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Montage pour machines de soudure commandées par modulateur.
Le procédé de soudure connu dit "à modulation" consiste à réaliser la mise en circuit et la mise hors circuit des pointes de puissance, nécessaires pour la for- mation d'une soudure continue à résistance, composée de points individuels, non pas au moyen de contacts, mais au moyen d'un transformateur tournant, mis en rotation à une vitesse déterminée ; ce transformateur, dénommé "modulateur", augmente et diminue périodiquement la tension aux bornes de la machine de soudure. Mais on a constaté que ce procédé de soudure à modulation n'est pas applicable à la soudure
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d'aluminium pur, de cuivre et d'autres métaux difficilement soudables en continu.
La soudure de tôles de ces métaux exige au contraire un procédé qui interrompt complètement le cou- rant pendant les intervalles de soudure et permet, de plus, la fixation d'un rapport quelconque entre la période de sou- dure et l'intervalle de soudure. Le modulateur de type connu permet bien de satisfaire à la première condition, pour autant que la modulation soit poussée à ¯ 100%. Dans ce cas, on ob- bien tient/une annulation du courant, mais ce procédé de soudure im- plique toujours la dépendance de la forme naturelle, à peu près sinusoïdale, de la variation de la tension.
De ce fait, et même pour une modulation de 100%, la période pendant laquelle la tension ou l'intensité s'annule est infiniment petite, et l'accroissement ou la diminution de la valeur effective de la tension de soudure se produit à peu près suivant une courbe sinusoïdale. Comme les métaux ci-dess,-us mentionnés exigent des rapports déterminés entre la période de soudure et l'in- tervalle de soudure, on pourrait envisager une mise hors cir- cuit mécanique lors de l'annulation, extrêmement brève, de la tension ou de l'intensité, pour obtenir ainsi une durée d'an- nulation plus longue ; en raison de la durée extrêmement brève du passage par zéro, ce mode opératoire présente des difficultés considérables.
La présente invention a pour objet la prolonga- tion de la durée pendant laquellé la tension de la machine de soudure est nulle entre deux pointes de tension, ou entre deux points de soudure. Ce résultat est obtenu, conformément à l'invention, en utilisant, au lieu du modulateur unique couramment employé avec les machines de soudure,simultanément deux modulateurs à fréquences modulatrices différentes pour la commande du courant de soudure de la machine. L'un des mo- dulateurs peut être monté électriquement et relié mécanique- ment de telle sorte qu'il augmente la pointe de tension du deuxième modulateur, de même sens que la tension de réseau,
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et, au contraire, aplatit la pointe de tension opposée.
Les enroulements primaires des deux modulateurs peuvent être exci- tés séparément par le réseau, tandis que leurs enroulements secondaifes sont montés en série avec la tension de réseau.
Le montage de deux modulateurs peut aussi s'effectuer de telle sorte que l'enroulement primaire du modulateur fonctionnant à fréquence de modulation moins élevée soit excité par l'enrou- lement secondaire du modulateur dont le primaire est relié au réseau/qui fonctionne à une fréquence de modulation plus éle- vée, l'enroulement secondaire du premier modulateur étant en série avec la tension de réseau.
L'invention prévoit par ailleurs que l'un des modula- teurs peut présenter une modulation de (100 + x) % de la ten- sion de réseau et une fréquence n, tandis que l'autre présente une modulation de x % de la tension de réseau et une fréquen- ce 2n. On obtient des conditions particulièrement favorables lorsque..l'un des modulateurs présente une modulation de 150% et l'autre une modulation de 50% de la tension de réseau.
D'autres, particularités et avantages de la disposition objet de l'invention ressortiront de la description détaillée, donnée ci-après, d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple nullement limitatif, et représenté aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 montre le montage des deux modulateurs,
La fig. 2, une. variante de montage des modulateurs ;
La fig. 3, la variation, en fonction du temps, des va- leurs effectives de la tension de réseau et de la tension des deux modulateurs, ainsi que la variation correspondante des valeurs effectives résultant de la superposition des trois tensions individuelles qui forment la tension aux bornes de la machine de soudure ;
et
La fig. 4 montre la variation, en fonction du temps, des valeurs effectives dans le cas où un conjoncteur-disjonc-
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teur mécanique provoque l'interruption et le rétablissement de la tension lors du passage prolongé par zéro de la tension.
