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Poste de soudure.
La présente invention est relative aux postes de soudure comportant un ou plusieurs tubes redresseurs ser- vant à redresser le courant de soudure. Les tubes redresseurs de ces dispositifs connus en eux-mémes, sont raccordés à l'en- roulement secondaire d'un transformateur qui réduit la ten- sion du secteur à la tension relativement faible qui est re- quise pour la soudure. Grâce à l'absence de pièces tournan- tes, un poste de soudure à courant continu de ce genre est d'une manoeuvre facile et d'un prix d'achat modéré. Les avan- otages qu'il présente à ces points de vue, sont particulière-
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ment appréciables dans la soudure de pièces de faibles dimen- sions, par exemple de plaques relativement minces.
Toutefois, les tubes redresseurs n'ont qu'une faible capacité de sur- charge, de sorte qu'il n'est pas possible d'utiliser le mê- me dispositif aussi pour des courants de plus forte inten- sité. Dans ce cas il serait nécessaire d'utiliser un modèle plus grand, ce qui donnerait lieu, toutefois, non seulement à une augmentation du prix d'achat mais aussi à une réduction du rendement pour une charge faible.
L'invention a pour objet un poste de soudure à tubes redresseurs dans lequel cet inconvénient est suppri- mé.
On a déjà proposé de munir les postes de soudu- re monophasés d'un commutateur permettant de souder à volonté à l'aide de courant alternatif ou de courant conti- nu. L'invention vise à rendre les postes de soudure polypha- sés commutables de telle façon que la soudure puisse être effectuée aussi bien à l'aide de courant continu que de courant alternatif, et cela d'une manière efficace et économique quant à la charge du transformateur.
Conformément à l'invention, le transformateur est composé de plusieurs parties monophasées et il est prévu un dispositif commutateur permettant de connecter en parallèle aussi bien les enroulements primaires que les enroulement secondaires ou des parties de ces enroulements, le transformateur étant connecté de manière à constituer un transformateur monophasé et le courant de soudure étant dérivé directement des enroulements secondaires.
On obtient un montage très simple et économique au point de vue de l'emploi de la matière, en composant le transformateur de deux parties monophasées et en connectant .
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les enroulements de telle façon que pour la soudure à cou- rant continu, du courant triphasé soit transformé en cou- rant tétraphasé symétrique (montage de Scott). Il est en général avantageux de prévoir un ou plusieurs enroulements additionnels qui par suite de la commutation sont connectés en série avec un des autres enroulements du transformateur.
Le poste de soudure conforme à l'invention, est universel : pour souder des pièces de dimensions relative- ment faibles, le courant de soudure est fourni par l'inter- médiaire des tubes redresseurs de sorte que l'on met à pro- fit les propriétés favorables du courant continu. Pour la soudure de pièces plus grandes, le courant de soudure est dérivé directement du transformateur.
Ce dernier peut être surchargé sans aucun inconvénient, plus particulièrement dans le cas d'un fonctionnement intermittent; de plus, un cer- tain nombre d'enroulements sont connectés en parallèle de sorte que la soudure peut être effectuée à l'aide de courants ayant une intensité relativement élevée. Or, précisément, les pièces de dimensions relativement grandes se prêtent sou- vent très bien à être soudées à l'aide de courant alterna- tif. Un avantage supplémentaire réside en ce que, dans le cas où on emploie le courant alternatif, les tubes ne sont pas en service et, par conséquent, doivent 'être remplacés moins fréquemment par d'autres.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation.
Sur la fig.l, 1 et 2 désignent deux tubes redres- seurs biphasés dont les anodes peuvent être raccordées à un transformateur 3 à l'aide duquel la tension triphasée du
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secteur peut être transformée en une tension tétraphasée.
Le secteur est raccordé aux bornes U, V et W. Le transfor- mateur est composé de deux transformateurs monophasés qui comportent une culasse commune et dont les enroulements primaire et secondaire sont placés sur différentes parties des circuits magnétiques pour augmenter ainsi la dispersion.
Dans le même but des shunts magnétiques (non représentés) montés, de préférence, en position réglable, peuvent encore être interposés entre les enroulements primaires et secon- daires. Les enroulements primaires S, Si et S2 sont connectés d'après le système de Scott.
Lorsque les commutateurs 4 et 5, qui comportent-plu- sieurs bras, occupent la position représentée, le poste . est en état pour la soudure à courant continu. L'électrode de soudure 7 est reliée aux dérivations médianes des enroule- ments secondaires S6 et S7 et la pièce à travailler 8 est raccordée aux dérivations médianes des enroulements secondai- res du transformateur alimentant les cathodes, ou inversement.
