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Perfectionnements aux appareils à souder à résistance ette invention est relative aux appareils à souder à résistance et son principal but est de procurer un procédé et un appareil qui permettent d'améliorer le fonctionnement automatique de ces appareils comparativement à ce qu'il était jusqu'à présent. Un autre but de l'invention est de procurer un procédé pour maintenir les mâchoires à retreindre de l'ap- pareil à souder à résistance relativement froides dans l'in- tervalle de temps compris entre leurs opérations successives, c'est-à-dire pendant qu'elles sont écartées du maillon de chaine ou autre pièce à souder.
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Bien que l'invention soit applicable à la soudure à résistance en général, elle présente une importance spé- ciale pour la soudure électrique de maillons de chaîne.
Actuellement on emploie dans la pratique l'un ou l'autre des aeux procédés suivants pour régler le temps pendant le- quel on soumet à l'action chauffante du courant électrique le joint de chaque maillon. Suivant le premier procédé, un ouvrier surveille chaque joint durant l'opération de soudure et coupe le courant électrique immédiatement après que le joint a été porté à une température que l'ouvrier estime suffisante pour assurer une soudure satisfaisante. Avec ce procédé, la résistance et l'efficacité de la soudure dé- pendent de l'expérience de l'ouvrier dans l'estimation visuelle de la température correcte.
Le second procédé em- ployé actuellement est automatique, la coupure du courant étant commandée soit par une came qu'on peut rler de façon qu'elle ouvre le circuit électrique après un intervalle de temps prédéterminé, soit au moyen d'un pyromètre à radia- tions, sensible aux radiations thermiques émanant de la sou- dure et servant à actionner par l'intermédiaire d'un systè- me de relais le commutateur principal commandant le cou- rant de soudure.
Suivant la présente invention, on emploie une cellule photo-électrique ou cellule au sélénium disposée près de la machine à souder et fonctionnant sous l'action de l'intensité des rayons calorifiques ou lumineux émis par le joint durant l'opération de soudure, la cellule étant agencée à l'aide d'un amplificateur ou relais approprié de manière à actionner un commutateur ou autre organe pour couper le circuit électrique ou interrompre autrement l'o- pération de soudure à la suite d'un fonctionnement de la
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cellule dû à ce que les rayons calorifiques ou lumineux éma- nant du joint on atteint une certaine intensité.
De préfé- rence, on emploie une cellule du type photo-électrique et il est avantageux d'employer au moins deux cellules fonc- tionnant concurremment, une cellule étant le plus sensible aux radiations visibles et une autre cellule étant le plus sensible aux radiations de l'espèce infra-rouge, la dernière caractéristique étant accentuée en disposant en regard de la cellule un filtre infra-rouge.
Afin que l'invention soit bien comprise et puisse être facilement mise à exécution on en décrira ci-après plus en détail un exemple d'exécution en se féférant aux dessins annexés, dans lesquels:
Fig. 1 est un schéma de connexions du montage gé- néral de l'installation complète.
Fig. 2 est un schéma de connexions du groupe régu- lateur de l'appareil à souder.
Fig. 3 est une vue schématique rien que du groupe de la cellule photo-électrique.
Le groupe de la cellule photo-électrique est dé- signé de façon générale par le chiffre de référence 1 (voir Figs.1 et 3) et il contient deux cellules photo-électri- ques C1 et C2, la cellule C1 étant le plus sensible aux ra- diations visibles et la cellule C2 étant le plus sensible aux radiations de l'espèce infra-rouge, cette caractéristi- que étant accentuée en disposant en regard de la'cellule C2 un filtre infra-rouge 2. Chaque cellule est montée en série avec une forte résistance R1 ou R2 pour limiter le courant d'ionisation au cas où on emploierait une cellule à remplissage gazeux, bien qu'on préfère employer des cellules à vide.
