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BREVET D'INVENTION Prooédé et dispositif pour la soudure électrique continue.
La présente invention a trait à un procédé et un dispositif pour la soudure électrique continue ou par sucoession de points, en utilisant des réoipients à décharge à commande par grille, à remplissage de gaz ou de vapeurs, et à décharge en aro ou en forme d'arc.
Dans la soudure électrique continue, il est nécessaire de communiquer aux convertisseurs de courant, directement ou indireotement intercalés dans le circuit de soudure (circuit primaire
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du transformateur de soudure) une tension de commande à variation périodique qui libère et bloque alternativement les récipients pour le passage du courant.
On a déjà proposé de produire cette tension de commande à variation périodique par des moyens purement électriques, par exemple en utilisant comme tension de commande une tension al ternative dont la fréquence - invariable - est inférieure à la fréquence de la tension alternative alimentant les convertisseurs de courant. Ce dispositif connu présente l'inconvénient de ne permettre, pour une fréquence de commande déterminée, que la variation du rapport entre le courant et l'intervalle d'in terruption, alors qu'il n'est las possible de modifier la durée de l'interruption de courant ou la durée de l'interruption de soudure indépendamment l'une de l'autre. Ce résultat ne peut au contraire être obtenu que si la fréquence de la tension de commande peut être modifiée en même temps.
Or, un tel réglage est relativement compliqué; de ce fait, on utilise dans la plupart des cas pour la commande des machines de soudure continue des tambours à contacts appliquant périodiquement aux grilles des convertisseurs de courant une tension telle que les réaipients sont alternativement bloqués et rouverts pour le passage du courant. Ces commandes à tambour à contacts fonctionnent en général d'une manière satisfaisante, mais présentent l'inconvénient d'exiger une surveillance spéciale en raison de la présence du moteur et d'autres organes tournants. De plus, ce dispositif ne détermine pas avec précision, dans une même soudure, la durée de la première impulsion de soudure, lorsqu'elle intéresse plusieurs alternances.
La durée de cette première impulsion dépend au contraire également de la position du tambour à contacts, à l'instant où s'effectue la mise en circuit,
La présente invention vise à substituer à la commande par
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tambour à contacts une commande très précise à;fonctionnement parement électrique et qui permet de régler l'tmpulsion de courant de soudure à n'importe quelle longueur et, en même temps, n'importe quel;rapport entre la'durée de passage du courant de soudure et la durée de l'intervalle; de plus, ce dispositif garantit un dosage précis de la première impulsion de courant de soudure.
Conformément à l'invention, la durée des différentes impulsions de courant de soudure est mise sous la dépendance de la charge échelonnée d'un condensateur de commande, cette charge s'amorçant au début de la période de conductibilité des redresseurs; le condensateur est de préférence relié indirectement à la grille de l'un des récipients convertisseurs; la durée des intervalles de soudure est déterminée par la charge, également échelonnée, d'un deuxième condensâtes qui s'amorce à la fin de l'impulsion de courant de soudure et provoque, lorsqu'elle atteint une valeur déterminée, la décharge du con- densateur de commande, par l'intermédiaire d'une lampe auxiliaire à commande par grille et à remplissage de gaz ou de vapeurs.
Grâce à la charge échelonnée des condensateurs, synchronisée avec la tension au transformateur de soudure ou avec la tension de grille, on obtient que la tension aux bornes des condensateurs augmente dans chaque cas suivant une courbe très inclinée, de sorte que des valeurs de tension déterminées, telles que les tensions d'allumage des récipients à décharge, sont atteintes très rapidement. L'allumage précis et sur de la déoharge dans le récipient ainsi commandé est garanti; grâce à cette disposition.
Il y a avantage à utiliser pour la commande du convertisseur de courant commandant le courant de soudure, un transformateur de grille fournissant une tension alternative à pointes de tension raides et dont le coté primaire est relié au réseau par
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l'intermédiaire d'un déphaseur. Un enroulement secondaire du transformateur est monté en série avec une tension négative de blocage appliquée à la grille de l'un des redresseurs de courant et est court-circuité, pendant les intervalles de soudure, à travers une résistance et un récipient à décharge en arc, à commande par grille et à cathode incandescente. Pendant ces périodes, seule agit la tension de polarisation négative de grille qai bloque le convertisseur et empêche le passage du courant.
La brille du récipient auxiliaire est alors reliée au con- densateur de commande qui détermine la durée des impulsions de courant de soudure, la liaison étant telle que le récipient à décnarge auxiliaire soit bloqué par la chute de tension prpduite aux bonnes d'une résistance par le courant de charge du oondensateur. La charge échelonnée du condensateur s'effectue sous la dépendance des moments de conductibilité de l'un des convertisseurs.
