Les bases de la chaudronnerie

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Les bases de la chaudronnerie

Message par Menuki le Jeu 17 Oct 2013 - 13:53

La chaudronnerie était à l'origine l'art de fabriquer des chaudrons.
Par extension, c'est devenu l'art de fabriquer des objets de toutes formes à partir d'une plaque de métal plane.

L'objet de ce tutoriel est d'expliquer un peu les bases de ce métier en prenant l'exemple de la fabrication d'un saignoir à poulet.
Ce n'est pas mon métier et je n'ai pas la prétention d'être un maître en ce domaine.
Mais j'espère faire partager un peu de ma faible expérience.

La théorie
A la base de la chaudronnerie, il y a la plaque de métal plane.
Le chaudronnier va dessiner sur cette plaque le développé de la forme qu'il souhaite réaliser.
Il va ensuite découper cette pièce.
Enfin, il va plier la pièce pour lui donner la forme voulue, la souder ou la poinçonner pour lui faire garder sa forme.

Qu'est-ce que le développé?
Et bien, vous prenez la forme finale, vous la dépliez dans votre tête (au besoin vous devez peut-être la couper) et vous l'aplatissez.
Cela vous donne la forme de la découpe de la tôle plane.
Alors toutes les formes ne sont pas développables (comme un tuyau d'échappement par exemple).
Il faut parfois découper la pièce en plusieurs sous-pièce qui seront, elles, développables.
Parfois, un étape de déformation du métal est en plus nécessaire (pour faire la boule du coude sur une armure).

Dans notre exemple, nous voulons réaliser un cône.
Le cône est une de ces formes qui sont développables de façon simple.
Un cône se développe en un arc de cercle.
Vous pouvez essayer : découpez un arc de cercle dans une feuille de papier, rejoignez les deux rayons et vous obtiendrez un cône parfait.

Comment sont calculés les côtes de notre arc de cercle?
Un dessin valant mieux qu'un long discours, je vous ai fait ce petit schéma.


A gauche, vous voyez le cône. A droite, le développé. Les dimensions R1 et R2 découlent des dimensions désirées du cône final.
Pour déterminer R1 et R2, vous dessinez donc le plan de votre cône, vous mesurez R1 et R2 sur votre plan et vous pouvez ainsi déterminer les dimensions des arcs de votre développé.
Pour calculer l'angle alpha, c'est un peu plus compliqué.
Pour les matheux, il suffit de se rendre compte que le périmètre de la base du cône et le même que le périmètre de l'arc de son développé.
On déduit que le rapport entre les deux rayons est égale au rapport des angles (pour le cercle, c'est 360°).
Ainsi, un simple règle de 3 suffit à déterminer l'angle alpha.

Pour ceux qui n'aurait pas suivi, ne vous affolez pas, nous verrons cela en exemple dans les articles suivants que je posterai plus tard...

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Catharing le Ven 18 Oct 2013 - 13:07

Salut Menuki,clind'oeil 

Merci pour ce fil,peux-tu nous dire quels outils spécifiques sont nécessaires et (accessibles) pour travailler les plaques de tôle?
Je dispose de pas mal de plaques provenant de l'habillage de lave-linge,lave vaisselle et autres .

Merci à toi

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Menuki le Ven 18 Oct 2013 - 13:41

Le matériel
Pour cette activité, un minimum de matériel est nécessaire.
Je vais vous présenter ici le strict minimum. ce que j'ai d'ailleurs utilisé.

Nous aurons donc d'abord besoin de marteaux.
J'ai utilisé deux marteaux : un avec une tête étroite et un gros.
La tête étroite permet d'augmenter la force d'impact à cause de la surface de contact réduite. Le métal est ainsi plus facilement déformé.
Le gros marteau permet d'avoir plus de puissance pour le perçage avec une pointe ou le découpage avec le ciseau à froid.
L'enclume, bien que petite, rend pas mal de service en offrant une surface dure contre lequel le métal va s'appuyer à l'impact. Ce genre d'enclume se trouve dans les grandes enseignes de bricolage et ne coute pas très cher. On peut également trouver de grosses enclumes chez les ferrailleurs. La mienne m'a couté moins d'une centaine d'euros.
Une enclume n'est pas indispensable mais rend pas mal de service. On peut se passer d'une enclume. On peut prendre, une pièce de métal assez épaisse ou une cornière qu'on pose sur un morceau de bois ou autre.
Enfin, sur la photo, posé sur l'enclume, le ciseau à froid. Ca permet de découper la tôle ou un bout de fer. En l'utilisant au dessus d'une pièce avec une entaille, elle permet de plier la tôle.
A cela on peut ajouter une bonne cisaille à tôle et si l'électricité fonctionne toujours une disqueuse à main.