Aux bornes des cellules C1 et C2 est appliquée une
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tension de sens invariable par l'intermédiaire des enroule- ments du transformateur TR1, du tube redresseur V2, de la résistance égalisatrice R10 et des condensateurs K1 et K2, le conducteur positif étant connecté à la résistance R1 et le conducteur négatif à la résistance R2. En parallèle avec les cellules C1 et C2 et avec les résistances R1 et R2 sont montés des résistances R3 et R4 et le potentiomètre PO, les résistances R3 et R4 étant variables. Le point de jonction 3 des cellules est connecté à la grille du tube Vi dont la cathode est connectée à la prise de courant du potentiomètre PU.
Par suite, le potentiel de grille du tube V1 dépend du rapport des grandeurs des résistances équivalentes des cel- lules C1 et C2, tandis que le potentiel de la cathode dépend du réglage du potentiomètre PO. quand la température de la soudure augmente, la radiation totale du métal chaud s'inten- sifie et la résistance équivalente de chaque cellule diminue.
L'élévation de température a aussi pour effet d'augmenter la proportion de lumière visible. La résistance équivalente de la cellule C2 (équipée de son filtre infra-rouge) ne tend pas à décroître pour cette cause, et en fait, si c'était le seul changement produit (c'est-à-dire si la radiation totale n'aug- mentait pas, mais seulement la proportion de radiation visi- ble), la résistance de cette cellule croîtrait. Toutefois, la cellule C1 est très sensible aux radiations visibles, si bien que sa résistance équivalente diminue par suite de l'ac- croissement de la proportion d'énergie visible. Par consé- quent la résistance équivalente de la cellule C1 diminue tant par quite de l'accroissement de la radiation totale que par suite de l'accroissement de la proportion de radiations visi- bles.
Toutefois, la résistance équivalente de la cellule C2
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n'augmente que par suite d'un accroissement de la radia- tion totale, alors que l'accroissement de la proportion visible tend à produire l'effet inverse, si bien que l'effet combiné est que la résistance équivalente de la cellule C1 diminue beaucoup plus rapidement que celle de la cellule C2.
Par conséquent, le potentiel de leur point de jonction 3 (et partant aussi de la grille du tube V1) devient de moins en moins négatif au fur et à mesure que la température du @ métal à souder s'élève.
Le potentiomètre PO est réglé de manière qu'ini- tialement la cathode du tube soit plus positive que la grille, c'est-à-dire que la grille est polarisée négativement. Comme expliqué ci-dessus, quand la température de la soudure augmen- te, le potentiel de la grille devient de moins en moins né- gatif. Le potentiel de la cathode une fois le potentiomètre réglé, reste cependant constant, et de ce fait la polarisa- tion négative de la grille du tube V1 diminue continuelle- ment quand la température s'élève. Par suite, la résistance au courant continu entre l'anode et la cathode du tube dimi- nue continuellement elle aussi quand la température du métal à souder s'élève.
Le maillon à souder est désigné par le chiffre de référence 4 et est représenté sur la Fig. 1; les radiations visibles et invisibles émanant de la soudure traversent les lentilles 5 et 6 et des prismes 7 et 8, pour passer aux cellules C1 et C2 (voir Fig.3).
Les grilles des tubes thyratron Tl, T2, T3 et T4 sont toutes connectées au point de jonction 9 de la résis- tance R6 et de la cathode du tube V1. Une tension de sens invariable est appliquée au tube V1 et à la résistance R6 en série au moyen des enroulements du transformateur TR1, du.
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tube redresseur V3, de la self égalisatrice L5 et des conden- sateurs R3 et K4, la connexion positive allant à l'anode du tube et la connexion négative à l'extrémité de la résistance R6 éloignée du tube. Par suite, le potentiel des grilles des thyratrons (qui sont tous les mëmes) dépend du rapport des grandeurs de la résistance R6 et de la résistance au courant continu du tube.
Cette dernière diminue quand la température de la soudure s'élève, tandis que la résistance R6 reste inv.ariable. De ce chef, lorsque la température de la soudure s'élève, le potentiel de grille des thyratrons devient de plus en plus positif (autrement dit de moins en moins négatif).