Pour rendre la charge reçue par le condensateur de commande et, partant, le nombre de charges nécessaires jusqu'à. obtention de l'ouverture du récipient auxiliaire, indépendante de la valeur de l'impulsion de courant conduit par le convertisseur pendant une alternance, l'invention prévoit l'emploi d'un autre récipient auxiliaire à commande par grille et à décharge en forme d'arc. Ce récipient auxiliaire ne doit être conducteur q que pendant les périodes de conductibilité du convertisseur; sa commande de grille est de ce fait reliée à la commande de grille du convertisseur de courant. Les impulsions de courant traversant ce récipient pendant une'alternance doivent être constantes ; de ce fait, sa tension d'anode subit un déphasage invariable par rapport à la tension de grille.
Le condensateur de commande est chargé par échelons par l'intermédiaire d'un transformateur dont l'enroulement primaire est situé dans le circuit d'anode
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du récipient à décharge auxiliaire. Un deuxième enroulement secondaire de ce transformateur est, conformément à l'invention, dispose dans le circuit de grille du deuxième convertisseur de courant et permet l'allumage dè celui-ci en fonction des périodes de conductibilité du premier convertisseur.
Pour permettre par ailleurs la correspondance exacte entre l'impulsion de courant du deuxième convertisseur et celle du premier, autrement dit pour garantir l'attaque identique des alternanoes des deux convertisseurs, l'invention prévoit que le circuit de grille du deuxième convertisseur comprend un deuxième enroulement secondaire du transformateur de grille, cet enroulement fournissant également une tension alternative à pointes de tension raides.
L'allumage du deuxième convertisseur s'effectue alors lorsque les tensions des deuxièmes enroulements secondaires des transformateurs se superposent.
Le condensateur auxiliaire qui détermine la durée des in- tervalles de soudure est, conformément à l'invention, disposé en série avec un redresseur et une résistance de charge et, par l'intermédiaire d'un transformateur en parallèle avec la résistance à travers laquelle le premier enroulement secondaire du transformateur de grille est court-circuité par le récipient auxiliaire pendant les intervalles de soudure. Le condensateur auxiliaire est donc alors chargé grâce aux impulsions de tension de grille prenant naissance à cette résistance. Cette dernière présente une valeur telle qu'il n'y ait une chute de tension notable que lors du court-circuit de l'enroulement se- oondaire, c'est-à-dire pendant l'intervalle de soudure. Il ne peut donc y avoir charge du condensateur auxiliaire que pendant cet intervalle.
Or, il peut, le cas échéant, se produire une faible chute de tension, même pendant les périodes de soudure, c'est-à-dire
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pendant les périodes pendant lesquelles le convertisseur laisse passer le courant; cette chute de tension peut déjà provoquer une charge du condensa Leur auxiliaire, de sorte qu'au début de l'intervalle de soudure, le condensateur se trouve déjà sufrisamment chargé pour que l'intervalle de soudure soit réduit d'une manière inadmissible.,Cet inconvénient peut être évité grâce à l'invention, en reliant le transformateur qui fournit la tension nécessaire à la charge du condensateur auxiliaire, à la résistance du circuit de grille du convertisseur, par l'inermédiaire du.un redresseur,
en même temps que ladite résistance est shuntée par un deuxième redresseur relié par la cathode ou par l'anode à la cathode ou à l'anode du premier redeesseur.
L'intervalle de soudure, amoral par la charge totale du. condensateur de commande, se termine par la charge totale du condensateur auxiliaire, puisque celle-ci provoque, comme il a été dit plus haut, la décharge brusque du condensateur de oom- mande par l'intermédiaire d'un récipient à décharge à commande par grille, de manière à permettre la recharge du condensateur de commande et partant le réamorçage du courant de soudure.
La fig. 1 des dessins annexés représente, schématiquement et à titre d'exemple nullement limitatif, le-schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention, en vue de la soudure continue.
Le circuit secondaire du transformateur de soudure 2, relié au réseau à courant alternatif 1, comporte des électrodes de soudure 3, constituées par exemple par des électrodes en forme de galets. Le circuit primaire du transformateur comprend les convertisseurs 4 et 5 montés en parallèle et en ppposition; dans l'exemple figuré, ces-convertisseurs-sont du. type multi-anodique et présentent une décharge en forme d'arc; ile peuvent comporter
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des cathodes incandescentes ou des cathodes en mercure. La lampe 5 ou lampe commandée est dirigée automatiquement et en fonction de la perméabilité au courant de la lampe 4 ou lampe de commande.
La tension de commande pour les convertisseurs de courant est prise dans le réseau par l'intermédiaire du déphaseur 6 et du transformateur de grille 9. Le circuit de la lampe de commande 4 comprend l'enroulement secondaire 10' du transformateur de grille 9. La pointe de tension de grille provoque à chaque fois l'amorçage de la décharge dans la lampe 4? Pendant les intervalles de soudure, l'enroulement secondaire est courtcirouité, à travers la résistance 20, par l'intermédiaire du récipient auxiliaire à décharge 11, à décharge en forme d'arc (préférablement du type à cathode incandescente) , de sorte que la lampe de commande 4 se trouve bloquée sous l'aotion d'une tension continue négative 27 prévue dans le circuit de grille.