Où trouver la tôle
Si vous n'avez pas la chance comme moi d'avoir acheté votre maison à un ancien carrossier qui vous aura laissé plein de brin dans le terrain, vous devrez trouver la tôle ailleurs.
Heureusement on en trouve partout.
Les parois des frigos sont en tôle. Certaines portes sont protégés par des plaques d'acier galvanisé.
Les voitures sont des mines inépuisables.
Vous allez à la casse, vous acheter une portière ou un capot et vous avez un morceau de tôle de très bonne qualité pour peut que vous vous serviez sur une voiture qui a moins de 20 ans.

Quelques liens utiles
Pour finir cette partie, je vais vous donner le lien d'un guide téléchargeable Basic armouring.
Il parle de la fabrication des armures et présente en détail les différentes techniques.
J'en profite pour donner l'adresse d'un site de partage dans lequel un membre a écrit un article sur la forge à froid : Trollcalibur
C'est de là que j'ai commencé.
Sur notre forum préféré également, on peut trouver un article posté par Catharing. Il y présente un lien vers des vidéos où on peut voire des forgerons africains fabriquer des poêles à bois avec quasiment rien. On peut y voir plein d'astuces mais je n'arrive pas à retrouver l'articel.
Si quelqu'un retrouve l'info...

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Catharing le Ven 18 Oct 2013 - 13:57

Menuki a écrit:Sur notre forum préféré également, on peut trouver un article posté par Catharing. Il y présente un lien vers des vidéos où on peut voire des forgerons africains fabriquer des poêles à bois avec quasiment rien. On peut y voir plein d'astuces mais je n'arrive pas à retrouver l'articel.
Si quelqu'un retrouve l'info...
Il s'agit de cette vidéo?


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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Menuki le Ven 18 Oct 2013 - 14:31

La réalisation
Nous allons donc passer à la réalisation de notre saignoir à volaille.

D'abord qu'est-ce qu'un saignoir à volaille?
C'est un cône retourné dans lequel on insère la volaille qu'on veut saigner.
Un truc comme ça :


La volaille est donc coincée la tête en bas, seul la tête dépasse du cône.
Vous pouvez ainsi la sacrifier sans risquer qu'elle ne se sauve où qu'elle se casse les ailes en se débattant.

Quelles sont les dimensions du cône?
En cherchant sur le net, j'ai trouvé différentes tailles.
Un saignoir pour grosse bête (oie, dinde, coq...), il faut compter :
diamètre d'entrée : 29cm
diamètre de sortie : 10cm
hauteur : 40cm
Un saignoir pour petite bête (petite poule), il faut compter :
diamètre d'entrée : 20cm
diamètre de sortie : 8cm
hauteur : 30cm

Moi, j'ai réalisé un saignoir pour poulet mais j'ai pris un diamètre de sortie de 6cm et une hauteur de 25cm.
A l'essai (un essai à blanc, je rassure les âmes sensibles), le trou est un peu petit et la hauteur un peu juste pour une grosse poule (le coq ne passera jamais).

Par où commencer?
Déjà, on définit la taille du cône souhaité.
Ensuite, on fait le plan tel que décrit dans le premier article. Cela nous permet de déduire les dimensions du développé.
Au dimension recueillie, on peut ajouter à R1 et retrancher à R2 un bon cm. Cela nous permettra d'avoir de la matière en plus pour refouler la tôle et faire un rebord qui nous épargnera des coupures dues à un bord de tôle vif.
J'ai également rajouter 1 à 2 cm au rayon de l'arc car j'ai prévu de fermer le cône en créant un rebord.

J'ai ensuite dessiné le développé sur un carton que j'ai découpé et roulé pour m'assurer que tout était ok.

Si tout est bon, on prend notre tôle et on se sert du bout de carton comme d'un patron pour dessiner le développé au marqueur.
Et on découpe à la cisaille à tôle ou à la disqueuse.
Ensuite, on casse les bords de la découpé à la lime ou à la disqueuse équipé d'une disque à ébarber.

Au sujet de la disqueuse, je dois signaler qu'il existe deux types de disque : les disques à découper et les disques à ébarber.
Les premiers sont plus fins. Les autres beaucoup plus épais.
[b]Il ne faut jamais utiliser un disque à découper pour ébarber (éliminer les échardes).[b] Il y a risque de casse du disque.

