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PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES ET AUX .APPAREILS DE METALLURGIE ELECTRIQUE ET
PLUS PARTICULIEREMENT DE SOUDURE à l'ARC.-
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux procé- dés et aux appareils de métallurgie électrique; plus particulièrement, elle concerne la soudure, le découpage, et les réparations exécutées avec un arc alimenté en courant alternatif monophasé.
D'une manière générale, il est plus difficile de travailler avec un arc à courant alternatif qu'avec un arc à courant continu, en raison de l'ins- tabilité de l'arc à courant alternatif. Cetteinstabilité de l'arc à courant alternatif doit être attribuée, dans une large mesure, au refroidissement du trajet gazeux de l'arc pendant que le courant passe par zéro; c'est pourquoi l'arc peut être rompu plus facilement que dans le cas d'un arc à courant con- tinu.
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Afin d'obtenir la stabilité de l'arc à courant alternatif, avec une alimentation monophasée, pour exécuter notanment les opérations de soudure et de découpage à l'arc, suivant l'invention on produit, grâce à une disposition convenable du circuit de soudure, une pluralité d'arcs avec des décalages de phases relatifs, fonctionnant en parallèle, et agissant sur la même partie de la pièce d'ouvrage. Grâce à cette disposition, la conductibilité du trajet de l'arc, pour l'un quelconque des arcs, pendant que le courant passe par zéro, est maintenue par 'Un autre arc dans lequel le courant ne passe pas par zéro au même instant.
Conformément à l'invention, au lieu d'utiliser me électrode établie avec un conducteur unique, on utilise une électrode formée par plusieurs conduc- teurs isolés l'un de l'autre, sur toute leur longueur. A ces conducteurs, on ap- plique des courants qui sont convenablement déphasés l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'il sera exposé en détail plus loin. De sorte que, lorsque l'arc établie entre la pièce d'ouvrage et un conducteur de l'électrode passe par zéro, il exis- te un courant entre la pièce d'ouvrage et l'autre conducteur de l'électrode qui maintient l' arc.
Ainsi, bien que le courant résultant à la pièce d'ouvrage soit m courant alternatif monophasé avec des valeurs instantanées nulles, il existe néanmoins, à l'instant de l'inversion de sans du courant, un courant passant entre les bouts des électrodes des diverses phases, qui tend à maintenir le tra- jet de l'arc à la pièce d'ouvrage, à un état eanducteur.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la nature et les avantages de l'invention.
Les Fig. 1 à 4 sont des schémas de connexions de circuits d'instal- lation pour la métallurgie électrique, conformément à l'invention.
La Fig.5 représente, en perspective, une électrode et un support conforme à l'invention.
La Fig.6 est une vue de détail relative à une variante.
Dans sa réalisation la plus simple, le système proposé comprend une résistance et une réactance inductive connectées aux deux conducteurs d'uns électrode et au circuit d'alimentation (Fig.l). Sur cette figure, 1 et 2 dési- gnent les parties composantes de l'électrode formées de deux conducteurs qui
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sont isolés l'un de l'autre sur toute leur longueur. Ces conducteurs sont con- nectés, par une self 3 et une résistance 4, à une borne ou extrémité du secon- daire 5 d'un transformateur 6. L'autre borne du secondaire 5 est connectée, par un conducteur 7, à la pièce d'ouvrage 8.
Le transformateur 6 est alimenté par une source convenable de cou- rant alternatif qui n'est pas représentée. Bien entendu, le transformateur 6 peut être supprimé et les connexions peuvent être établies directement avec une source convenable quelconque.
La résistance 3 et la self 4 peuvent être établies de manière ré- glable, soit l'une ou l'autre, soit toutes les deux, en vue de faire varier leur effet sur le courant de soudure et de régler ou contrôler le déphasage existant entre les courants fournis aux deux conducteurs de l'électrode.
Dans certaines conditions, il peut être désirable d'utiliser, dans le circuit de soudure, une bobine d'équilibrage; une telle disposition est re- présentée sur la Fig.2. Une borne du secondaire 5 du transformateur 6 est con- nectée au point médian d'une bobine d'équilibrage 9. Les autres bornes de cet- te bobine sont connectées par l'intermédiaire d'une self 3 et d'une résistance 4, aux conducteurs 1 et 2 de 1'électrode de soudure. Cette bobine d'équilibrage sert à faciliter l'établissement de l'arc et à fournir des courants approxima- tivement égaux dans les circuits dérivés comprenant respectivement la self 3 et la résistance 4.
