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PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES DE SOUDURE A L'ARC.
EMI1.1
NOTAMMENT AUXMAQmNES¯AUT#M.TIQUES DE CE TYPE.
La présenta invention vise des perfectionnements aux machines de soudure à l'arce notamment aux machines automatiques de ce type, et elle concerne plus particulièrement un système de contrôle perfectionné pour les machines de soudure à l'arc automatique
Dans les machines de soudure à l'arc automatique, des moyens sont généralement prévus pour établir un arc entre la pièce à souder et uneélec- trode qui, au fur et à mesure qu'elle est consumée dans l'arc, est automa- tiquement amenée ou dévidée vers la pièce à souder, pour maintenir l'arc'
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On a déjà proposé divers systèmes de contrôle pour commander et régler les organes d'alimentation, en vue d'établir et de 'maintenir l'arc, et pour contrbler le circuit de soudure,
ainsi que le déplacement de la pièce à souder par rapport.à l'électrode, pendant l'opération de soudure-
Ceci posé, la caractéristique essentielle de l'invention consiste en un système perfectionné qui fonctionne de manière à arrêter le mécanisme d'amenée de l'électrode, à un instant précédant d'une durée déterminée à l'a- vance, la coupure du circuit de soudure.
Suivant une autre particularité, l'invention porte sur un système pour arrêter le mouvement relatif transversal entre l'électrode et la pièce à souder, soit au moment où se produit l'arrêt de l'amenée de l'électrode, soit lors de l'ouverture du circuit de soudure, suivant la nature de la pièce qu'ils'agit de souder.
Lorsque l'opération de soudure est contrôlée de la manière qui vient d'être indiquée, on peut obtenir certains résultats désirables* Par exemple, lorsque le système est réglé ou ajusté pour arrêter l'amenée de l'électrode et le mouvement transversal de la pièce par rapport à l'électrode, à un ins- tant précédant, d'une durée détemeniée à l'avance, l'instant de l'ouverture du circuit de soudure, dans ce cas, le cratère formé à la fin ou à l'extré- mité de la couture ou de la soudure, pendant l'opération de soudure, est rem- pli, et l'électrode, dont le bout est fondu sans 'être remplacé, se trouve écartée de la pièce à une certaine distance, grâce à quoi il est plus facile de retirer la pièce terminée, et d'insérer une nouvelle pièce dans la machine.
Dans l'autre réalisation, c'est-à-dire lorsque le déplacement de la pièce d'ouvrage par rapport à l'électrode est interrompu à l'instant même où 'se produit la coupure du circuit de soudure, dans ce cas, la perle ou la mas- se de métal déposée est diminuée progressivement, de manière qu'une couture peut être disposée, soit sur une autre couture, soit sur la première couture elle-même, sans augmenter sensiblement l'épaisseur de la perle ou de la cou- ture à la place précise où se produisent les dépôts à recouvrement.
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'inven- tion.
La figure unique de ce dessin représente le schéma des connexions
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d'une machine de soudure automatique, conforme à l'invention, dans laquelle un moteur électrique est prévu et agencé pour déplacer la pièce d'ouvarge transversalement par rapport à l'électrode de soudure, et dans laquelle un autre moteur électrique est prévu et agencé pour actionner, par l'intermé- diaire d'un mécanisme de transmission convenablement contrôlé, l'électrode de soudure, En vue d'établir l'arc de soudure et d'amener l'électrode vers la pièce d'ouvrage à une vitesse variant en fonction des variations de la tension de l'arc-
L'électrode 1 est amenée ou dévidée vers la pièce d'ouvrage 2, et em est éloignée, au moyen d'un moteur à vitesse constante 3,
et la vitesse d'alimentation de l'électrode est contrôlée par un mécanisme de réglage 4 in- terposé entre le dispositif ou moteur d'entraînement à vitesse constante 3 et les rouleaux ou gaiets 5ù pour l'amenée progressive de l'électrode*
Le mécanisme de réglage 4 comprend un organe entraîné 6 et deux or- ganes d'entraînement7 et 8.
