 3-3).\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce qu'on assemble de grandes longueurs de tubes absorbants (2) avec des petites longueurs de tubes transparents (1) et une fois l'assemblage par soudage laser réalisé, on recouvre les petites longueurs de tubes 15 transparents d'un revêtement plastifiant de la couleur du tube absorbant.\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'on assemble par soudage laser des parties d'extrémités transparentes et des parties d'extrémités absorbantes de tubes coaxiaux 20 (1, 2), lesdites parties d'extrémités transparente et respectivement absorbante des deux tubes se chevauchant au niveau de dites surfaces de contact de révolution (1-1, 2-1) par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes coaxiaux et on envoie, depuis une tête de laser à l'intérieur de l'un au moins desdits tubes, un rayon laser (3a, 3a-2) sur 25 lesdites surfaces de contact, ledit rayon laser étant perpendiculaire aux dites surfaces de contact ou incliné (a1), de préférence dans une fourchette de 0 à 30°, par rapport à la perpendiculaire aux dites surfaces de contact (1-1, 1-2).\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 9, caractérisée en ce que 30 lesdites surfaces de contact de révolution (1-1, 1-2) desdits premier et deuxième tubes (1,\n<CLM>\1\tà souder se chevauchant sont de forme 3041280 56 cylindrique ou tronconique de même axe que l'axe longitudinal (XX') desdits tubes.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 10 et l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'on réalise une dite translation continue ou 5 dite inclinaison continue concomitamment à une dite rotation (R) du miroir sur 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes, et on obtient une dite zone de soudure hélicoïdale sur desdites surfaces de contact (1-1, 2-1) cylindriques ou une dite zone de soudure en forme de spirale à spires de diamètres croissants sur desdites surfaces de contact 10 tronconiques.\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'on réalise une dite translation pas à pas ou une dite inclinaison par déplacement angulaire pas à pas dudit miroir par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes, ladite inclinaison étant réalisée 15 successivement à une dite rotation (R) dudit miroir sur 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes en effectuant un dit soudage laser pendant une dite rotation pour réaliser une pluralité de zones circulaires (3-1, 3-2, 3-3) côte à côte, de même diamètre sur desdites surfaces de contact cylindriques (1-1, 2-1) ou de diamètres croissants 20 sur desdites surfaces de contact tronconiques (1-1, 2-1).\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'on réalise ledit soudage laser en envoyant un rayon d'énergie de 1 à 5 W/mm2, de préférence de 2 à 3 W/mm2.\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 3 à 5, 7, 8 et 11 à 13, 25 caractérisée en ce qu'on réalise desdites rotations (R) du miroir sur 360° par rapport à l'axe longitudinal (XX') desdits tubes à une vitesse de 10 tour/secondes à ltour/10 secondes.\n<CLM>\1\tMéthode selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que ledit premier tube transparent est un manchon tubulaire de 30 jonction (1) en matériau thermoplastique inséré à l'intérieure d'une conduite (10) comprenant au moins deux éléments de conduite en acier 3041280 57 (10-1, 10-2), les deux éléments de conduite (10-1, 10-2) comprenant chacun un tube de chemisage interne en matériau plastique constituant chacun un dit deuxième tube absorbant (2), ledit manchon tubulaire de jonction (1) étant inséré ou destiné à être inséré au niveau de 5 l'assemblage bout à bout des extrémités des deux éléments de conduite soudées métalliquement ou destinée d'être soudées métalliquement (11) l'une à l'autre,\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 15, caractérisée en ce que : - ledit chemisage interne (2) présente à au moins une extrémité 10 une partie terminale d'épaisseur réduite (2a) par rapport à l'épaisseur de la partie courante (2b) dudit chemisage, définissant une forme concave avec une surface interne formant une dite surface de contact de révolution (2-1), de préférence tronconique ou cylindrique, de diamètre interne plus grand que celui de la 15 surface interne de la partie courante (2b) dudit chemisage, et - ledit manchon présente à au moins une extrémité une partie terminale (1a) d'épaisseur réduite par rapport à l'épaisseur