Soudage de tuyaux de précision, partie III

Partie III : Préparation des extrémités des tubes pour un soudage de haute pureté

Par William Sandford

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Le soudage autogène (soudage par fusion sans utilisation de métal d'apport) relie les tubes utilisés pour la plupart des systèmes de tubes sanitaires et de haute pureté.

Ces systèmes nécessitent des joints soudés de très haute qualité, l'accent étant mis sur l'obtention d'une surface intérieure lisse pour éviter les pièges à contaminants et sur toutes les exigences structurelles normales pour les joints soudés.

L'acier inoxydable, tel que le 316L, est utilisé pour offrir une résistance à la corrosion contre les attaques des produits chimiques du procédé ou des procédures de nettoyage. La plupart des tubes utilisés dans les systèmes sanitaires ou de haute pureté sont polis mécaniquement et/ou électropolis pour obtenir un diamètre intérieur (DI) propre et lisse adapté à l'application.

Les procédures de coupe et les techniques de préparation des extrémités de soudure doivent prendre en compte tous les aspects de l'obtention d'un joint de soudure de haute qualité sans contaminer le diamètre intérieur, sans introduire de zones affectées par la chaleur (ZAT), sans contamination par le carbone ou sans introduire de rayures de surface pouvant être dues à la corrosion ou à une augmentation des contraintes. points d'induction.

En fin de compte, pour réaliser des soudures autogènes acceptables, les préparations des extrémités de soudure doivent être :

Les spécifications concernant les tolérances exactes à appliquer aux tubes pour les préparations d'extrémités soudées par fusion n'ont pas été universellement acceptées et sont, en général, établies par des procédures de soudage internes.

La discussion suivante sur les tolérances est composée de recommandations générales pour les joints soudés de haute qualité requis pour les systèmes sanitaires et de haute pureté.

Lorsqu'il n'est pas permis de toucher ou de marquer la surface du tube de quelque manière que ce soit, la bavure ne doit pas dépasser la quantité que la procédure de soudage peut consommer et ne pas provoquer de fuites ni nécessiter une chaleur excessive provoquant une zone dangereuse de chaque côté de la soudure. articulation. Généralement, la bavure doit être inférieure à 0,01 po (0,25 mm) par côté à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi du tube.

Lorsque l'ébavurage est autorisé, il faut veiller à éviter de générer des chanfreins sur le diamètre intérieur ou extérieur du tube, ce qui pourrait provoquer une aspiration excessive dans la zone de soudure.

Options de procédure de coupe (séparation)

Les procédures de coupe de base utilisées sont la coupe de pièces (coupe au tour), la coupe par broyeur orbital, les meules de tronçonnage abrasives, la coupe à la scie à ruban, la coupe à la scie circulaire, la coupe au rouleau sans copeaux, la coupe par cisaillement simple et double et la coupe thermique. Les avantages et inconvénients des procédures et des machines-outils sont les suivants.

Partie hors coupe. C'est pour les extrémités très plates et carrées avec des angles de biseau précis. Il est difficile d’obtenir une coupe sans bavure sur le diamètre intérieur du tube sans une seconde opération. Deux groupes de base d'outils découpés avec des outils de pièces détachées : les tours à moteur stationnaires et les tours à tubes portables. Les tours à moteur stationnaires, bien que très précis et dotés de procédures de coupe flexibles, ne conviennent qu'aux courtes longueurs de tubes, car ceux-ci doivent tourner et le temps de réglage est long. Les coupes en une seule opération sans ébavurage conviennent à certaines applications. Des embouts à outils sont disponibles pour divers matériaux.

Ils ne conviennent généralement pas à une utilisation dans des salles blanches en raison des multiples points de lubrification et de l’espace au sol requis. Les tours à tubes portables dédiés à la coupe de tubes, serrent le tube avec des pinces de serrage OD, font orbiter les outils de coupe autour du tube et peuvent être utilisés pour les tubes pliés si une longueur droite pour le montage est disponible. Le temps de configuration est faible et les coupes en une seule opération sans ébavurage conviennent à certaines applications.

Des embouts à outils sont disponibles pour divers matériaux. Des modules de coupe en option pour les coupes plongeantes d'extrémité, similaires aux outils d'équarrissage d'extrémité dédiés, sont disponibles pour fournir des extrémités presque sans bavures. Les tours peuvent être équipés de roulements étanches, de revêtements de lubrification sèche et de moteurs électriques totalement fermés pour fonctionner à l'intérieur de salles blanches. Les copeaux de machine sont de longues banderoles facilitant le nettoyage, ce qui est particulièrement important dans les opérations en salle blanche.

Coupe de broyeur en orbite. Cela se fait généralement avec des machines portatives qui plongent une fraise à travers la paroi du tube puis terminent la coupe en faisant tourner la fraise autour du tube. Il a une séquence de coupe très rapide et un type de fraise fonctionnera sur la plupart des matériaux. Les machines doivent être maintenues en bon état et utilisées par des opérateurs formés pour minimiser le manque de planéité aux endroits où la fraise entre et sort de la coupe. Les fraises génèrent de petits copeaux difficiles à confiner dans les opérations en salle blanche. Ils peuvent être installés avec des roulements étanches, des lubrifiants secs et des moteurs électriques totalement fermés pour une utilisation dans des salles blanches, à condition que les copeaux soient capturés de manière acceptable.