Les organes d'entraînement 7 et 8 sont mis en rotation dans le même sans par le moteur 3, et sont disposés, par rapport à l'organe entraîné, de telle façon que, lorsqu'ils sont engagés avec celui-ci, l'un d'eux entraîne l'organe 6 dans un sans,'et l'autre l'entraîne dans le sens inverse*
L'organe entraîné 6, est relié, par l'intermédiaire d'un arbre 9, d'un mécanisme réducteur de vitesse convenable représenté par les roues den- tées 10 et 11, et d'un arbre 12, aux galets d'alimentation 5, et suivant le sens de rotation qui lui est imprimé, il fait tourner les galets d'alimenta- tion, soit dans un sens, soit dans l'autre, en vue de rapprocher ou d'éloigner l'électrode de la pièce d'ouvrage 2, respectivement*
Les organes d'entraînement 7 et 8 sont montés sur un arbre 13, sur lequel sont aussi montés des noyaux d'électro 14 et 15.
Ces noyaux sont con- trôlés par des bobines 16 et 17, et suivant que c'est l'une ou l'autre de ces bobines qui est excitée, c'est l'organe7 ou 8 qui est amené à engager l'orga- ne 6, par suite d'un déplacement latéral de l'ensemble comprenant l'arbre 13, les éléments 7 et 8, et les noyaux 14 et 15.
En vue de permettre l'exécution de ce mouvement, un accouplement ré- glable 19, ou son équivalent, est prévu ou interposé entre l'arbre 13 et le moteur 3; suivant une variante, les organes 7 et 8 peuvent être fixés sur les
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noyaux 14 et 15, qui dans ce cas sont clavetés sur l'arbre 13 et sont nor- malement maintenus hors d'engagement'par rapport à l'organe 6, au moyen de pièces élastiques dont la force est surmontée lorsque l'une des bobines 16 ou 17 est excitée*
Les surfaces d'engagement ou de contact des orgames 6, 7 et 8 peuvent être polies ou rugueuses* De préférence, on utilise des surfaces polies qui sont maintenues en engagement ferme l'uneavec l'autre par une attraction magnétique obtenue en fermant le trajet de flux d'une des bobines 16 ou 17,
à travers ces organes-
Le moteur d'alimentation 3 est connecté à une source d'énergie 20- 21. par l'intermédiaire d'un disjoncteur 22 contrôlé par une bobine 23. L'ex- citation de la bobine 23 est elle-même contrôlée par un bouton de démarrage 24 et un bouton d'arrêt 25-
Le disjoncteur 22 est muni de pièces de contact 26 et 27 qui con- traient des circuits comprenant des contacts 28 et 29- Le systèmes, de montage est tel que, lorsque le disjoncteur 22 est fermé, les contacts 26 et 27 fer- ment des circuits à travers les contacts 28 et 29, et que, lorsque le disjon- eteur 22 est ouvert, ces circuits sont ouverts, aux contacts 28 et 29.
Des moyens représentés sous tonne d'un interrupteur 30, sont prévus pour surmonter ou contrarier l'effet de la pièce de contact 27 dans le cir- cuit comprenant les contacts 29. Cet interrupteur 30 est agencé pour court- circuiter les contacts 29, de façon à éliminer ou supprimer ainsi le contrôle de la pièce de contact 27 sur le circuit comprenant les contacts 29-
Le disjoncteur 22 contrôle l'excitation d'un relais 31 qui comporte une caractéristique d'ouverture à effet différé* Conne représenté, ce relais est muni d'un dash-pot 32, pour fournir le retard ou le délai désiré au cours de l'ouverture, ce système n'étant indiqué qu'à titre d'exemple*
Le relais 31 contrôle l'excitation d'un circuit comprenant les bo- bines 16 et 17 du mécanisme de réglage 4,
ce circuit contenant aussi une résistance 33, un élément de contact 34 d'un voltmètre à contacts 35, et des contacts 36 et 37.
