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CA / PLP CONCOURS EXTERNE Session 2006 STRUCTURES METALLIQUES ETUDE D’UN SYSTEME ET / OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE Durée 8h Durée Partie conseillée A ETUDE D’UN ASSEMBLAGE 2h B ETUDE DE LA BOITE A EAU AVANT 3h C MISE EN TOLE DES CHICANES 2h D DESSIN DE FABRICATION DU HEB 1h 1/19 CA / PLP CONCOURS EXTERNE Session 2006 STRUCTURES METALLIQUES ETUDE D’UN SYSTEME ET / OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE Partie A ETUDE D’UN ASSEMBLAGE 2/19 ETUDE D’UN ASSEMBLAGE Mise en situation : Le support de cette épreuve est un échangeur de chaleur (plan 2006-00). On se propose d’étudier quelques paramètres d’un descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire en vu d’exécuter l’assemblage de la bride et de la manchette du corps de l’échangeur (Plan 2006-04) correspondant à une vue locale du dessin d’ensemble (plan 2006-00). Données : - Le document ressource A-RES1 : « Extrait caractéristiques du métal d’apport de LINCOLN: Outershield MC710-H». - Le document réponse A-DR1 : « D.M.O.S.-p » qui correspond au descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire. - Le plan de la section de soudure 1 du D.M.O.S. à l’échelle 10 (plan 2006-041 ). - L’analyse de coulée ci-dessous du P295GH. %Nb %C %Si %Mn %P %Mo %S %Cr %Ni %V %Al %Cu 0.004 0.126 0.327 1.247 0.01 0.023 0.002 0.09 0.10 0.01 0.034 0.021 - Ci-dessous, les caractéristiques mécaniques du métal de base de l’assemblage ...

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CA / PLP CONCOURS EXTERNE Session 2006     STRUCTURES METALLIQUES           ETUDE D’UN SYSTEME ET / OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE     Durée 8h         Partie A ETUDE D’UN ASSEMBLAGE   B ETUDE DE LA BOITE A EAU AVANT   C MISE EN TOLE DES CHICANES

D DESSIN DE FABRICATION DU HEB  

 

Durée conseillée 2h

3h

2h   1h

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CA / PLP CONCOURS EXTERNE Session 2006     STRUCTURES METALLIQUES           ETUDE D’UN SYSTEME ET / OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE       Partie A     ETUDE D’UN ASSEMBLAGE    

 

 

 

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ETUDE D’UN ASSEMBLAGE

  Mise en situation  :  Le supprot de cette épreuve est un échangeur de chaleur  (plan 2006- 00 ). On se propose d’étudier quelques paramètres d’un descriptif de mode opératoire de soudage préliminaire en vu d’exécuter l’assemblage de la bride et de la manchette du corps de l’échangeur a(nP l 2006- 04 ) correspondant à une vue locale du dessin d’ensemble (pl 2 a 0 n 0   6 00 ). -   Données: - Le document ressourc A e - RES1 : « Extrait caractéristiques du métal d’apport de LINCOLN: Outershield MC71-0H».   - Le document réponse A   - DR1 : « D.M.O.S.-p » qui correspond au descriptif de mode opératoire de soudage prélimina   ire. - Le plan de la section de soudure 1 du D.M.O.S. à l’éche l l(ep l1a0n 2006- 041 ).   - L’analyse de coulée- cdiessous du P   295GH .     %Nb %C %Si %Mn %P %Mo %S %Cr %Ni %V %Al %Cu 0.004 0.126 0.327 1.247 0.01 0.023 0.002 0.09 0.10 0.01 0.034 0.021   - Ci-dessous, les caractéristiques mécaniques du métal de base de l’assemblag :eP295GH    Nuance Epaisseur du produit Limite d’élasticité Résistance à la Allongement Energie de rupture par choc d’acier mm ReH traction. à la rupture. (éprouvette à entaille en V)KV   Mpa Rm (Lo=5.65S 0 )  de > à    a   T°C d’essai Moyenne s    min M m p in  A%  3 éprou j vet u t  r e s     min       27

 16  16 40      P295GH 40 60 60 100 100 150

 

 

295 290 285 260 235

 