La grille de la lampe auxiliaire 11 présente pendant ce temps un potentiel positif, pris par l'intermédiaire d'une résistance de proteotion de grille et d'un rhéostat R sur la source de courant continu 14.
Lorsqu'il y a lieu d'assurer l'envoi d'une impulsion de courant de soudure, le communtateur de commande 12, actionné par la machine de soudure lorsque la pression d'électrodes voulue est atteinte, se trouve manoeuvré de telle sorte qu'il provoque, par la liaison des contacts a et b, une charge du condensateur variable C1 par la tension de la batterie 14. La chute de tension ainsi produite aux oornes de la résistance R assure le blocage de la lampe auxiliaire 6 et la pointe de tension de grille du transformateur 9 peut donc allumer 1a récipient à décharge principal 4.
En même temps que s'effectue l'amorçage de la décharge dans
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la lampe 4, il se produit une recharge accélérée et échelonnée du condensateur C1 par l'intermédiaire du transformateur de commande 13, au redresseur sec G1 et de la résistance variable R1. A ceteffet, l'enroulement primaire 16 du transformateur de commande 15 est monté en parallèle sur l'enroulement primaire 10 du transformateur de grille. Grâce à la lampe auxiliaire 7 qui présente également une décharge en forme d'arc, l'enroulement primaire du transformateur de commande 15 est mis en circuit ou hors circuit en même tempsque la lampe de commande.
La lampe auxiliaire 7 est-commandée, comme le convertisseur 4, par la tension aux bornes de l'enroulement secondaire 10' du transformateur de grille; les grilles des deux récipients sont reliées directement entre eLles avec interposition de résistances protectrices de grilles.
Grâce à cette disposition, on obtient qu'à chaque alternance positive de la tension alternative de grille, donc aussi à chaque alternance positive de l'impulsion de soudure, le oonuensateur de commande C1 reçoit par l'intermédiaire de l'enrou- lement secondaire 161 du transformateur 15 une charge complémentaire. En faisant varier la capacité du condensateur C1 et la valeur de la résistance de charge R1, on peut modifier le nombre de charges nécessaire pour recharger 01 jusqu'au potentiel d'allumage de la lampe auxiliaire 11, ce qui permet de régler avec précision la durée des impulsions de oourant de soudure.
Tant que le condensateur C1 est entièrement chargée la lampe 11 laisse passer le courant et le convertisseur 4 s'oppose à son passage.
La fig. 2 montre l'allure de la tension de grille de la lampe 7; la tension de grille U est représentée en fonction du temps t. On admettra que la tension d'allumage de grille est représentée par la ligne f. La lampe 7 est bloquée tant que la
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tension de grille reste au-dessous de f, et est ouverte dès que la tension devient supérieure à f.
Si l'enroulement secondaire 10' du transformateur de grille est court-circuité à la fin de l'impulsion de courant de soudure, la totalité de la chute de tension de cet enroulement se trouve sensiblement aux bornes de la résistance 20. Les impulsions de courant ainsi produites sont alors utilisées, conformément à l'invention, pour assurer la charge progressive du transformateur variable auxiliaire C2 par le transformateur 26, le redresseur G2 et la résistance de charge R2. C2 est situé dans le circuit de grille d'un récipient à décharge auxiliaire 8, à décharge en forme d'arc, relié du cote cathode et du côté anode à travers la résistance 18 et le commutateur 19 au condensateur C1.
Une fois chargé, le condensateur C2 provoque le passage du courant dans le récipient à décharge auxiliaire 8, et partant, la décharge de Ci. Une fois déchargé, le condensateur C1 peut être rechargée ce qui bloque à nouveau la lampe auxiliaire 11 et rend sa perméabilité au. convertisseur 4.
De même que la durée des impulsions de courant de soudure est déterminée par la durée de charge, ou par le nombre de charges additionnelles du condensateur C1, la durée des intervalles de soudure est déterminée par la durée de charge du condensateur C2. En faisant varier la capacité de ce condensateur, ou la valeur de la résistance de charge R2, on peut régler le nombre de charges élémentaires nécessaires jusqu'à amorçage de la décharge dans la lampe 8 ;et, partant,la longueur de l'intervalle de sou- dure, d'une façon entièrement indépendante de la longueur des impulsions de courant de soudure.
Pour provoquer une nouvelle décharge du condensateur C2 à la fin de l'intervalle de soudure, ce condensateur est relié par l'intermédiaire d'un redresseur, par exemple d'un redresseur
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sec 17, et par son armature reliée à la grille, à l'anode de la lampe 8, de telle sorte que lors de l'allumage de cette lampe, il se trouve décnargé en même temps que C1. Une fois le commutateur 12 fermé, il se prpduit donc des charges et des décharges alternées, continues et ininterrompues des condensateurs C1 et C2, et, partant, une production périodique d'impulsions de courant de soudure.