La bobine de commande du voltmètre à contacts 35 est reliée en dérivation sur l'électrode 1 et la pièce d'ouvrage 2, par un circuit compre- nant une résistance fixe 38, qui peut être omise ou supprimée, et une résis-
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tance variable 39.
Le voltmètre 35 étant ainsi connecté, est susceptible d'être in- fluencé par des variations dans la tension de l'arc de soudure maintenu entre l'électrode 1 et la pièce d'ouvrage 2, et il fonctionne pour fermer ou com- plèter le circuit passant par les bobines 16 et 17 du mécanisme de réglage 4, en vue d'établir l'arc de soudure, et d'amener l'électrode vers la pièce d' ouvrage, à une vitesse variant en fonction des variations de la tension de l'arc, pour maintenir la longueur de l'arc approximativement constante, à une valeur dépendant du réglage ou de l'ajustage de la résistance variable 39.
Le relais 31 contrôle aussi l'excitation d'un contacteur électro- magnétique 40 destinera commander ou contrôler le circuit de soudure représenté en traita forts sur le dessin.
Des moyens comprenant un moteur de déplacement 41, sont prévus pour imprimer à la pièce d'ouvrage 2 un mouvement transversal par rapport à l'élec- trode 1. L'excitation de ce moteur 41 est contrôlée par des relais 42 et 43, ainsi que par le disjoncteur 22 et l'interrupteur 30. Le disjoncteur 22 exerce une action de contrôle par l'intermédiaire dé la pièce de contact 27 qui est agencée pour contrôler le circuit du moteur de déplacement 41, aux contacts 29.
Le relais 42 est constitué par un relais série monté ou inséré dans le circuit de soudure, et lorsqu'il est excité, sa pièce de contact 44 ferme le circuit du relais 43 par des contacts 45 qui, lorsque ce circuit est fermé, sont connectés en dérivation sur l'arc établi et maintenu entre l'électrode 1 et la pièce 2. Le relais 43 contrôle, au moyen de sa pièce de contact 46, l'ex- citation du moteur de déplacement 41, dont le circuit comprend des contacts 47.
Dans diverses conditions d'usage, il est nécessaire de modifier la vitesse d'amenée ou de dévidage de l'électrode, ainsi que la vitesse de dépla- cement de la pièce d'ouvrage par rapport à l'électrode, et ces résultats peu- vent être obtenus de diverses manières.
Sur le dessin, on a représenté des résistances de contrôle qui sont insérées dans les inducteurs des moteurs 3 et 41, et qui peuvent être utilisées pour contrôler ou régler l'intensité du champ des moteurs respectifs, et en conséquence, les vitesses de ces moteurs.
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Gr&ce aux explications préliminaires qui viennent -d'être données, le système peut être plus,facilement compris au moyen des indications sui- vantes relatives à son fonctionnement, en supposant que les divers appareils de coupure et de commutation occupent primitivement leurs positions de désex- citation, comme représenté sur le dessin-
Pour mettre en train la machine de soudure, l'opérateur forme le bouton de démarrage 24, et cela complète un circuit passant par : le conduc- teur d'alimentation 20, les conducteurs 48, 49 et 50, la bobine 23 du disjonc- teur 22, le conducteur 51, le bouton de démarrage 24 et le bouton d'arrêt 25, les conducteurs 52 et 53, et l'autre conducteur d'alimentation 21-
Dans ces conditions, la bobine 23 est excitée, et elle femme le disjoncteur 22;
en même temps, celui-ci complète des circuits comprenant les contacts 28 et 29, au moyen des pièces de contact 26 et 27 qui sont actionnées en même temps que le disjoncteur 22.