Comme le montre la figure 1, les enroulements primaires 1 et 3 des modulateurs A et B sont reliés au réseau 10. Les enroulements secondaires 2 et 4 des modulateurs A.et B sont disposés en série avec l'enroulement primaire du transformateur de soudure 9. Dans la variante de réalisation suivant la fig.
2, l'enroulement primaire 7 du modulateur D est relié au réseau 12, tandis que son enroulement secondaire 8 excite l'enroule- ment primaire 5 du modulateur C. L'enroulement secondaire 6 du modulateur C est disposé en série avec l'enroulement primai- re du transfomiateur de soudure 11. Dans les courbes de varia- tion des valeurs effectives (voir fig. 3 et 4), on a admis que le modulateur A, ou C, présente une fréquence de modulation n, tandis que le modulateur B, ou D, présente une fréquence de modulation 2n. Ce résultat est o@btenu par un choix approprié du nombre de paires de pâles et de la vitesse de rotation des modulateurs. Les deux modulateurs peuvent être disposés sur un axe commun et logés dans une enveloppe commune.
La courbe 13 de la fig. 3 montre la variation, en fonc- tion du temps, de la valeur effective du modulateur A, la mo- dulation étant supposée être de 150% de la tension du réseau.
La courbe 14 représente la variation, en fonction du temps, de la valeur effective du modulateur B dont le taux de modu- lation est supposé être de t 50% de la tension du réseau. La courbe 15 représente la valeur effective de la tension cons- tante u du réseau. Grâce à la disposition en série des enrou- lements secondaires 2 et 4 des mddulateurs A et B avec la ten- sion de réseau 10, telle qu'indiquée à la fig. 1, on obtient, aux bornes à haute tension du transformateur de soudure 9, la variation de valeur effective, en fonction du temps, repré- sentée par la courbe lo. A l'instant où la tension du grand mddulateur A s'ajoute à la tension de réseau disposée en série,
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le petit modulateur B fonctionne dans le même sens.
La machine de soudure doit donc être,en ce qui concerne son transforma- teur, construite non pas pour la tension de réseau, mais pour la tension maxima possible. A l'instant où la tension du grand modulateur A est opposée à la tension de réseau, le petit mo- dulateur B présente, en raison de sa fréquence de modulation 2n, une tension de même sens que la tension de réseau. Il en résulte un aplatissement de la valeur maxima négative du grand modulateur A.
La tension résultante des tensions des deux modulateurs et de la tension de réseau s'annule de ce fait pendant une période pratiquement plus longue, et l'on obtient ainsi une prolongation de la période d'annulation de la tension, Cette prolongation seule permet déjà de traiter un grand nombre de métaux que le procédé dit à modulation ne permettait pas jus- qu'à présent de souder. Si un métal très difficil ement souda- ble exige un intervalle de soudure encore plus long, par rap- port à la durée de passage du courant, cette prolongation de l'annulation de la tension peut alors être utilisée pour in- terrompre, par des moyens mécaniques et sans aucune difficulé, une ou plusieurs ondes successives de modulateur, au rythme de la rotation du modulateur.
On peut ainsi obtenir une prolon- gation de durée quelconque de la période caractérisée par l'ab- sence de tension, elle-même déjà prolongée en comparaison des procédés de soudure à modulation, connus jusqu'à présent.
La fig. 4 montre la variation, en fonction du temps, de la vqleur effective de la tension dans le cas où, lors de l'annulation de la tension, il se produit une interruption mé- canique d'une pointe de tension 17 par exemple, de sorte que l'un obtient, comme le montre clairement la fig. 4, une prolon- gation- notable de l'intervalle de soudure.