La cathode du thyratron T4 est connectée au curseur du po- tentiomètre P4. Celui-ci est monté en série avec des résis- tances R7 et R8, et ensemble la résistance R7, le potentio- mètre P4 et la résistance R8 sont montés en parallèle avec le tube V1 et la résistance R6; de cette façon une tension continue est appliquée à la résistance R7, au potentiomètre ?4 et à la résistance R8 en série. Par suite, le potentiel de la cathode dépend du degré de réglage du potentiomètre P4.
Celui-ci est réglé de manière qu'initialement la catho- de du thyratron soit plus positive que sa grille, cest-à- dire que sa grille est polarisée négativement, et lorsque la température de la soudure s'élève, la grille du thyratron devient de moins en moins négative, ou autrement dit la pola- risation négative de la grille diminue continuellement. pour une certaine polarisation, le thyratron laisse subitement passer le courant et actionne un relais L4 qui à son tour ferme une soupape de la conduite à air comprimé par laquelle un vent d'air comprimé était dirigé précédemment sur les mâchoires à retreindre en vue de les refroidir avant que le maillon soit chauffé à sa température correcte de
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soudure.
De cette façon le débit d'air aux mâchoires à retreindre est coupé automatiquement selon la température du maillon. On comprendra facilement que pour un réglage donné du potentiomètre PO, la température dé la soudure, pour laquelle le thyratron T4 fonctionne, dépend de la gran- deur de la polarisation initiale de sa grille, c'est-à-dire qu'elle dépend du réglage du potentiomètre P4.
De manière analogue, toujours pour tout réglage donné du potentiomètre PO, les températures de la soudure, pour lesquelles fonc- tionnent les thyratrons T3, T2 et T1 (qui commandent res- pectivement la soupape à huile du mécanisme à souder, la tension de soudure et la température de soudure), dépen- dent respectivement des différents degrés de réglage des potentiomètres P3, P2 et P1, les thyratrons T3, T2 et Tl servant à actionner respectivement le mécanisme et les com- mutateurs commandant le débit de courant de soudure.
Pour tous réglages donnés des potentiomètres P1, P2, P et P4, on peut augmenter ou diminuer simultanément les températures auxquelles fonctionnent les thyratrons, en faisant varier le réglage du potentiomètre PO qui, en faisant ainsi varier le potentiel de la cathode du tube V1, change la polarisa- tion initiale de la grille et, partant, sa résistance int- tiale entre anode et cathode. Ceci à son tour fait varier le potentiel de grille initial de tous les thyratrons.
Les résistances R3 et R4 sont variables, de sorte qu'on peut équilibrer toutes les cellules de manière satis- faisante peu importe la grandeur des variations de leurs caractéristiques. La résistance R5, qui est relativement grande, connecte la grille du tube V1 à la terre afin de procurer un trajet de fuite au cas où il circulerait un courant de grille, et d'autre part il est aussi prévu une ré-
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sistance Rg dans le conducteur allant aux grilles des thyratrons. Il est à noter que PO est le potentiomètre employé pour régler la température, étant donné que si l'on utilisait à cette fin le potentiomètre P1, tout chan- gement du réglage de P1 exigerait un réglage de P2, P3 et P4, tandis qu'un réglage du potentiomètre PO fait varier simultanément les températures de fonctionnement de tous les thyratrons.
La fonction du potentiomètre P1 est de dé- placer sur la caractéristique tension de grille-courant d'anode du tube V1 le point pour lequel fonctionne le thyra- tron T1. Pour faciliter ce réglage, il est prévu dans le conducteur d'anode du tube V1 des bornes M auxquelles on peut raccorder un milli-ampèremètre. Les chauffages du tube et des thyratrons sont alimentés par un enroulement 10 du trans- formateur TR1, aux bornes duquel est connectée une lampe té- moin 0 pour indiquer si la puissance est débitée à l'appa- reil. Des enroulements distincts 11 du transformateur TR2 appliquent àes tensions alternatives aux bornes de chacun des thyratrons T1, T2, T3 et T4 qui sont ainsi réamorcés cinquan- te fois pa.r seconde ou un nombre de fois dépendant de la fré- quence de la distribution.