Au final, on se retrouve avec un pièce plane de la forme d'un arc en ciel.
Désolé, je n'ai pas pris de photos de toutes ces étapes mais je pense que c'est assez simple à comprendre...

Création du rebord de fermeture
Pour refermer notre cône, on pourrait le souder mais je n'ai pas le matériel pour.
J'ai donc prévu de faire un rebord pour arriver grosso-modo à cela :

C'est pour cela que j'ai rajouté quelques centimètres de part et d'autre de mon arc.

J'ai d'abord pris une chute de basting dans laquelle j'ai découpé une tranché à la scie pour donner, en gros, un truc comme ça :

Pour cette étape, là encore, je n'ai pas de photo.

L'idée est d'utiliser le ciseau à froid pour repousser la matière dans le creux.
Ainsi, on aura une ébauche de pliage qu'on pourra ensuite facilement poursuivre sur l'enclume.
Plier directement sur l'enclume est possible mais, pour moi, c'est plus difficile de faire un truc droit.

Votre tôle est donc à moitié pliée.
Sur l'enclume, vous continuez à former le métal en plaçant la ligne de pliage sur le bord de la table (le plat de l'enclume) et en frappant sur le bout à plier comme sur le schéma ci-dessous.

Vous avancez doucement et progressivement, le pliage va prendre forme.
Une fois que vous avez atteint les 90°, vous retourner la tôle et à présent, vous frappez sur le bord à plier pour le rapprocher de la table.


Attention, à ne pas refermer complétement la pliure pour permettre à l'autre morceau de s'insérer dedans.
Attention aussi au sens. Il faut une pliure sur une face et une de l'autre.

Une fois les deux repliures réalisées, on va pouvoir commencer la partie formage du cône mais nous verrons cela une autre fois...

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Menuki le Ven 18 Oct 2013 - 14:32

Catharing a écrit:Il s'agit de cette vidéo?
Exactement!
Merci ami clind'oeil

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par fokeltok le Ven 18 Oct 2013 - 22:53

Salut
Mon père possède encore une dizaine des enclumes de ferblanterie de mon grand-père. Plein de formes spéciales, des boules, des longues, des tranchets, etc. (une petite recherche sur G**gle images vous donnera plein d'illustrations avec "enclume ferblanterie"
Chercher des photos sur internet, c'est  peu utiles pour l'apprentissage technique, mais cela donne de  bonnes sources visuelles pour  mémoriser la forme des outils avant d'écumer les brocantes, dépôts-ventes et f), il existait un bon nombre d'outils adaptés à chaque type d'assemblage. Mais Menuki a raison : la base, c'est un marteau et une surface de frappe. Le burin, c'est déjà du luxe !! Very Happy 
Le travail du "fer blanc", de la tôle, du zinc et du plomb servait à fabriquer tout le matériel de plomberie et de couverture (des gouttières aux tuyaux de poêles en passant par les raccords de pompes à eau), mais aussi les outils du quotidien : seaux, arrosoirs, brocs, bassines, baignoires, etc.
Le travail que tu décris correspond exactement à ces types d'assemblages.errailleurs...
En "pas cher" on trouve parfois des kits de carossier chinois, qui peuvent dépanner, avec des petits "tas à frapper" de différentes formes, que l'on tient à la mainou qu'on ploque dans un étau,  pour accéder dans les coins, et quelques marteaux à planer en plus.
Pour des petits travaux, on trouve aussi des enclumes de cordonnier comme celle-ci, mais pas toujours pratique à utiliser.
L'enclume la plus simple à trouver reste un tronçon d'IPN, mais il faut jouer un peu de la meuleuse...
Quelques infos déjà discutées sur le fil de discussion sur la forge, pour ceux qui préfèrent travailler à chaud evcol 
Fokeltok

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Re: Les bases de la chaudronnerie

Message par Menuki le Lun 21 Oct 2013 - 14:17

@Fokeltok : Merci pour tes remarques.

Nous continuons à présent la réalisation de notre saignoir par le formage du cône.