Les Fig.3 et 4 se rapportant à deux autres variantes destinées à procurer les marnes avantages* Dans le montage de la Fig.3, les conducteurs 1 et 2 de l'élec- trode sont connectées aux bornes du secondaire 5 du transformateur 6, respec- tivement, par une self 3 et une résistance 4, et la pièce d'ouvrage 8 est con- nectée au point médian du secondaire 5 du transformateur*
Dans le montage représenté sur la Fig.4, les conducteurs 1 et 2 sont connectés, par la self 3 et la résistance 4, respectivement à une extré- mité et à un point intermédiaire-du secondaire 5 du transformateur 6, tandis que la pièce d'ouvrage 8 est connectée à l'autre extrémité du secondaire 5.
La Fig.5 représente une électrode et un support d'électrode éta- blis pour la réalisation de l'invention* L'électrode 10 comprend un noyau ou portion intérieure 11, et une portion extérieure ou sheath 12, qui est isolée,
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par rapport au noyau, au moyen d'un agent convenable 13, qui peut éventuelle- ment être constitue par un fondant.
Comne on le voit sur la Fig.5, le sheath est ouvert an un point intermédiaire de sa longueur, et l'isolement est retiré de la partie intérieu- re, de sorte qu'un contact conducteur peut être établi avec le noyau et la sheath de l'électrode, au moyen de pièces 14 et 15 d'un support d'électrode 16.
Ces pièces 14 et 15 sont isolées l'une de l'antre au moyen d'un tampon ou manchon 17 qui est monté, ainsi que ces pièces, dans un support 18 constituant une poignée convenable pour ce dispositif.
Les pièces 14 et 15 sont munies de bornes pour connecter les con- ducteurs de l'électrode au circuit de soudure, conformément à l'un des monta- ges qui ont été décrits plus haut. La pièce 15 est constituée par un tuyau ou tube, dont la portion terminals est ooupée diagonalement, et munie d'encoches le long de sa section diagonale, tandis que la pièce 14,est constituée par une tige disposée contraignent à l'intérieur de la pièce 15. L'électrode est main- tenue par une action de coin, dans une des encoches ou rainures de la pièce 15, par la pièce 14. L'invention n'est aucunement limitée à une construction parti- culière de support d'électrode.
La Fig.6 est une vue de détail relative à une variante de l'élec- trode : Dans ce cas, l'électrode est constituée par deux bandes rectangulaires en matière de soudure convenable, 19 et 20, séparées par une matière isolante appropriée 21 qui peut en morne tanps servir de liant pour maintenir ensemble les bandes 19 et 20. Cettematière peut aussi être un fondant, ainsi qu'il a déjà été dit plus haut en regard de la Fige 5.
Les connexions particulières du système d'alimentation d'électro- des ne présentent pas une importance primordiale; le point essentiel réside dans le fait que les courants fournis aux conducteurs de l'électrode soient déphasés l'un par rapport à l'autre. L'invention peut être réalisée en appli- quant un courant à haute fréquence à une électrode, telle que celle qui est représentée sur la Fig.5, et dans ce cas, en raison de l'effet de contact (skin), la différence de phase désirée entre les arcs maintenus par l'électro- de est automatiquement produite.
Avec le système qui vient d'être décrit, la pièce d'ouvrage fanc-
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tionne comme électrode par rapport à chacun des courants traversant les con- ducteurs de l'électrode de soudure. Les courants fournis à l'électrode de sou- dure peuvent être plus ou moins déphasés l'un par rapport à l'autre* Le pour- centage de la chaleur total qui est augmenté au bout de l'électrode est d'au- tant plus grand., et le pourcentage de la chaleur totale qui est engendré dans la pièce, est d'autant plus petit, que le déphasage entre les courants est grand.
Grâce au système perfectionné objet de l'invention, la répartition de la chaleur peut être réglée par un réglage ou un ajustage convenable des constantes des circuits, de manière à fournir un déphasage plus ou moins grand entre les courants fournis aux conducteurs constituant l'électrode de soudure.
Si le déphasage est grand, une quantité considérable de chaleur est engendrée au bout de l'électrode de soudure. Une telle disposition est utile et avantageuse pour souder des plaques minces. Au contraire, si la plus grande partie de la chaleur doit être engendrée dans la pièce d'ouvrage, il convient de diminuer le déphasage.
L'invention peut être appliquée à la soudure à l'arc au carbone, ainsi qu'à la soudure à l'arc métallique, et on peut utiliser une électrode ne se consomment pas, par exemple, une électrode en tungstène*
Bien qu'on ait représenté et décrit l'utilisation d'une self et d'une résistance pour ajuster les constantes électriques des circuits alimen- ' tant l'électrode de soudure, et fournir ainsi le déphasage désiré, on conçoit qu'on pourrait utiliser une capacité au lieu d'une self ou d'une résistance, pour obtenir les effets désirés, savoir de fournir aux circuits des constantes électriques différentes.
D'une manière générale, il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.