Les enroulements mentionnés en dernier lieu, peuvent aussi être prévus sur le transformateur 3.
Pour souder à l'aide de courant alternatif, on place les commutateurs dans leur seconde position. Il ressort de la figure 1 que dans ce cas les enroulements S1 et S2 sont raccordés au secteur en parallèle avec la liaison en série de l'enroulement S avec un enroulement Si. Ce dernier compor- te un nombre de tours tel que des tensions égales soient induites dans les deux branches parallèles. Les enroulements secondaires sont connectés en parallèle.
On a trouvé qu e dans la soudure à l'aide de courant alternatif dans différents buts la perte de tension du trans-
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formateur est trop grande. Dans le montage représenté on a remédié à cet inconvénient en connectant en série avec les enroulements secondaires des enroulements S8 et S9 prévus sur le noyau des enroulements primaires auxquels ils sont, par conséquent, accouplés étroitement. De plus, seulement les deux moitiés de droite des enroulements secondaires sont alors en service lors de la soudure à courant alternatif.
De préférence, les commutateurs 4 et 5 sont accouplés mécani- quement entre eux et avec l'interrupteur du courant de chauffage. Ceci n'est pas représenté sur le dessin pour ne pas l'embrouiller.
L'installation représentée sur la figure 2, com- prend un transformateur qui présente des avantages particu- liers. Le transformateur, qui se prête à être raccordé à un réseau à courant triphasé, est composé, comme celui de la 'figure 1, de deux transformateurs monophasés qui peuvent être connectés suivant le système de Scott et avec les- quels on obtient du côté secondaire une tension tétraphasée.
L'enroulement primaire est divisé en cinq bobinages Si, S2, S3, 84 et S5 de sorte que le transformateur convient pour deux tensions différentes du secteur.
Les enroulements S1 et S2 constituent l'enroulement primaire du premier et les enroulements S3, S4 et S5 celui du second transformateur monpphasé. Du côté secondaire, le système de couplage est sensiblement analogue à celui de la figure 1.
Pour la soudure % courant continu, les commutateurs
4 et 5 occupent la position représentée, le transformateur étant alors agencé pour être raccordé à un réseau à cou- rant triphasé. Les plots de contact du commutateur 4 sont
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reliés à un tableau 6 comportant plusieurs bornes U, V, W, X, Y, Z. Le réseau à courant triphasé est raccordé aux bornes U, V, W. Le transformateur convient pour deux tensions différentes du secteur. Pour la tension élevée les enroulements sont couplés en étoile et pour la tension basse en triangle. La connexion entre les bornes U, V, W d'une part et les bornes X,Y, Z d'autre part dépend de la tension de secteur disponible.
La commutation a pour résultat que les enroulements S1, S3 et S4 sont connectés en série, comme le montre le dessin, les enroulements S2 et S5 étant également montés en série. Ces deux combinaisons sont connectées en parallèle et raccordées à l'une des phases de la tension du secteur, le transformateur fonctionnant, par conséquent, comme transfor- nateur monophasé. Dans ces conditions, les tensions exis- tant aux bornes des enroulements S6 et S7, tensions 'lui, dans le premier cas, étaient déphasées de 90 , sont en phase. Du fait que les nombres des tours des enroulements primaires des deux parties du transformateur sont égaux, les tensions existant aux bornes des bobinages S6 et S7 sont aussi égales, de sorte que ces derniers peuvent être connectés en parallèle, ce qui est effectué à l'aide du commutateur 5.
La pièce à souder est raccordée dans ce cas à la liaison en parallèle des deux enroulements secondaires. Le montage décrit ci-dessus offre l'avantage que dans la soudure à cou- rant alternatif le cuivre du transformateur est utilisé d'une façon aussi économique que possible puisque tous les enroulements sont en service. Toutefois, du fait que la tension alternative secondaire n'est pas complètement égale à celle utilisée dans le premier cas, on munit les enroulements, de préférence, de dérivations comme le montrent les figures -
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3 et 4. Les chiffres placés à côté des enroulements indi- quent les tensions induites dans ces derniers. Dans la sou- dure à courant alternatif il n'y a. par conséquent en ser- vice que des parties des enroulements S et S5.
Les figures 3, 4, 5 et 6 qui représentent diffé- rents modes de couplage des enroulements primaires, repré- sentent, en outre, des enroulements S10 et S11 qui servent à rendre l'installation apte à être raccordée à deux ten- sions de secteur différentes, aussi pour la soudure à courant alternatif.