Le formage
Le formage est l'opération qui consiste à donner sa forme finale à notre développé encore plan.
Pour notre exemple de cône, l'idée est d'effectuer plusieurs petits pliages en suivant les rayons de notre cône, les traits bleu dans le schéma ci-dessous:


Pour se faire, il vous faut une arrière solide sur laquelle vous allez pouvoir prendre appui. Un coin de table protégé par une cornière en L convient parfaitement.
En premier lieu, vous posez votre développé de sorte que l'arête solide coïncide avec un rayon proche d'un bord et vous appuyez fermement de part et d'autre. Cela va plier légèrement le métal. Vous tournez alors votre développé de quelques degrés pour prendre appui sur un autre rayon et vous appuyez de nouveau fermement pour plier la tôle. Vous recommencez ainsi à plier la tôle rayon par rayon et vous allez voir un début de cône prendre tranquillement forme.
Quand vous serez arrivé au bout de la forme, il faut recommencer pour accentuer la courbure du cône. Après un ou deux passages, vous allez vous rendre compte que ça n'avance pas vraiment vite et que, petit à petit, il va falloir appuyer de plus en plus fort pour que la tôle se courbe. Et surtout, vous allez vous rendre compte que le petit cercle rechigne à se courber.
C'est tout à fait normal. pour de petits diamètre comme cela, la courbure est énorme et on a que peu d'effet de levier. Pour le petit diamètre, il va donc falloir y aller du marteau.
Il ne faut pas désespérer et surtout prendre son temps. L'erreur serait de vouloir forcer le rapprochement des deux extrémités car vous risquez de faire une grosse pliure au lieu d'avoir une courbure à peu près harmonieuse.
Au final, vous devriez arriver à un truc comme ça (là, j'ai commencé à prendre des photos):


A partir de là, l'élasticité de la tôle va me permettre d'accrocher les deux extrémités en emboitant les languettes. Pour cela, vous pouvez vous aider d'une sangle ou d'une grosse corde. Vous faites un boucle  autour du cône avec un nœud solide. Vous mettez un bâton dedans et vous tournez. Le cône va se refermer et vous pourrez emboiter les languettes.


Nous sommes à présent prêt à "souder" notre cône. Pour se faire, on va refermer sur les languettes l'une sur l'autre à l'aide du marteau. Le premier coup est primordiale. Si la tôle bouge à ce moment, les bords ne seront pas bien alignés et votre cône sera de travers.
Comme surface dur, j'ai utilisé la corne de ma grosse enclume. Si vous n'avez pas de grosse enclume, vous pouvez prendre une barre de fer que vous posez entre deux parpaings par exemple.
Une fois refermé, cela donne cela :


Si vous regardez bien du côté du petit diamètre, vous verrez que la lamelle n'est pas dans son logement qui s'est refermé sur du vide de ce côté. Ce n'est pas bien grave car ce n'est pas sur une grosse longueur. Et comme, je vais faire un rebord sur le cercle, cela va verrouiller de ce côté là.
Une petite remarque : si vous avez peur que la fermeture finisse par s'ouvrir (matériau maléable...), vous pouvez faire un poinçon. Vous prenez un gros clou dont vous émoussez la pointe par quelques coups de marteaux, vous posez la pointe sur la languette refermée et vous frappez un grand coup pour marquer le métal. Vous faîtes cela deux ou trois fois (ou plus) le long du rebord. Cela va créer une déformation locale dans les différentes épaisseurs et consolider grandement l'assemblage.

Sur la photo, à côté du cône refermé, vous pouvez voir un rondin de bois.
Il sert à donner à notre cône la forme d'un beau cercle.
En effet, surtout du côté du petit diamètre, il y a fort à parier que le cercle ne soit pas parfaitement... circulaire. On va donc forcer une pièce circulaire dans le trou pour déformer le métal.
Le diamètre du rondin doit être légèrement supérieur au diamètre voulu, sa longueur supérieure à la hauteur du cône.
Vous enchâssez le rondin dans le cône, vous tenez le cône d'une main, le rondin de l'autre et vous  et vous frappez le cul du rondin qui dépasse sur une grosse pierre. En fait, vous faîtes comme quand vous emmancher un marteau.
N'essayez surtout pas de poser le cône à l'envers et de forcer le rondin en tapant dessus. Vous formeriez un rebord mais vers l'intérieur.
Au contraire, poser le cul du rondin sur la pierre et, avec le petit marteau, frappez sur le bord du petit cône, pour former un rebord en chassant la matière vers l'extérieur.
Tout doucement, le métal va se replier. Finissez par écraser le rebord en utilisant la corne de l'enclume.



Faîtes également un rebord sur le gros diamètre. Cette fois-ci, vous pouvez utilisez le bord de l'enclume.

Au final, notre cône est fini et est bien circulaire... en tout cas, bien assez pour ce que c'est faire.
La partie chaudronnerie est pratiquement finie.
Dans la prochaine partie (que je n'ai pas encore commencé), nous verrons le montage du cône sur un support. Pour cela, je pense qu'on fera quelques perçages sans perceuse.

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