    460 à 560     440 à 570

      22

      0

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varT     :   é ndmadel ai d  ellseefiuuS rumen doce etcopi rbou cteet cur sesab ed latém ud Rm H ets Releur sav relnoenisit es rursocudontmev( t rioa’d roppdu métale choix itifrel  .e -   J su TNIOJ UD ecarT-  :RITEACARS UEIQSTE UT1    )SEC EDD  ponst réDR1 e A- P re 592 .HG oP - ctran iound’ci aneitnoenll eedt r la courbe conv iellocsnuo setn dépapas  ne e deP(  érédisnoc esa isérci’a lH)5G29 (/mmd é’3,K5/Jmc à soudepaisseur ené eigrressenu e bl =1Ea dm asiis E DEOMBRSES  PASOSDUED S1 e RUSE RE A-s ce 2)     ).S1 REHCER  N UD EHC stiques mécaniqused  uémat ledb  2:t  ou   Pgar ntral ric secarairét                                          qu éiergteenalivennod nOenE ,E   rrecteur k en fo s uoed)r .         oCjoe t in    :       itcnd noyt ud ep lb esiisa   md amelmaxigie énerune  à ruessiapé’d mm/(cmJ/ K2 1,a=Em psreisno tnu eid’on adme r).  Si ld a  cnoeigrno , ldene’ée  d% 10             = cE   , En. k e  lecavue raftcroer:kC r décteuant pend                                 teE  cE:engreic orrigée (Kj/cm)   lecav, Ec.  h =dneR:h ruetcaf eque ermit themen                    =EEK xma Kj (    /c e ( mm n.pe inim ppelle q )    On ra       KE eu:        

 

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a /s 0 0.25 0.5 0.75 1 K 1 0.97 0.89 0.78 0.67

 

 

     s     a      R1-D     ) -pS. A : r.D.M.O)m( v iole (Kj/ce nominaigrenE: nE te                                    ointde jype du t

2.1 ) ETUDE DE LA SOUDURE 2 (en angle)   2.1.1 ) Recherche de la vitesse de soudage - Définir l’énergie équivalent E e K  en fonction de l’épaisseur de la virole. - Déduire l’énergie nominal E e n  qui doit être mise en jeu ,  en admettant que le rendement thermique du procédé 136 es:t h de=0.85. - Déterminer la vitesse minimale de soudage en cm V / s m   n mini, en vous aidant du D.M.O.S-.p ( A- DR1 ).     2.1.2 ) Recherche du nombre de passes   Sachant que lerendement de dépôt du procédé e h st1 = 0.85, que Vs=35cm/mn  et en considérantune masse volumique = 7.85g 3 /cm – Déterminer le volume de fil fourré consommé en une minute. – Déterminer le volume réel de métal déposé en une minute.  – Déterminer lamasse réelle de métal déposé en une minute. - Définir la section moyenne de cordon déposé en considérant un taux de dépôt = 5kg/h.  - Déduire le nombre de passes mini. -Proposer une répartition des passes sur le DM-OP S     2.2 ) ETUDE DE LA SOUDURE 1     Hypothèse: -la section moyenne d’une passe de soudure est de 0 2 ,    3  cm -la section du joint est donnée-cdiessouset est détaillée su   r le plan 2006- 041.                            – Définir l’aire de la section du joint de soudure. - Déduire le nombre de passe s. - Proposer une répartition des passes sur le DM-OPS.      

60°

3

 

2.5

12

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3) RECHERCHE DE LA TEMPERATURE DE PRECHAUFFAGE DE LA BRIDE - Déterminer la température de préchauffage Tp de la bride de nuance P295GH , à partir des formules de SEFERIAN c-idessous.   FORMULES DE SEFERIAN   1) Tp = 350 x ( -C0.25 ) 1/2 où Tp est la température de préchauffa  e C t   est le carbone équivalent total   2) C= Cc + Ce o C ù c    est le carbone équivalent chimiq ue   et C   e est le carbone équivalent épaisseur   3) Ce = 0.005 x épaisseur(mm) x Cc     4) Cc = ( 360 C + 40 ( Mn + Cr ) + 20 Ni + 28 Mo )   / 360       4) REDACTION DU DMOS - P : - Compléter , sur le document répon A s -e DR1, tous les paramètres manquants au DMO-SP suivant les données et vos résultats.   5) RECHERCHE DES VITESSES DE ROTATION DES GALETS DU VIREUR : Pour réaliser la soudure, on utilisera uinr evur motorisé : la vitesse de rotation,  appliquée aux galets entraîneurs, est réglable (en tr/mn). -Ccei usxont en  contact avec l’extérieur de la virole du corps de l’échangeur : Voir le schéma de principe c-iaprès.   SCHEMA DE PRINCIPE :             Soudure 1                

 

Soudure 2

Galets du vireur

 

Virole du corps

Soudure 2

Soudure 1

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  Données: - On admettra que la vitesse de soudage est de 35 cm/mn.   - Le diamètre extérieur de la virole du corps de l’échangeur est de 2250 mm. - Le diamètre des galets du vireur est de 250 mm. - Le diamètre considéré de la soudure est de 1890   mm.   Travail à faire   Sur feuille de copie: Recherche de la vitesse de rotation des galets entraîneurs en tr/mn.   - Déterminer la vitesse de rotation maxi de la virole du corps de l’échangeur. - Déduire la vitesse des galets entraîneurs.        