La figure 3 représente le système de couplage con- venant pour la tension relativement élevée du secteur, par exemple 380 Volts et la figure 4 celui pour la tension re- lativement faible du secteur, 220 Volts, tous les deux pour la soudure à courant continu. Les figures 5 et 6 re- présentent l'état des systèmes de couplage après la commu- tation, les enroulements 810 et S11 étant incorporés dans ce cas au montage.
Il est évident que les commutateurs 3 et 4 peu- vent être remplacés par d'autres organes de commutation, par exemple par des boutons à fiches ou des bornes. Du côté primaire où l'intensité des courants est le plus faible, on utilise, de préférence, des boutons à fiches et du côté secondaire des bornes.
Une variante est représentée sur la figure . 7 qui montre deux transformateurs monophasés A et B qui, comme dans l'exemple précédent, peuvent être réunis en un seul transformateur. Le transformateur est agencé, de préférence, à la manière d'un transformateur à dispersion dont les enroulements primaires et secondaires sont séparés l'un de l'autre au moyen de pièces magnétiques montées en posi-
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tion réglable. Pour la soudure à l'aide de courant redressé les enroulements primaires sont connectés suivant le système de Scott. L'enroulement primaire du transformateur A compor- te à cet effet une dérivation médiane reliée à la borne M, les extrémités étant reliées aux bornes U' et M'.
Symétri- quement par rapport au point-milieu , on a, prévu, en outre, des dérivations reliées aux bornes U", et W" et servant à raccorder le transformateur à une autre tension du secteur.
Le transformateur B comporte deux enroulements primaires 12 et 13 dont le second ne fonctionne pas pour la soudure à courant continu. Le rapport entre le nombre de tours de l'enroulement,12 et celui de l'autre enroulement primaire 11 est de 1 : #3. Le nombre de tours de l'enroulement 13 est égal à la différence existant entre les nombres de tours des enroulements 11 et 12. Les extrémités des enroulements 12 et 13 sont raccordées aux bornes Y, V', T'et b. Les enroulements 11 et 12 comportent également des dérivations convenables reliées aux bornes V" et T" et permettant de rac- corder l'installation à une autre tension du secteur.
Le couplage de l'enroulement primaire ressort de la figure 8 sur laquelle L1, L2 et L3 désignent les bornes de raccordement d'un réseau à courant triphasé. Un tableau 37 comporte les bornes de raccordement des enroulements primaires qui, selon la tension du secteur, peuvent être reliées entre elles de deux manières différentes. Lorsque le commutateur inférieur occupe la position indiquée en pointillés, l'installation est en état d'étre raccordée à la tension élevée du secteur, par exemple 380 Volts. Lorsque ce commutateur est relié aux bornes de la rangée inférieure, 7.'installation est en état pour la tension relativement basse du secteur, par exemple 220 Volts.
L'installation comporte, en outre, un dispositif de
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commutation comportant trois commutateurs rotatifs en L 37, 38 et 39 qui sont accouplés entre eux. Il y a trois grou- pes de quatre contacts et quatre positions des commutateurs, dont deux positions zéro. Les contacts et les bornes sont désignés par les références des bornes auxquelles ils sont reliés. Dans la position représentée des commutateurs, les enroulements primaires sont connectés suivant le sys- tème de Scott et, comme il est aisé de le voir, l'installation convient alors pour transformer un courant triphasé en un cou- rant tétraphasé.
Le transformateur A comporte des enroulements secon- daires 14, 15, 16, 17, 18 et 19. Les bobinages 14 et 15 sont à considérer comme les enroulements principaux et, de préfé- rence, ils sont séparés de l'enroulement primaire au moyen de shunts magnétiques non représentés. En série avec ces bobinages sont montés, respectivement, les bobinages 16 et 17 prévus sur la partie du noyau où se trouve aussi l'en- roulement primaire et dans lesquels est induite, par consé- quent, une tension sensiblement constante. Ils servent à augmenter dans la soudure à courant alternatif l'intensité maximum du courant à débiter par le transformateur. Dans la soudure à courant continu ces bobinages ne sont pas en ser- vice.
Les bobinages 18 et 19 servent à fournir le cou- rant de chauffage et peuvent ne comporter chacun qu'un seul tour. Ils sont prévus également sur la partie du noyau où se trouve l'enroulement primaire.
