Moteurs inox: LA solution

[PopLouis]

Dans mon message sur les moteurs, j'ai promis un couplet sur les moteurs en inox, le voici:
Je parlais des moteurs à fond inox, mais depuis peu, j'ai réussi à fabriquer un moteur tout en inox de 15/100.

1- Fond mince inox:
Je n'ai pour l'instant, que de l'inox de 15/100, je n'utilise donc que cette épaisseur.
Avantages: Chauffe rapide et faible conductivité, limitant les risques de fonte en cas de brasage à l'étain.
Inconvénient: Dureté et rigidité du matériau, d'où une relative difficulté de mise en forme.
Voici deux moteurs à fond inox, le premier avec membrane laiton 1/10 brasée à l'étain, le second avec la même membrane brasée à l'argent.

Brasure étain

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Brasure argent

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Les bords sont seulement relevés grossièrement à la pince, la rigidité de l'inox interdisant l'emboutissage.

2- Moteur tout inox:
Je n'ai pas encore commandé d'inox de 5/100 à l'adresse indiquée par Paterson. Gégé89 (voisin de St Privé) doit m'en procurer un morceau aussi. Comme j'étais impatient, j'ai testé un moteur tout en inox 15/100 brasé à l'argent: fond bombé au marteau et membrane plate (enfin avant brasage ).
La difficulté majeure a été de travailler la membrane déformée après brasage. En gros, elle était trop bombée et la dépression nécessaire pour la faire "claquer" était énorme. Pour réussir à la rendre plus docile, j'ai dû marteler doucement et tordre les bords à la pince pour modifier la position au repos.
Le résultat est concluant, ce moteur me paraît être d'une grande robustesse et insensible aux surchauffes.
En voici des photos:

Tout inox 15/100

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Tout inox 15/100 gros plan

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Je pense généraliser cette technique pour la fabrication de mes moteurs, et avec l'inox de 5/100 pour la membrane, ça doit être plus facile. A suivre...

[Michel]

Beau travail !
Question : membrane laiton soudée étain / inox ?
pas gagné !
par contre , tout inox brasé argent doit etre faisable !
un peu de détail sur la derniere photo serait bienvenu car la membrane ne parait pas avoir souffert des affres de la soudure !
en tous cas BRAVO !

[PopLouis]

Pour la brasure étain sur l'inox, j'utilise de l'acide phosphorique (en solution dans certains dérouillant pour acier), ça prend très bien. J'ai pratiqué de cette façon sur le moteur de ma première photo ci-dessus; le cordon d'étain colle aussi bien sur l'inox que sur le laiton. J'ai trouvé cette astuce en cherchant sur internet quand j'ai voulu utiliser de l'inox pour le fond des chaudières. Voir aussi un de mes messages précédents, mais je ne sais plus lequel.
Pour ce nouveau moteur, j'ai fait plusieurs photos au cours de la fabrication, mais pas de la membrane juste après brasage. Les deux photos ci-dessus, sont prises sous un angle qui masque les défauts, et la membrane a été redressée et polie.
Voici ces photos:

Brasage des tubes

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Mise en position pour brasage membrane. Protection brasures tubes par bande de cuivre.

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Traces de pinces et coups de marteau sur le bord. Après polissage.

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J'ai essayé sans succès d'utiliser une chute de carrelage pour poser l'assemblage et le braser (astuce de Papy pop-pop). Le bout de carrelage a claqué en plusieurs morceaux, et j'ai repris ma vieille brique réfractaire. La qualité du carrelage ne devait pas être la bonne.

[buk]

je dois avoir dans un coin, de la "feuille" inox de calorifuge...si tu es interessé...????..;

[PopLouis]

Je te remercie pour ton offre, Buk. Pour l'instant, avec ce que doit me donner Gégé89, j'ai déjà de quoi faire quelques moteurs. Pour les fonds de chaudières plus épais, j'ai aussi un vieux bout de tuyau de poêle en inox de 4/10.
Je note ta proposition, si je manque par la suite. Quelle épaisseur fait ta feuille de calorifuge?

[Papy pop-pop]

Fond mince inox:
Je n'ai pour l'instant, que de l'inox de 15/100, je n'utilise donc que cette épaisseur.
Avantages: Chauffe rapide et faible conductivité, limitant les risques de fonte en cas de brasage à l'étain.
Inconvénient: Dureté et rigidité du matériau, d'où une relative difficulté de mise en forme.

Il y a 36 variétés d'inox. Beaucoup d'inox sont faciles à travailler...à condition d'utiliser des outils qui coupent bien. Certains inox sont très malléables à froid. Et en chauffant par exemple un 304 ou un 316 ça se travaille très bien. J'ai cintré à chaud sur 90° des tubes de 1" (diamètre ext 34, épaisseur 1,6) en 304L avec le plus petit rayon de la Mingori. Et en 316L j'ai fait quelques moteurs pop-pop de 1/2" avec des tubes + ou - cintrés (à froid). Comme celui-ci par exemple.

[Michel]

Certains objecteront qu'il ne ressemble pas à un moteur classique, mais c'est mon moteur pop-pop le plus fiable
J'ai essayé tellement de trucs " bizarres " que je te crois sur parole !
d'ailleur , je vais essayer ton " truc " histoire de ne pas mourir idiot !

Au sujet de l'emboutissage à froid , j'ai la chance de pouvoir me servir d'une presse de capacité 2000 tonnes ( oui ,oui ! )
ce qui me permet de faire ce genre de choses :

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là , vous avez la matrice et la feuille de laiton emboutie( recuite avant emboutissage )
2000 tonnes , ça pousse ! épaisseur de la feuille avant : 1.00 mm après = 0.800 mm pas un plis , c'est nickel !