La fermeture du circuit à travers les contacts 28 complète le cir- cuit précédemment décrit, à travers la bobine 23 montée en dérivation par rap- port au bouton de démarrage 24, de sorte que ce bouton peut alors 'être libéré sans désexciter la bobine 23, et le disjoncteur 22 est ainsi maintenu dans sa position de fermeture;
La fermeture du disjoncteur 22 ferme un circuit traversant le mo- teur d'alimentation ou de dévidage 3, et passant par: le conducteur 20, les conducteurs 48, 54 et 55, les contacts du disjoncteur 22, les conducteurs 56, 52 et 53, et l'autre conducteur d'alimentation ?.le
La fermeture de ce disjoncteur 22 ferme aussi le circuit de la bobine de commande du relais 31;
passant par :le conducteur d'alimentation 20, les conducteurs 48,49 et 50, la bobine du relais 31, le conducteur 57, les contacts du disjoncteur 22, les conducteurs 56, 52 et 53, et l'autre conduce teur d'alimentation 21-
Les contacts du relais 31 se farment à peu près au même instant 'que le disjoncteur 22, et ils ferment un circuit passant par : le conducteur d'alimentation 2Q, les conducteurs 48, 54 et 58, la bobine 17 ou la bobine 16, le contact 36 ou le contact 37, la pièce de contact 34¯du voltmètre à contacts 35, la résistance 33, le conducteur 59, les contacts du relais 31, les conduc- teurs 52 et 53; et l'autre conducteur d'alimentation 21.
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La fermeture du relais 31 a aussi pour effet de fermer le circuit du conducteur 40 qui contrôle le circuit de soudure branché sur les conducteurs d'alimentation 20 et 21, et passant par les conducteurs 48 et 49, la bobine de commande du contacteur 40, les conducteurs 60 et 59, les contacts du relais
31, et les conducteurs 52 et 53-
La fermeture du contacteur 40 ferme le circuit de soudure branché sur les conducteurs 20 et 21 et allant à l'électrode 1 et à la pièce d'ouvrage 2, par : les conducteurs 48 et 61, la pièce d'ouvrage 2, l'électrode-1, la tuyère 62, le conducteur 63, la bobine du relais 42, les contacts du contacteur 40, le conducteur 64, et la résistance de réglage ou de stabilisation 65.
La tension de ligne ainsi appliquée à travers l'électrode 1 et la pièce d'ouvrage 2, actionne le voltmètre à contacts 35, en vue de fermer un circuit traversant les contacts 37 et la bobine 16, et agissant sur le mécanis- me de réglage 4, en vue d'amener l'électrode en engagement avec la pièce-
Aussitôt aprèsy la bobine du voltmètre 35 est courtecircuitée, et le .ressort coopérant avec le voltmètre agit sur la pièce de contact mobile 34, pour l'amener contre le contact 36 et fermer un circuit traversant la bobine 17;
dans ces conditions, le mécanisme de réglage 4 retire l'électrode de la pièce d'ouvrage et établit l'arc-
Lorsque l'arc atteint une longueur et une tension déterminées, le voltmètre 35 ferme de nouveau un circuit traversant le contact 37 et la bobine 16, pour amener l'électrode vers la pièce- Ensuite, la pièce de contact 34 du voltmètre se met à vibrer entre les contacts 36 et 37, pour contrôler le méca- nisme de réglage 4, de manière à amener ou dévider l'électrode à une vitesse convenable pour maintenir constante la longueur de l'arc.
La vitesse du moteur de l'électrode est constante, ainsi qu'il a été déjà dit, mais elle est supérieure à la valeur qui est nécessaire pour amener l'électrode à une vitesse approximetivement égale à celle de la consommation normale de l'électrode dans l'arc.
Pour cette raison, le voltmètre à contacts 35 se trouve en fonction- nement continu, de sorte que les éléments 7 et 8 ont une action constante d'en- gagement et de dégagement par rapport à l'organe entraîné 6, et on obtient ainsi la vitesse désirée pour l'alimentation ou l'amenée de l'électrode-
Lorsque le courant de soudure passe dans le circuit de soudure, le n
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relais 42 est excité, et en se fermant, il complète un circuit traversant le relais 43, au moyen de sa pièce de contact 44 et des contacts 45:
Le.relaie 43 est ainsi branché en dérivation sur l'arc de soudure, . et lorsque la tension de l'arc atteint une valeur déterminée à l'avance, il fonctionne pour fermer un circuit pour le moteur de déplacement 41, à travers les contacts 47 et sa pièce de contact 46.