Dans les circuits d'anode, les thyratrons sont connectés aux bobines de commande des relais L1, L2, L3 et L4 et aux résistances limitatrices d'intensité de courant R11, R12, R13 et R14. Les bobines des relais L1, L2, L3 et L4 et les résistances R11, R12, R13 et R14 sont shuntées par des condensateurs K5, K6, K7 et K8. Les relais L1, L3 et L4 comportent respectivement chacun deux contacts 12, 13 et 14 connectés respectivement aux bornes N1, N3 et N4 et normalement maintenus écartés par des ressorts. Quand les bobines s'excitent, ces contacts s,e ferment et excitent des
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solénoïdes extérieurs qui sont agencés pour déclencher la machine, actionner le mécanisme et fermer la soupape à air comprimé, respectivement.
Le relais L2 comporte trois con- tacts 15 connectés aux bornes N2. Le contact médian et l'un des autres contacts (appelé ci-après deuxième contact) sont normalement fermés par un ressort. Quand la bobine est exci- tée, le contact médian s'écarte du'deuxième contact et vient porter contre le troisième contact. Le deuxième et le troisiè- me contacts sont chacun connectés à une extrémité d'un solénoï- de Q1 ou Q2 (voir Fig. 1). Les autres extrémités des deux so- lénoïdes sont connectées à l'un des conducteurs principaux 16 .
(voir Fig. 1). Le contact médian est connecté à l'autre con- ducteur principal par l'intermédiaire du commutateur à came de la machine. L'interrupteur automatique Q1 est connecté à une prise du primaire 17 du transformateur de soudure 18 qui fournit une tension secondaire relativement élevée, tandis que l'interrupteur automatique Q2 est connecté à la prise fournissant une tension moins élevée. Quand le commutateur à came se ferme, le solénoïde de Q1 s'excite, fermant ainsi ses contacts pour appliquer une tension relativement élevée à l'enroulement secondaire 19 du transformateur, qui est connec- té aux électrodes reliées électriquement au maillon 4.
Aussitôt que la soudure est portée à une température appropriée, le thyratron T2 excite la bobine du relais L en ouvrant le con- tact médian et le deuxième contact et en fermant le contact médian sur le troisième contact. Il s'ensuit que l'interrup- teur automatique Q1 s'ouvre et que l'interrupteur . automati- que Q2 se ferme. De ce fait une tension moins élevée est appliquée au secondaire 19 du transformateur 18 et agit sur le maillon pendant la phase suivante de l'opération de sou- dure.
Quand la température de soudure voulue est atteinte,
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les cellules photo-électriques déclenchent la machine,le mouvement de l'arbre à came ainsi produit étant réglé de manière à ouvrir le commutateur qui coupe immédiatement la circulation du courant à travers le maillon et empêche toute élévation ultérieure de la température. A titre d'alternative, les cellules photo-électriques peuvent être agencéespour ouvrir un interrupteur automatique dans le circuit primaire du trans- formateur et en même temps déclencher la machine.
Sur la Fig. 1 le commutateur à came est désigné par le chiffre de référence 20. Les conducteurs 21, partant des bornes du coffret 22 contenant les relais N1, N2, N3 et N4, vont au solénolde actionnant l'embrayage. Les conducteurs 23 et 24 sont destinés à être connectés aux solénoldes servant à actionner respectivement le mécanisme à souder et la soupape à air comprimé.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Appareil à souder à résistance, caractérisé par une cellule photo-électrique ou cellule au sélénium disposée près de la machine à souder et fonctionnant sous l'action de l'intensité des rayons calorifiques ou lumineux émis par le joint durant l'opération de soudure, la cellule étant agencée à l'aide d'un amplificateur ou relais approprié, de manière à actionner un commutateur ou autre organe en vue de couper le circuit électrique ou interrompre autrement l'opération de soudure à la suite d'un fonctionnement de la cellule dû à ce que les rayons calorifiques ou lumineux émanant du joint ont atteint une certaine intensité.