Afin d'empêcher que de faibles chutes de tension aux bornes de la résistance 20, qui pourraient se produire même en cas de blocage ae la lampe 11, ne provoquent la charge du condensateur auxiliaire 02, le condensateur est shunté par une résistance 13 de valeur élevée. De plus l'enroulement primaire du transformateur 26 est monté en série aveo un redresseur 29, tandis que la résistance 20 est shuntée par un autre redresseur désigné par 30 (voir fige 5). Ces soupapes sont préférablement constituées par des redresseurs du type sec et sont reliées par leurs anodes ou par leurs cathodes. S'il se produit une chute de tension aux bornes de la résistance 20,le passage du courant dans le transformateur 26 est empêché, dans l'une des directions, en raison de la présence du redresseur 29.
Il ne peut d'ailleursy avoir passage de courant dans l'autre direction, puisque dans ce cas la résistance 20 est directement courtedircuitée par le redresseur 30, de sorte qu'il ne peut en aucun cas de produire de chute de tension aux bornes de la résistance 20. Si par contre le récipient à décharge 11 laisse passer le courant, un courant peut également passer pendant cette alternance à travers le redresseur 29 et à travers l'enroulement primaire du transformateur 26. Pendant cette alternance, il y a une ohute de tension aux bornes ae la résistance 20, si la soupape 30 est orientée de manière adéquate.
Le shunt de la résistance 20 par le redresseur 30 est cause
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que cette résistance ne doue effectivement son rôle que pour l'une des directions du courant..Comme le circuit de grille est alimenté par la. tension alternative, la valeur de toutes les résistances situées dans le circuit de grille de commande du récipient 4 varie donc entre une valeur maxima et une valeur minima.
Ces variations peuvent, le cas échéant, influer désavantageusement sur 10 fonctionnement de l'installation; mais elles peuvent facilement être éliminées, en disposant, en série avec la résistance 20, une résistance 31, ayant à peu près la même valeur, dans le circuit de commande, et en shuntant cette résistance par un autre redresseur désigné par 32, l'anode ou la cathode du redresseur 32 devant être dirigée vers l'anode ou vers la cathode du rédresseur 30. Dans chacune des directions du courant, une seule des doux résistances est active, l'autre étant court-circuitée par le redresseur 30 ou par le redresseur 32. La valeur de toutes les résistances situées dans le circuit de grille de commande reste donc pratiquement invariable.
Le deuxième convertisseur 5 (lampe commandée) est commandé par la superposition de la tension prenant naissance aux bornes de l'enroulement secondaire 1611 du transformateur de commande 15 et de la tension de drille de l'enroulement 10" du transformateur 9. L'instant où s'effectue l'allumage de la lampe 5 est alors déterminé par la pointe de tension due au courant magnétisant, après disparition de la tension, au transformateur de commando 15. l'our permettre une charge étendue de cette pointe de tension, l'enroulement 16" est shunté par un condensateur 22 et par une résistance de décharge 23, en série avec le redresseur sec 24.
La pointe de tension de grille de l'enroulement 10" est, avec ce montage, en synchronisme avec la pointe de tension de l'enroulement 16", et provoque l'allumage de la décharge dans la lampe commandée 5. Comme la tension de commande
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de la lampe commandée est déphasée avec celle de la lampe de commande par rapport à la tension alternative d'anode, L'attaque de l'alternance de la;lampe commandée se déplace en même temps que l'attaque de l'alternance de tension anodique de la lampe de commande. Le dispositif de commande permet donc non seulement une détermination précise de la durée de chaque impulsion de oourant de soudure, mais aussi un dosage extrêmement précis de l'intensité moyenne.
Les phénomènes qui se produisent lors de l'allumage fonctionnel sont représentés aux fige 3 et 4? La fig. 3 montre la tension U15 produite dans le transformateur 15 lors de la libération de la lampe auxiliaire 7. La référence U27 désigne la tension continue de grille. La tension de commande U10" est superposée à la tension continue de grille Lorsque la lampe 11 est bloquée. L'angle d'ouverture de la lampe est, pour toutes les positions du déphaseur, préférablement de 110 . Etant donné le courant magnétisant qui traverse le transformateur, la tension U15' ne s'annule pas lors du passage par zéro, mais continue suivant la ligna figurée en pointillé.
Le réamorçage de la décharge dans la lampe 7 est évité, si la pointe de tension de commande positive suivante est oourt-cirouitée par la lampe 11.
La fig. 4 montre l'allure des différentes tensions dans le circuit de grille de commande de La lampe 5. La courbe a montre la tension aux bornes du transformateur de soudure 2 pour un rédéterminé du déphaseur 6, c'est-à-dire pour un déphasages La courbe b montre la tension U15 au transformateur de commande.
La partie de la courbe figurée en pointillé représente la pointe de tension produite par le courant magnétisant, qui provoque par l'intermédiaire du redresseur 24, la charge au condensateur 22 et de ce fait la naissance d'une tensionux bornes de la résistance 23. La courbe 0 montre la superposition de la tension
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au condensateur 22 et de la tension alternative de grille U10".