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Par contre , en une seule passe , le maxi est de 5 mm ( voir le sujet de Paterson )
Mon domaine actuel étant la frappe à froid , je ne peux que confirmer ses dires !
Je vais esssayer avec du 316 L et si cela est positif ; je peut vous dépanner avec la presse de mon boulot ( chuut! )

[PopLouis]

On arrive même avec peu de moyens à emboutir des fonds de chaudières en laiton ou en cuivre.
Pour cela, voir la méthode décrite par Papy sur eclecticspace.
Je m'en suis inspiré pour réaliser une matrice et un poinçon dans une plaque d'acier de 3 mm. En recuisant bien le métal, on arrive à former à coups de marteau, sauf pour l'inox bien sûr.

Matrice et poinçon acier, fond et membrane laiton

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Ce moteur a été brasé à l'argent et fonctionne bien.

C'est sûrement moins beau qu'à la presse, mais c'est mieux qu'un fond bosselé directement au marteau.

[Papy pop-pop]

Oui, PopLouis!
Et comme tu le sais (tu me l'as toi-même écrit dans un mail) les formes ovales ou rondes sont nettement préférables pour la durée de vie des membranes.

[PopLouis]

Grâce à Paterson et Gégé89 qui m'ont procuré du clinquant d'inox de faible épaisseur, j'ai pu réaliser mon projet de membrane en inox.
J'ai brasé à l'argent 40%, cette membrane de 5/100 sur un fond également en inox, de 4/10 d'épaisseur. J'ai opéré sur ma brique réfractaire comme d'habitude, et les déformations du pourtour de membrane sont importantes, ce qui génère des ondulations à cet endroit. J'ai réussi à les atténuer et à détendre un peu la membrane en la frottant énergiquement avec une tête de petit marteau rond. Avant cela, impossible d'obtenir des pops.
Quelques photos du résultat:

Vue d'ensemble

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La membrane fait environ 25x45 mm.

Gros plan membrane

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On voit les ondulations et les traces de frottement pour assouplir un peu, mais c'est raide l'inox!

Epaisseur fond

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Cette photo montre le faible bombé du fond formé grossièrement au marteau. J'ai remarqué qu'un faible volume du fond donne plus de pêche au moteur, mais je ne sais pas l'expliquer. C'est le cas aussi pour celui-ci qui semble bien pousser; la rigidité de la membrane doit aussi en partie en être la cause, on se rapproche plus des conditions de fonctionnement d'un moteur à serpentin.
Le bruit obtenu est bien régulier et plus métallique et aigu qu'avec du laiton (normal, hein Papy?), la chambre étant petite, la fréquence est relativement élevée. Ca me rappelle vaguement le bruit d'un solex, pour donner une idée.
Côté robustesse et durée de vie, j'ai bon espoir, mais je suis toujours prudent. Je ferai le bilan plus tard, après quelques heures de fonctionnement.
Je vais essayer d'autres formes de moteurs et d'autres matières pour le fond de chaudière, avec ces membranes en inox; à plus tard pour les comptes-rendus.

[Papy pop-pop]

... J'ai remarqué qu'une faible épaisseur de fond donne plus de pêche au moteur, mais je ne sais pas l'expliquer. C'est le cas aussi pour celui-ci qui semble bien pousser; la rigidité de la membrane doit aussi en partie en être la cause, on se rapproche plus des conditions de fonctionnement d'un moteur à serpentin.
Le bruit obtenu est bien régulier et plus métallique et aigu qu'avec du laiton (normal, hein Papy?), la chambre étant petite, la fréquence est relativement élevée.

Faible volume de l'évaporateur et membrane rigide conduisent à une fréquence élevée et donc à de bonnes performances quant à la poussée. C'est tout à fait normal.
Si le bruit est régulier c'est que le moteur est bien dimensionné et que la membrane est assez souple pour se déformer à chaque cycle.
Bravo PopLouis.

[Michel]

Je pense que cette bonne idée va beaucoup etre copiée !

[PopLouis]

Amélioration du montage des membranes en inox:
Sur un moteur tel que celui décrit ci-dessus (message du 15 décembre), je n'ai pas réussi à réparer une fissure de la brasure entre fond et membrane qui provoquait une fuite à peine décelable, mais suffisante pour générer un fonctionnement instable.
En essayant de refaire la brasure à l'endroit de la fissure, la membrane gondolait et la brasure pénétrait mal entre les deux tôles, laissant toujours une fuite plus ou moins importante.
J'ai fini par dessouder la membrane pour la récupérer et l'emboutir, comme je l'avais déjà fait sur des moteurs en laiton. J'ai meulé le rebord de façon à avoir un bon contact du pourtour sur le fond et j'ai de nouveau brasé en chauffant modérément sous le bord du fond de chaudière. Et là, bonne surprise: la brasure s'étale et mouille facilement le rebord de membrane, grâce à la flamme qui ne vient plus oxyder la brasure, je suppose.
Seul inconvénient: ce procédé est moins économique en brasure.
Voici le résultat:

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La membrane est fortement gondolée, mais elle l'était déjà dans sa première vie, à plat. Je pense qu'en emboutissant un morceau de clinquant neuf, on doit obtenir un meilleur aspect, la partie plate de membrane n'étant plus soumise aux contraintes thermiques lors du brasage. Avec une membrane moins déformée, les pop-pop doivent aussi être plus nets. A voir pour la prochaine fabrication.
Le moteur fonctionne parfaitement, mais le bruit n'est pas très réaliste pour un moteur marin, avec des claquements multiples à chaque mouvement de membrane.