de la partie courante adjacente (lb) dudit manchon, ladite partie terminale (1a) du manchon définissant une forme convexe apte à 20 chevaucher et buter contre la partie terminale concave d'épaisseur réduite dudit chemisage (2a) avec laquelle elle est en contact, ladite partie terminale (1a) du manchon définissant une surface externe correspondant à une dite surface de contact de révolution (1-1), de préférence tronconique ou cylindrique, de diamètre 25 externe inférieur à celui de la partie courante adjacente (lb) du manchon et une surface interne (1-2) cylindrique sensiblement de même diamètre interne que celui des partie courante (2b) du chemisage et partie courante (lb) du manchon, et on réalise le soudage par laser de ladite surface interne de 30 révolution constituant une dite surface de contact (2-1) dudit chemisage et de ladite surface externe de révolution constituant une dite surface de contact (1-1) dudit manchon. 3041280 58\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 15, caractérisée en ce que : - ledit chemisage interne (2) présente à au moins une extrémité une partie terminale (2a) de même épaisseur (2a) que l'épaisseur de la partis -courante (2b) dudit chemisage, définissant une surface interne cylindrique correspondant à une dite surface de contact (2-1), de même diamètre interne que celui de la surface interne de la partie courante (2b) dudit chemisage, et - ledit manchon présente à au moins une extrémité une partie terminale (1a) de même épaisseur que l'épaisseur de la partie 10 courante adjacente (lb) dudit manchon, ladite partie terminale (1a) du manchon définissant : - une surface externe cylindrique correspondant à une dite surface de contact de révolution (1-1), de diamètre externe sensiblement identique à celui de la surface interne dudit 15 chemisage et - une surface interne (1-2) cylindrique de diamètre interne inférieur à celui de la surface interne dudit chemisage, ladite partie terminale (1a) du manchon étant ainsi apte à chevaucher de manière superposée la partie terminale dudit 20 chemisage (2a) avec laquelle elle est en contact, et - on réalise le soudage par laser de ladite surface interne de cylindrique constituant une dite surface de contact (2-1) dudit chemisage et de ladite surface externe cylindrique constituant une dite surface de contact (1-1) dudit manchon. 25\n<CLM>\1\tMéthode selon la revendication 17, caractérisée en ce que ledit chemisage interne (2) et ledit manchon présentent une épaisseur inférieure à 5mm.\n<CLM>\1\tDispositif (20) pour la mise en oeuvre d'une méthode selon l'une des revendications 3 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend un 30 système mécanique (20a) supportant un miroir (4) et une dite tête de 59 laser (3b) relié à un ombilical (3c), apte à s'adapter et être déplacé à l'intérieur d'un desdits tubes à assembler et comprenant : des moyens d'extension radiale (21,\n<CLM>\1\tforcée apte à s'appuyer contre la surface interne (1-2, 2-2) d'un desdits tubes à assembler 5 et créer une pression de contact au niveau de la zone desdites surfaces de contact (1-1, 2-1) à souder, et - des moyens apte à déplacer en rotation (R) ledit miroir (4) autour de l'axe longitudinal axial (XX') desdits tubes (1,\n<CLM>\1\tà souder, et des moyens pour déplacer en translation relative (T) ledit miroir 10 (4) par rapport au dit système mécanique (20a), et/ou des moyens pour déplacer en inclinaison (6) la surface (4a) dudit miroir (4) par rapport à l'axe (XX') desdits tubes coaxiaux à assembler dans lequel ledit système mécanique (20a) est inséré.\n<CLM>\1\tDispositif (20) selon la revendication 19, caractérisé en ce 15 qu'il comprend un mandrin (20a) supportant une tête de laser (3b) ou un dispositif laser (3d) et un miroir (4) incliné (6), ledit mandrin (20a) étant apte à être disposé à l'intérieur de l'un desdits tubes (1,\n<CLM>\1\tavec un même axe longitudinal (XX') que lesdits tubes, ladite tête de laser et ledit miroir incliné étant disposés axialement à l'intérieur desdits tubes, 20 et ledit mandrin supportant au moins une paroi périphérique transparente (21a) expansible radialement par gonflage, formant ainsi une chambre gonflable (21) apte à appliquer une pression contre lesdites surfaces de contact (1-1, 2-1) des deux tubes à souder, ledit miroir (4) étant placé à l'intérieur de ladite chambre gonflable (21), 25 ledit mandrin (20a) supportant également un ombilical (3c, 20d), comprenant au moins un conduit d'alimentation en air comprimé pour le gonflage de ladite chambre gonflable (21) et un conduit d'alimentation électrique d'un moteur (20b) apte à déplacer ledit miroir en rotation (R) ainsi qu'en dite translation relative (T) ou en dite inclinaison (6). 