Les bobinages secondaires 20, 21, 22, 23, 24 et 25 du transformateur B sont complètement analogues à ceux du transformateur A et remplissent la même fonction. Les extrémités des quatre bobinages secondaires qui sont situées @
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sur la figure le plus vers l'extérieur, sont raccordées aux anodes des tubes redresseurs biphasés 1 et 2à filament.
Les autres extrémités conduisent aux bornes K2, K3 et K4 agen- cées de façon spéciale, dont la construction sera ci-âpres décrite en détail. Les extrémités des bobinages secondaires 16,17, 22 et 23 qui ne sont pas reliés aux enroulements principaux, conduisent aux bornes K3 et K4. Le courant de chauffage des tubes 1 et 2 est fourni par les bobinages 18, 19, 24 et 25 connectés en série avec ces tub es. Les extré- mités de ces bobinages qui ne sont pas reliés aux filaments, conduisent à la borne K1 dont la construction correspond complètement à celle de la borne K2.
On supposera qu'on désire souder à l'aide de courant continu. Les commutateurs 37, 38 et 39 de la figure 8 occupent alors la position représentée. Les enroulements secondaires forment, par conséquent, un système tétraphasé symétrique.
Les câbles de soudure sont raccordés aux bornes K1 et K2 au moyen de cosses 40 et 41, les bornes étant agencées de telle façon que les cosses établissent la connection entre les conducteurs 26 et 27 et les conducteurs 28 et 29, conduc- teurs qui forment, respectivement, les bornes K1 et K2, ces bornes faisant office, par conséquent, non seulement de bor- . nes de raccordement pour les câbles de soudure mais aussi d'organes de mise en et hors circuit. Il ressort de la figure que c'est seulement après le raccordement du câble de soudure à la borne positive K1 que toute la tension est appliquée aux filaments des tubes. Lorsque le câble de soudu- re est raccordé à la borne négative K2 cette dernière consti- tue en même temps le point neutre du système tétraphasé.
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Pour souder à l'aide de courant alternatif, on tour- ne les commutateurs 37, 38 et 39 vers la droite, ce qui a pour résultat de mettre le bobinage 13 en série avec le bobinage primaire 12 de sorte que le nombre total des tours primaires du transformateur B devient égal à celui du trans- formateur A. L'ensemble est connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 11 du transformateur A et est raccordé à l'une des phases du secteur. Les câbles de soudure sont rac- cordés aux bornes K3 et K4 qui peuvent être sonstituées res- pectivement, entre autres, par trois pièces conductrices 30, 31, 32, et 33, 34, 35 (représentées sous la forme de bandes) auxquelles sont fixés les conducteurs allant aux enroulements secondaires.
Aux extrémités les câbles sont munis, respective- ment, de cosses 40 et 41 en fourche qui s'engagent entre les bandes mentionnées ci-dessus qui sont ainsi reliées entre el- les, de sorte que les quatre bobinages secondaires sont connec- tés en parallèle. Il est aisé de voir que dans ce cas les qua- tre bobinages du circuit de chauffage sont connectés deux par deux en opposition de sorte qu'il n'y a aucune tension dans ce circuit.
Un mode de construction des bornes K3 et K4 est re- présenté sur la figure 9 où 50 désigne une plaque isolante à travers laquelle passe un boulon 49 auquel l'une des bandes, par exemple la bande 32,est reliée de façon conductrice. Les bandes 30 et 31 sont interposées entre des pièces isolantes 42, 43 et 44 montées également sur la plaque isolante 50.
Aux extrémités, les bandes 30 et 31 présentent des trous à travers lesquels passe le boulon 49. Ce boulon est isolé des bandes, par exemple, au moyen de rondelles en matière iso- lante. Les câbles 46, 47 et 48 sont reliés aux enroulements secondaires. 45 désigne un anneau conducteur relié de façon conductrice au boulon 49. La crosse en fourche 40 fixée au
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câble de soudure, peut être glissé entre les bandes et établit ainsi la liaison électrique entre les bandes 30, 31 et 32.
L'ensemble peut être serré rigidement à l'aide d'un écrou à oreilles 51. Les bornes K1 et K2 peuvent être agencées d'une manière analogue, une des bandes 30 et 31 pouvant être sup- primée. Pour la soudure à courant continu et à courant al- ternatif on..utilise les mêmes câbles de soudure 40 et 41. L' installation décrite présente l'avantage d'être très simple et facile à manoeuvrer. Des erreurs de connexion qui pour- raient donner lieu à un court-circuit ou à une détériora- tion des tubes, sont impossibles. Les bornes de ce genre peuvent aussi être utilisées dans les installations repré- sentées sur les figures 1 à 6.