Dans ce cas également on n'a représenté que le cas d'une impulsion de courant de soudure s'étendant sur deux alternances.
Entre les instants t0 et tl; le commutateur de commande 12 est inversé. A l'instant tl il y a dohc allumage de la lampe de commande 4 (courbe a) et de la lampe commandée 7 (courbe b). En même temps prend naissance au condensateur 22 une tension représentée en c par la courbe pointillée en traits forts. Cette courbe atteint son maximum à l'instant tZ. Au. même instant se superpose à cette pointe de tension une pointe de la tension de grille U10" du transformateur de grille 9, qui dégage donc la lampe commandée 5 (courbe a). Pour que le montage fonctionne d'une manière correcte, il est indispensable que la tension négative de polarisation de grille U28 de la lampe 5 soit supérieure à la valeur maxima de la pointe de tension de la tension de grille U10", comme le montre la courbe indiquée en o.
Le fonctionnement du montage est extrêmement précis, étant donné que la pointe d'allumage se superpose au maximum de la tension du transformateur de commande 15.
Les courbes b et o restent les mêmes pour toutes les positions du déphaseur 6; seul l'angle d'ouverture des lampes 4 et 5 est modifié.
Un avantage particulier du dispositif de soudure conforme à l'invention réside dans le fait qu'il @@ peut être utilisé directemeht, c'est-à-dire sans dispositifs de commande spéciaux, en vue de la soudure par points, et ce tant pour la soudure par alternanoe que pour la soudure s'étendant sur plusieurs alternances. Comme lors de la soudure par points, les impulsions de courant de soudure n'ont pas besoin de se répéter périodiquement, le condensateur auxiliaire C2 et sa lampe auxiliaire 8 qui provoquent la décharge automatique du condensateur de
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commande C1, deviennent superflus. Cette partie du dispositif est donc mise hors service, lorsque l'on effectue des soudures par points, en ouvrant le commutateur 19.
Ba charge de C1 est amorcée par la manoeuvre du commutateur de commande 12 amené dans la position a-b, aussi bien pour la soudure par points que pour la soudure en ligne ; maisavant de pro.uire l'impulsion de courant de soudure suivante, ce commutateur doit être ramené dans la position a-c, ce qui provoque la décharge de C1 et sa préparation pour l'impulsion suivante.
Pour la soudure par points s'étendant sur une seule alternance pour laquelle on n'a besoin que du convertisseur 4, la lampe commandée 5 est mise hors service par fermeture du commu- tateur 21. La tension de grille de l'enroulement 10" du transrormateur 9 est donc court-circuitée à travers la résistance 25 et le récipient 5 reste constamment bloqué, même si une tension prend naissance aux bornes de l'enroulement secondaire 16".
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PATENT OF INVENTION Process and device for continuous electric welding.
The present invention relates to a method and a device for continuous or spot-bonding electric welding, using discharge receptacles with grid control, gas or vapor filling, and aro or d-shaped discharge. 'bow.
In continuous electric welding, it is necessary to communicate to the current converters, directly or indirectly interposed in the welding circuit (primary circuit
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of the welding transformer) a periodically varying control voltage which alternately releases and blocks the receptacles for the passage of current.
It has already been proposed to produce this control voltage with periodic variation by purely electrical means, for example by using as control voltage an alternating voltage whose frequency - invariable - is lower than the frequency of the alternating voltage supplying the converters of current. This known device has the drawback of allowing, for a determined control frequency, only the variation of the ratio between the current and the interruption interval, whereas it is impossible to modify the duration of the interruption. current interruption or the duration of the welding interruption independent of each other. On the contrary, this result can only be obtained if the frequency of the control voltage can be changed at the same time.
However, such an adjustment is relatively complicated; therefore, in most cases, for controlling continuous welding machines, contact drums are used, periodically applying to the gates of the current converters a voltage such that the receptacles are alternately blocked and reopened for the passage of current. These contact drum drives generally operate satisfactorily, but have the disadvantage of requiring special supervision due to the presence of the motor and other rotating parts. In addition, this device does not determine with precision, in the same weld, the duration of the first welding pulse, when it involves several vibrations.
The duration of this first pulse, on the contrary, also depends on the position of the contact drum, at the moment when the switching on is carried out,
The present invention aims to replace the control by
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contact drum very precise control with electric face operation and which allows the welding current pulse to be adjusted to any length and, at the same time, to any; ratio of the duration of the current flow welding time and the length of the interval; in addition, this device guarantees precise metering of the first pulse of welding current.
In accordance with the invention, the duration of the various welding current pulses is made dependent on the stepped load of a control capacitor, this load starting at the start of the period of conductivity of the rectifiers; the capacitor is preferably connected indirectly to the grid of one of the converter receptacles; the duration of the welding intervals is determined by the charging, also staggered, of a second condensate which begins at the end of the welding current pulse and causes, when it reaches a determined value, the discharge of the con - control densator, via an auxiliary lamp controlled by a grid and filled with gas or vapors.