 

 

 

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CA / PLP CONCOURS E XTERNE Session 2006     STRUCTURES METALLIQUES           ETUDE D’UN SYSTEME ET / OU D’UN PROCESSUS TECHNIQUE       Partie B     ETUDE DE LA BOITE A EAU AVANT        

 

 

 

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ETUDE DE LA BOITE A EAU AVANT   Données:   - Le plan 2006- 02 de l’ensemble B   OITE   A EAU AVANT de l’échangerude chaleur représenté sur le pla 2 n 0   06- 00 . - Le document répons B e -   DR1 : Piquage de la virole d’entrée (Rep 7) sur la virole de la boite à eau avant (Rep 1). - Le document répons B e -   DR2 : Feuille de saisie logiciel piquage tube sur tube. - Le document répons B e -   DR3 : Développement de la virole Repère 1 de la Boite à Eau avant.   Mise en situation : L’utilisation d’une table de découpage laser 5 axes permet le découpage des chanfreins sur la tôle. Outre les habituels déplacements suivant les axes Ox et Oy des tables classiques, la tête de coupe peut se déplacer suivant l’axe Oz , tourner autour de ce même axe et même pivoter de manière à former un angle « a  » différent de 180° avec Oz. Cette angle d’inclinais a onest techniquement limitée à 135°. De manière àlimiter le meulage, source de nuisances et perte de temps, on envisage de fournir à la machine à découper la valeur des différents angles d’inclinaison a    de la tête pour réaliser la partie pénétrante des viroles Repères 7 et 8 dans la virole Repère 1 dae   lBoite à eau avan t.   La découpe, sera faite lorsque la tôle à plat sous les conditions suivant:es Axe de   c - seule l’inclinaison   a «  » de la tête se o r upe programmée, elle sera immobilisée e rotation pendant le découpage.   - La surface de contact de la tôle ave table de la machine, correspond à la future peau intérieure du cylindre P ,       N la    

 

 

 

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  Travail demandé:   1 - Sur le document B   - DR1 :   - Développer le cylindre tel qu’il apparaîtra immédiatement après découpage avec la CN Laser 5 axes sans tenir compte de la limitation de l’inclinaiso . n  (courbe intérieure en bleu et courbe extérieure en rouge) - Développer le cylindre tel qu’il apparaîtra immédiatement après découpage avec la CN Laser 5 axes en tenant compte de la limitation de l’inclinaiso . n (courbe limite en vert) - Définir graphiquement la valredue l’angle a    de découpage au niveau de la génératrice « 5 » du document.     Afin de mettre en évidence la méthode graphique utilisée, les épaisseurs ont été exagérées   2 Sur le document répons B e -   DR2   - Le logiciel dont la grille de saisie est donnée, ens tf aeit prévu pour les machines  de découpage   d«eux axes ». Les résultats qu’il fournit permettent une découpe   en chanfrein naturel « au maximum de matiè»re(voir figure c-i dessous) selon le mode de contact choisi. L’opérateur doit alors obligatoirem e nutl emr les  excédents de matière. - Expliquez sur feuille de copie comment, en utilisant ce logiciel, vous pourriez trouver les valeurs nécessaires à la résolution du problème posé sur le document B   - DR1 . - Remplir les grilles à partir des valeurs réelles données sur le P   LAN 2006- 02    de la boite à eau.   Sur une machine à découp deux axe » : à un   position donnée de la découpe,le logiciel sélecti   entre la génératrice intérieure et la génératrice extérieure, la plus grande des deux. La découpe   s’effectue donc toujours au «maximum de mati»ère   et en chanfrein naturel. L’excédent est   obligatoirement usiné ou meulé.     3 - A partir des formules générales données sur le document resso   u B rc -es RES1 , et sur feuille de copie: - Montrer que les coordonnées des points d'intersection (Iext) de la génératrice extérieure et (Iint) de la génératrice  intérieure avec la virole de  la boite à eau, selon les indications de la figure page suivante, correspondent aux valeurs données. Expliquer la démarche des calculs. -Calculer à partir de ces valeurs l’angle d’inclinaison de la teê tceo udpe .  

 

 

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Pour Teta = 150° : Coordonnées des points d’intersection Iint et Iext. Iint Xi int 172.750 Yi int 849.212 Zi int - 414.565 Xi ext 177.750 Yi ext 857.872 Zi ext - 396.334

Iext

 

 

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