De nos jours, le soudage tube sur plaque est devenu un processus essentiel, car de nombreux équipements industriels tels que les échangeurs de chaleur, les turbines à vapeur, les condenseurs, les refroidisseurs d’air ou les chaudières sont composés de milliers de tubes métalliques. Ces constructions tubulaires sont généralement assemblées sur des plaques métalliques épaisses et soudées par le procédé TIG pour obtenir des performances optimales et durables. Le soudage automatisé de tubes et de plaques tubulaires a remplacé le soudage manuel pour améliorer la productivité et la reproductibilité des joints tube/plaque et, bien sûr, pour réduire les temps de production des échangeurs de chaleur à tubes industriels.
Soudage orbital tube sur plaque : Applications et équipement
Applications de soudage de tubes sur plaque
Les applications de soudage orbital tube sur plaque sont utilisées pour fabriquer des chaudières et des échangeurs de chaleur à tubes pour diverses industries, mais les équipements les plus lourds se trouvent dans les usines des industries chimiques ou pétrochimiques et les centrales électriques.
Presque tous les métaux et alliages soudables sont utilisés dans le domaine des applications de soudage de tubes sur plaques tubulaires, mais les dimensions des tubes sont relativement restreintes. Leur plage de diamètre couvre 12,7 mm à 101,6 mm, les épaisseurs de paroi sont comprises entre 0,5 mm et 5 mm. Les diamètres de la plupart des tubes mesurent entre 19,05 mm (3/4") et 38,1 mm, avec des épaisseurs de paroi comprises entre 1,65 mm et 3,4 mm.
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Équipement de soudage orbital
Dans la plupart des cas, l’équipement utilisé pour le soudage automatisé de tubes et de plaques tubulaires est strictement adapté à l’application et au niveau d’automatisation souhaité :
- La machine à souder les plaques tubulaires à trois axes contrôlés (gaz, courant, rotation) est composé d’une source d’énergie installée de manière stationnaire, appelée Smart Welding Station, et d’une tête de soudage de tubes sur plaques tubulaires, qui exécute un soudage par fusion sans ajout de fil d’appoint.
- La machine à souder à quatre axes contrôlés (gaz, courant, rotation, fil) comprend une source de courant de soudage installée de manière fixe et une tête de soudage de tubes sur plaques tubulaires. On utilisera cet équipement pour les applications en simple passe. Le soudage en double passe étant alors effectué en deux étapes séparées.
- L’équipement de soudage, équipé de cinq axes contrôlés (gaz, courant, rotation, fil, AVC), est composé d'un générateur TIG permettant de contrôler 6 axes, et d’une tête de soudage tubes sur plaque TS 8/7avec configuration AVC, permettant l'enchaînement de passes multiples avec fil d’apport. La remontée de la torche entre les passes peut également être programmée et s’effectue sans interruption du cycle de soudage.
- L’équipement de soudage, doté de six axes contrôlés (gaz, courant, rotation, fil, AVC, oscillation), comprend une source de courant PC Smart Welding Station et une tête de soudage tubes sur plaque de type SPX compact dite TIG 20/160. L’équipement permet le soudage multi-passes ; la torche peut être déplacée dans le sens radial.
Préparations des soudures pour le soudage de tubes sur plaques tubulaires
Exigences spécifiques des tubes et préparations des soudures
Dans le soudage orbital de tubes sur plaques tubulaires TIG, la planification est un gage de réussite :
- Les tubes doivent être sans soudure ou avec un joint de soudure laminée.
- Les joints doivent avoir des préparations avec chanfrein tulipe, assurant une fusion fiable de la base du bord du tube, notamment en position verticale descendante.
- Si une bonne conduction thermique est requise, le jeu entre le tube et l’alésage peut être éliminé par une légère expansion du tube.
- La zone de contact entre le tube et la plaque tubulaire doit être propre, pour éviter la formation de soufflures inacceptables.
- Une expansion complète des tubes à l’intérieur de la plaque tubulaire ne doit jamais être effectuée avant la soudure automatique, car cela provoque des effets de dégazage explosifs.
Tubes affleurants
Selon l’application, le soudage TIG orbital de tubes affleurants avec ou sans métal d’apport est possible, en utilisant différentes conceptions de joints :
- standard
- avec chanfrein tulipe
- avec chanfrein en V
- avec gorge de décharge
Soudage de tubes affleurants sans fil
Le plus souvent, une préparation standard est effectuée pour le soudage des tubes affleurants. Pour les applications sans fil d’apport sur des diamètres de tube compris entre 10 mm et 32 mm, des têtes de soudage spécialement développées sont utilisées et la séquence complète est exécutée automatiquement.
Soudage de tubes affleurants avec fil
Des équipements de soudage avec quatre ou cinq axes contrôlés peuvent être utilisés. La tête de soudage tube sur plaques doit être configurée en conséquence :
- avec dévidoir de fil intégré ou externe ;
- avec ou sans AVC ;
- avec ou sans cloche ;
- torche à 0 ou 15°.
Soudage des tubes dépassants
Les tubes saillants sont toujours soudés avec du fil d’apport, mais avec des soudures commençant par une passe de fusion, différents joints peuvent être utilisés : Préparation standard sans chanfrein, préparation avec chanfrein tulipe ou avec chanfrein en V.
Soudage des tubes en retrait
Les types de joints sont les suivants : Préparation standard sans chanfrein, préparation avec chanfrein tulipe ou avec chanfrein en V, soudage derrière la plaque tubulaire (fréquemment utilisé dans l’industrie pétrochimique).
Qui sommes-nous ?
La société Polysoude est spécialisée dans la conception, le développement et la fabrication de solutions innovantes de soudage à l’arc. La marque est synonyme d’expertise de premier plan au niveau mondial dans 3 secteurs clés : les solutions de soudage orbital TIG automatisé, les solutions de soudage TIG et plasma automatisés et le rechargement par soudure TIGer™.
Créée à Nantes en 1961, la société fabrique de nombreux types de générateurs de soudage et d’équipements de soudage orbital, dont une large gamme de têtes de soudage ouvertes et fermées.
Aujourd’hui, en tant qu’entreprise orientée vers l’usine intelligente, nous concevons tous nos produits Polysoude pour l’industrie 4.0.
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