Thanks to the stepped load of the capacitors, synchronized with the voltage at the welding transformer or with the grid voltage, it is obtained that the voltage at the terminals of the capacitors increases in each case according to a very inclined curve, so that determined voltage values , such as the ignition voltages of discharge vessels, are reached very quickly. Accurate ignition and over discharge in the container thus controlled is guaranteed; thanks to this provision.
It is advantageous to use for the control of the current converter controlling the welding current, a gate transformer supplying an alternating voltage with steep voltage peaks and whose primary side is connected to the network by
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through a phase shifter. A secondary winding of the transformer is connected in series with a negative blocking voltage applied to the grid of one of the current rectifiers and is shorted, during the weld intervals, through a resistor and an arc discharge vessel. , with grid control and incandescent cathode. During these periods, only the negative bias voltage of the gate qai acts, blocks the converter and prevents the flow of current.
The shine of the auxiliary receptacle is then connected to the control capacitor which determines the duration of the welding current pulses, the connection being such that the auxiliary decarge receptacle is blocked by the voltage drop produced at the correct values of a resistance by the charge current of the capacitor. The stepped charge of the capacitor is carried out depending on the moments of conductivity of one of the converters.
To make the charge received by the control capacitor and hence the number of charges required up. obtaining the opening of the auxiliary container, independent of the value of the current pulse conducted by the converter during an alternation, the invention provides for the use of another auxiliary container controlled by grid and d-shaped discharge 'bow. This auxiliary receptacle must be conductive q only during periods of conductivity of the converter; its gate control is therefore connected to the gate control of the current converter. The current pulses passing through this container during an alternation must be constant; therefore, its anode voltage undergoes an invariable phase shift with respect to the gate voltage.
The control capacitor is loaded in stages via a transformer whose primary winding is located in the anode circuit
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of the auxiliary discharge vessel. A second secondary winding of this transformer is, in accordance with the invention, placed in the gate circuit of the second current converter and enables the latter to be switched on as a function of the periods of conductivity of the first converter.
In order moreover to allow the exact correspondence between the current pulse of the second converter and that of the first, in other words to guarantee the identical drive of the alternans of the two converters, the invention provides that the gate circuit of the second converter comprises a second. secondary winding of the gate transformer, this winding also supplying an alternating voltage at steep voltage peaks.
The second converter is then switched on when the voltages of the second secondary windings of the transformers overlap.
The auxiliary capacitor which determines the duration of the welding intervals is, according to the invention, arranged in series with a rectifier and a load resistor and, through a transformer in parallel with the resistor through which the first secondary winding of the gate transformer is shorted by the auxiliary vessel during the weld intervals. The auxiliary capacitor is therefore charged by virtue of the gate voltage pulses arising from this resistance. The latter has a value such that there is a noticeable voltage drop only during the short-circuit of the secondary winding, that is to say during the welding interval. There can therefore be charge of the auxiliary capacitor only during this interval.
However, it can, if necessary, occur a small drop in voltage, even during periods of welding, that is to say
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during periods when the converter lets current flow; this voltage drop can already cause a charge of the condensa Their auxiliary, so that at the start of the soldering interval the capacitor is already sufficiently charged so that the soldering interval is inadmissibly reduced., This drawback can be avoided by virtue of the invention, by connecting the transformer which supplies the voltage necessary for the load of the auxiliary capacitor, to the resistance of the gate circuit of the converter, by means of a rectifier,
at the same time that said resistance is shunted by a second rectifier connected by the cathode or by the anode to the cathode or to the anode of the first redeessor.
The weld interval, amoral by the total load of. control capacitor, ends with the total charge of the auxiliary capacitor, since this causes, as mentioned above, the abrupt discharge of the control capacitor by means of a discharge vessel controlled by grid, so as to allow recharging of the control capacitor and hence re-ignition of the welding current.
Fig. 1 of the appended drawings represents, schematically and by way of non-limiting example, the diagram of a device for implementing the method which is the subject of the invention, with a view to continuous welding.
The secondary circuit of the welding transformer 2, connected to the alternating current network 1, comprises welding electrodes 3, formed for example by electrodes in the form of rollers. The primary circuit of the transformer comprises converters 4 and 5 connected in parallel and in ppposition; in the example shown, these-converters-are. multi-anode type and have arc-shaped discharge; ile may include
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incandescent cathodes or mercury cathodes. The lamp 5 or controlled lamp is directed automatically and as a function of the current permeability of the lamp 4 or control lamp.
The control voltage for the current converters is taken from the network via the phase shifter 6 and the gate transformer 9. The circuit of the control lamp 4 comprises the secondary winding 10 'of the gate transformer 9. The grid voltage peak each time causes the initiation of the discharge in the lamp 4? During the weld intervals, the secondary winding is bypassed, through resistor 20, via the auxiliary discharge vessel 11, arc-shaped discharge (preferably of the incandescent cathode type), so that the control lamp 4 is blocked under the aotion of a negative direct voltage 27 provided in the gate circuit.