Dans ces conditions, lorsque l'arc a été établi, le moteur de dé- placement 41 est connecté à la source d'alimentation, à travers les conduc- teurs 48 et 66, les contacts 29, et la pièce de contact 27, le conducteur 67, les contacts 47 et la pièce de contact 46 du relais 43, et le conducteur 68.
A partir de ce moment, le moteur de déplacement 41 agit sur la pièce d'ou- vrage, pour la déplacer par rapport à l'électrode, pondant l'opération de sou dure-.
Si,, pour une raison quelconque,.l'arc de soudure était supprimé ou raccourci, du fait que l'électrode viendrait en contact avec la pièce d'ou- vrage, les relais 42 et 43 interviendraient en vue de désexciter le moteur de déplacement 41, en ouvrant son circuit, aux contacts 47.
De manière analogue, si l'opération de soudure est interrompue ou arrôtée en actionnant le bouton d'arrêt 25, la bobine 23 du disjoncteur 22 est désexcitée, ce disjoncteur est ainsi ouvert, et alors le circuit du mo- teur de déplacement 41 est coupé aux contacte 29, qui sont fermés par la piè- ce de contact 27, lorsque le disjoncteur 22 est fermé-
Pour arrêter l'opération de soudure, l'opérateur presse le bouton- poussoir 25 qui coupe le circuit de la bobine 25 du disjoncteur 22, et fait ainsi ouvrir ce dernier. Lorsque le disjoncteur 22 s'ouvre, le moteur d'ali- mentation 3 est désexcite, et il en est de même pour le relais temporisé 31.
Si l'interrupteur 30 occupe la position représentée, le circuit du moteur de déplacement 41 est aussi coupé par l'ouverture du circuit, aux oontacts 29. Ainsi, le moteur d'alimentation 3 et le moteur de déplacement 41 s'arrêtent simultanément.,
Mais le circuit de soudure n'est pas déconnecté des lignes d'ali- mentation 20 et 21, au même instant, en raison des caractéristiques de tempo- risation du relais 31.
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C'est seulement quelques secondes plus tard, que le relais 31 s'ou- vre et désexcite ainsi le contacteur 40, ce qui a pour effet d'ouvrir le cir- cuit de soudure*
Ainsi, lorsque l'interrupteur 30 occupe la position représentée, et qu'on actionne le bouton d'arrêt 25, l'amenée de l'électrode 1 et le dépla- cement de la pièce d'ouvrage 2 par rapport à l'électrode, sont arrêtés à un instant précédant d'un intervalle de temps déterminé à l'avance, l'ouverture du circuit de soudure*
Mais si l'interrupteur 30 est formé, en retirant ainsi le contrôle de la pièce de contact 27, sur le circuit du moteur de déplacement 41 compre- nant les contacts 29, dans ce cas, le moteur de déplacement n'est arrêté qu' au moment où le contacteur 40 ouvre le circuit de soudure, et à ce moment,
le relais 42 est déclenché-
Lorsque le relais 42 est ainsi déclenché, la bobine 43 est désex- citée et la pièce de contact 46 de ce relais ouvre le circuit du moteur de déplacement 41, aux contacts 47.
On voit ainsi que, lorsque l'interrupteur 30 occupe la position de fermeture, le moteur d'amenée 3, et en conséquence, l'amenée ou le dévi- dage de l'électrode 1, sont arrêtés à un instant précédant d'une durée déter- minée à l'avance l'ouverture du circuit de soudure, ainsi que la désexcitation du moteur de déplacement 41.
Diverses modifications peuvent être apportées au système qui vient d'être décrit-
Par exemple, dans le système représenté, le circuit d'excitation des bobines 16 et 17 peut être fermé ou complété à travers les contacts du disjoncteur 22, au lieu de ceux du relais 31, qui, dans ce cas, sert seulement à contrôler le contacteur 40.
Suivant une autre'variante, on peut utiliser une génératrice comne source de courant de soudure et connecter les circuits de contrôle à travers des balais à potentiel constant.
D'une manière générale, il est bien entendu que les dispositions et les applicatbns 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 .