30\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que ledit mandrin (20a) supporte un moteur (20b) apte à entrainer la rotation (R) dudit miroir (4) sur 360° autour de l'axe longitudinal (XX') 3041280 60 du mandrin, à l'aide d'un système de roulement à billes (19c) et d'engrenage (19a, 19b).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 20 ou 21, caractérisé en ce que ledit miroir (4) est apte à être déplacé en translation ou 5 inclinaison relative par rapport à l'axe longitudinal dudit mandrin par un mécanisme de vis sans fin (18) asservi à ladite rotation (R) dudit miroir autour de l'axe longitudinal (XX') dudit mandrin (20a), ou par un ergot de déclenchement de dite translation ou déplacement angulaire pas à pas. 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que ledit mandrin (20a) supporte en outre une deuxième chambre gonflable (22) comprenant une paroi périphérique extensible radialement par gonflage, espacée de ladite première chambre gonflable (21) dans la direction longitudinale (XX') dudit mandrin et, de 15 préférence ledit mandrin supporte en outre un dispositif de contrôle de soudure (23), ledit mandrin étant relié à un ombilical (20d), comprenant des fibres optiques, des conduites d'alimentation en électricité et de préférence aussi en eau desdits moyens de contrôle de soudure (23).\n<CLM>\1\tProcédé de réalisation d'une conduite selon la méthode de la 20 revendication 15 à l'aide d'un dispositif selon la revendication 23 servant à la mise en place d'un dit manchon, dans lequel on réalise l'assemblage d'éléments unitaires de conduite (10-1, 10-2) comprenant un dit chemisage (2), et un dit manchon tubulaire de jonction (1) inséré et fixé à seulement une extrémité de chaque dit élément de conduite et 25 dépassant de celle-ci, le dépassement dudit manchon définissant une extrémité mâle de chaque dit élément de conduite apte à être assemblée avec une extrémité dépourvue de dit manchon définissant une extrémité femelle d'un autre dit élément de conduite, et on crée par chauffage par laser une zone de soudure et contact étanche par fusion 30 entre elles des matières constitutives d'une dite partie terminale du manchon et respectivement partie terminale de dit chemisage en contact 3041280 61 l'une avec l'autre (1-1, 2-1), et parcourues par ledit rayon laser, en réalisant les étapes suivantes dans lesquelles : a) on introduit un dit dispositif (20) de mise en place de manchon à l'intérieur d'un dit élément unitaire de conduite de sorte que ladite 5 première chambre gonflable soit disposée au niveau d'une partie terminale dudit manchon, et on fixe ledit dispositif de mise en place de manchon à l'intérieur dudit manchon par gonflage d'une dite deuxième chambre gonflable contre la paroi interne dudit manchon, et b) avant ou après l'étape a), on introduit et insère en force la 10 partie de manchon formant ladite extrémité mâle d'un élément de conduite dans l'extrémité femelle de l'autre élément de conduite, dans la direction longitudinale XX' axialement, jusqu'à ce que ladite partie terminale du manchon de la ladite extrémité mâle dudit élément de conduite terminal soit en contact avec ladite partie terminale du 15 chemisage de ladite extrémité femelle dudit élément de conduite à assembler, et c) on réalise le soudage périphérique externe des extrémités des deux éléments de conduite bout à bout par soudage métallique (11), et d) on réalise le gonflage d'une dite première chambre gonflable 20 au niveau de ladite partie terminale du manchon qui lui est en vis à vis, et on envoie un dit rayon laser, en exerçant simultanément une pression de ladite partie terminale de manchon contre ladite partie terminale de chemisage en contact l'une avec l'autre pour réaliser une dite zone de soudure par fusion au niveau d'une partie des surfaces de contact de 25 chaque dite partie terminale du manchon et chaque dite partie terminale de chemisage en contact l'une avec l'autre et parcourues par le rayon laser, pour réaliser une dite zone de soudure et contact étanche par fusion, et e) on dégonfle lesdites première et deuxième chambres gonflables 30 et on déplace en translation ledit dispositif de mise en place de manchon.