The grid of the auxiliary lamp 11 has meanwhile a positive potential, taken by means of a grid protection resistor and a rheostat R on the direct current source 14.
When it is necessary to ensure the sending of a welding current pulse, the control switch 12, actuated by the welding machine when the desired electrode pressure is reached, is operated such that 'it causes, by the connection of the contacts a and b, a charge of the variable capacitor C1 by the voltage of the battery 14. The voltage drop thus produced at the oornes of the resistor R ensures the blocking of the auxiliary lamp 6 and the tip voltage of the transformer 9 can therefore ignite the main discharge vessel 4.
Simultaneously with the initiation of the discharge in
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the lamp 4, there occurs an accelerated and staggered recharging of the capacitor C1 via the control transformer 13, the dry rectifier G1 and the variable resistor R1. For this purpose, the primary winding 16 of the control transformer 15 is mounted in parallel with the primary winding 10 of the gate transformer. By means of the auxiliary lamp 7 which also has an arc-shaped discharge, the primary winding of the control transformer 15 is switched on or off at the same time as the control lamp.
The auxiliary lamp 7 is controlled, like the converter 4, by the voltage across the terminals of the secondary winding 10 'of the gate transformer; the grids of the two receptacles are connected directly to each other with the interposition of protective grid resistances.
Thanks to this arrangement, one obtains that at each positive half-wave of the alternating grid voltage, therefore also on each positive half-wave of the welding pulse, the control oonuensateur C1 receives via the secondary winding 161 of transformer 15 an additional charge. By varying the capacitance of capacitor C1 and the value of load resistor R1, it is possible to modify the number of charges necessary to recharge 01 up to the ignition potential of auxiliary lamp 11, which makes it possible to precisely adjust the duration of the welding current pulses.
As long as capacitor C1 is fully charged, lamp 11 lets current flow and converter 4 opposes its passage.
Fig. 2 shows the shape of the gate voltage of the lamp 7; the gate voltage U is represented as a function of time t. It will be assumed that the gate ignition voltage is represented by line f. Lamp 7 is blocked as long as the
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gate voltage remains below f, and is open as soon as the voltage becomes greater than f.
If the secondary winding 10 'of the gate transformer is short-circuited at the end of the solder current pulse, all of the voltage drop of this winding is substantially across resistor 20. The pulses of The current thus produced are then used, in accordance with the invention, to ensure the progressive charging of the auxiliary variable transformer C2 by the transformer 26, the rectifier G2 and the load resistor R2. C2 is located in the grid circuit of an auxiliary discharge vessel 8, arc-shaped discharge, connected from the cathode side and from the anode side through resistor 18 and switch 19 to capacitor C1.
Once charged, the capacitor C2 causes the current to flow through the auxiliary discharge vessel 8, and hence the discharge of Ci. Once discharged, the capacitor C1 can be recharged, which again blocks the auxiliary lamp 11 and returns its function. permeability to. converter 4.
Just as the duration of the welding current pulses is determined by the charging time, or by the number of additional charges of capacitor C1, the duration of the welding intervals is determined by the charging time of capacitor C2. By varying the capacitance of this capacitor, or the value of the load resistor R2, it is possible to adjust the number of elementary charges necessary until the discharge is initiated in the lamp 8; and, therefore, the length of the interval welding, completely independent of the length of the welding current pulses.
To cause a new discharge of capacitor C2 at the end of the soldering interval, this capacitor is connected via a rectifier, for example a rectifier
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sec 17, and by its frame connected to the grid, to the anode of the lamp 8, so that when this lamp is switched on, it is released at the same time as C1. Once the switch 12 is closed, it therefore produces alternating, continuous and uninterrupted charges and discharges of the capacitors C1 and C2, and hence a periodic production of welding current pulses.
In order to prevent small voltage drops across resistor 20, which could occur even if the lamp 11 is blocked, from causing the auxiliary capacitor 02 to charge, the capacitor is shunted by a resistor 13 of value high. In addition, the primary winding of transformer 26 is mounted in series with a rectifier 29, while resistor 20 is shunted by another rectifier designated by 30 (see fig. 5). These valves are preferably formed by rectifiers of the dry type and are connected by their anodes or by their cathodes. If a voltage drop occurs across resistor 20, current flow through transformer 26 is prevented, in one of the directions, due to the presence of rectifier 29.
Moreover, there can be no current flow in the other direction, since in this case the resistor 20 is directly short-circuited by the rectifier 30, so that it cannot under any circumstances produce a voltage drop across the terminals of resistance 20. If, on the other hand, the discharge vessel 11 allows current to pass, a current can also flow during this half-wave through the rectifier 29 and through the primary winding of the transformer 26. During this half-wave, there is an ohute voltage across resistor 20, if valve 30 is properly oriented.
The shunt of resistor 20 by rectifier 30 is the cause
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that this resistor does indeed endow its role for one of the directions of the current. As the grid circuit is supplied by the. AC voltage, the value of all the resistors located in the control grid circuit of the receptacle 4 therefore varies between a maximum value and a minimum value.
These variations may, where appropriate, have a disadvantageous influence on the operation of the installation; but they can easily be eliminated, by placing, in series with resistor 20, a resistor 31, having approximately the same value, in the control circuit, and by bypassing this resistor by another rectifier designated by 32, the anode or the cathode of the rectifier 32 to be directed towards the anode or the cathode of the rectifier 30. In each of the current directions, only one of the soft resistors is active, the other being short-circuited by the rectifier 30 or by rectifier 32. The value of all the resistors located in the control gate circuit therefore remains practically invariable.
The second converter 5 (controlled lamp) is controlled by the superposition of the voltage arising at the terminals of the secondary winding 1611 of the control transformer 15 and the drill voltage of the winding 10 "of the transformer 9. The instant where the lighting of the lamp 5 takes place is then determined by the voltage peak due to the magnetizing current, after the voltage has disappeared, to the commando transformer 15. to allow an extended charge of this voltage peak, l The winding 16 "is shunted by a capacitor 22 and by a discharge resistor 23, in series with the dry rectifier 24.
The gate voltage peak of winding 10 "is, with this arrangement, in synchronism with the voltage peak of winding 16", and causes the ignition of the discharge in the controlled lamp 5. As the voltage of ordered
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of the controlled lamp is out of phase with that of the control lamp with respect to the alternating anode voltage, The attack of the half-wave of the controlled lamp moves at the same time as the attack of the half-wave voltage anode of the control lamp. The control device therefore not only enables precise determination of the duration of each welding current pulse, but also extremely precise metering of the average intensity.
The phenomena which occur during functional ignition are represented in figs 3 and 4? Fig. 3 shows the voltage U15 produced in the transformer 15 during the release of the auxiliary lamp 7. The reference U27 designates the DC grid voltage. The control voltage U10 "is superimposed on the direct grid voltage when the lamp 11 is blocked. The opening angle of the lamp is, for all the positions of the phase shifter, preferably 110. Given the magnetizing current flowing through the transformer, the voltage U15 ′ does not cancel out during the passage through zero, but continues along the line shown in dotted lines.
Restart of the discharge in the lamp 7 is avoided, if the next positive control voltage peak is shorted by the lamp 11.
Fig. 4 shows the shape of the different voltages in the control grid circuit of lamp 5. Curve a shows the voltage across the welding transformer 2 for a redetermined phase shifter 6, that is to say for a phase shift Curve b shows the voltage U15 at the control transformer.
The part of the curve shown in dotted lines represents the voltage peak produced by the magnetizing current, which causes, via the rectifier 24, the charge on the capacitor 22 and thereby the birth of a voltage across the resistor 23. Curve 0 shows the superposition of the voltage
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to the capacitor 22 and the AC grid voltage U10 ".
In this case also, only the case of a welding current pulse extending over two halfwaves has been shown.
Between times t0 and tl; the control switch 12 is reversed. At the instant tl there is dohc ignition of the control lamp 4 (curve a) and of the controlled lamp 7 (curve b). At the same time, a voltage is created at the capacitor 22, represented at c by the dotted curve in strong lines. This curve reaches its maximum at time tZ. At. same instant is superimposed on this voltage peak a peak of the gate voltage U10 "of the gate transformer 9, which therefore releases the controlled lamp 5 (curve a). For the assembly to function correctly, it is essential that the negative gate bias voltage U28 of the lamp 5 is greater than the maximum value of the peak voltage of the gate voltage U10 ", as shown by the curve indicated at o.
The operation of the assembly is extremely precise, since the ignition tip is superimposed at the maximum of the voltage of the control transformer 15.
The curves b and o remain the same for all the positions of the phase shifter 6; only the opening angle of lamps 4 and 5 is changed.
A particular advantage of the welding device according to the invention lies in the fact that it can be used directly, that is to say without special control devices, for spot welding, and this both for welding by alternanoe that for the welding extending over several cycles. As in spot welding, the welding current pulses do not need to be repeated periodically, the auxiliary capacitor C2 and its auxiliary lamp 8 which cause the automatic discharge of the capacitor of
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command C1, become superfluous. This part of the device is therefore put out of service, when spot welding is carried out, by opening the switch 19.
Ba charge of C1 is initiated by the operation of the control switch 12 brought to position a-b, both for spot welding and for in-line welding; But before producing the next welding current pulse, this switch must be returned to the a-c position, which causes C1 to discharge and prepare for the next pulse.
For single-wave spot welding for which only converter 4 is needed, the controlled lamp 5 is deactivated by closing switch 21. The gate voltage of winding 10 " of transformer 9 is therefore short-circuited through resistor 25 and receptacle 5 remains constantly blocked, even if a voltage arises across the terminals of secondary winding 16 ".
CLAIMS.
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