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Dispositif de soudure électrique.
La présente invention concerne un dispositif auto- matique pour la soudure électrique, dans lequel la vitesse d'avancement de l'électrode est réglée automatiquement sous la dépendance de la chute detension ou du courant dans la zone de soudure. Lors du soudage avec de semblables disposi- tifs, on a observé, en particulier dans la période de mise en marche, des difficultés qui proviennent de ce que, au com- mencement de l'opération de soudage, le' réglage de la vitesse d'avancement ne commence pas assez rapidement. A l'instant de lallumage du soudage, les conditions électriques détermi- nant le réglage, telles que le courant de soudure ou la ten- /Il
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sion, sont soumises en effet à de fortes variations.
Ces variations proviennent des conditions de passage du courant à l'endroit de la soudure. Au moment de l'allumage, la résistance de passage à l'endroit de la soudure est en effet notablement plus grande que pehdant la soudure et par conséquent ce qui agit en pratique sur le dispositif de réglage, c'est la tension de marche à vide de la génératrice de courant de soudure, tension qui est le plus souvent de beaucoup supérieure à la tension de soudure.
Ce phénomène se produit aussi bien lors de la soudure à l'arc que dans les procédés de soudure dans lesquels la chaleur est produite lors du passage du courant par une scorie fondue ; il se produit dans le procédé de soudure à l'arc, lorsqu'on provoque l'allumage par exemple à l'aide d'une décharge électrique, comme cela se fait souvent, pour éviter des dispositifs mécaniques compliqués qui allument l'arc par un court rapprochement de l'électrode. Dans les procédés de soudure qui travaillent avec une scorie, l'allumage est effectué habituellement à l'aide de ce qu'on appelle une pilule d'allumage qui est faite de laine d'acier ou d'une matière analogue et est placée entre la pièce à traiter et l'électrode.
Au commencement de la soudure, le courant passe seulement à travers la pilule d'allumage et la chaleur ainsi développée provoque alors la fusion d'une quantité correspondante du moyen de soudure qui reprend alors le transport du courant.
La résistance électrique entrele fil de soudure et la pièce traitée est, à l'instant de l'allumage, naturellement beaucoup plus grande que la résistance de la scorie liquide.
La cause de ce phénomène est déterminée en particulier par la résistance de transition élevée entre la surface de la pièce et la pilule d'allumage,c'est-à-dire par la couche d'oxyde recouvrant la surface métallique de la pièce. En tout cas il s'écoule aussi bien lors de la soudure à l'arc que lors du @ dernier procédé mentionné de soudure, initialement un courant
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de soudure nul ou seulement très minime et il y a par consé- quent, entre le fil de soudure et la pièce, pratiquement la tension de marche à vide de la génératrice de courant de aou- dure, tension qui est le plus souvent de 2,5 à 3,5 fois aussi grande que la tension de fonotionnement. Cette haute tension ou ces courants minimes fait que le dispositif de réglage établit une vitesse très élevée d'avancement.
Avant que la ten- sion de soudure s'abaissant par suite du rapide avancement de l'électrode vers la pièce (ou bien le courant croissant) puis- se établir une vitesse d'avancement normale, l'électrode est le plus souvent collée contre la pièce et la soudure ne commenoe pas.On ne parvient habituellement qu'après plusieurs es- suie d'allumage à mettre la soudure en train. Ces pertes de temps, qui sont augmentées par les travaux préparatoires né- cessaires comme le dégagement de l'électrode collée, l'élimi- nation de la couche d'oxyde du fil et de la pièce, le déver- sement à nouveau de poudre de soudure, etc. abaissent le ren- dement et la possibilité d'utilisation des dispositifsde soudure considérablement.
Les difficultés lors dela mise en marche peuvent ê- tre évitées lorsque, suivant la présente invention, la vitesse d'avancement du fil de soudure est limitée de telle manière qu'elle peut s'élever seulement dans une mesure minime,de pré- férence d'environ 20 %, au-dessus de la vitesse nécessaire pour la soudure. Si on limite la vitesse d'avancement, le temps gusqu'à l'abaissement de la tension de marcha à vide ne suffit pas pour faire avancer trop fortement l'électrode et la soudure se met en marche normalement.
Une forme de réalisation de l'invention est expli- quée plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple.
Dans le dispositif de soudure représenté schémati- queent sur la figure, l'avancement de lélectrode est produit par un moteur dont le nombre de tours est réglé par une influ- ence exercée sur le courant d'induit par un tube électronique
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à commande par grille, sous la dépendance de la tension de soudure. L'électrode 1 en forme de fil est avancée contre les tôles 4 à souder par les rouleaux de transport 3 actionnés par le moteur . Le courant alternatif utilisé pour la soudure, que fournit un générateur de courant de soudure non représenté à la figure, par exemple un transformateur à dispersion,est amené à l'électrode par les mâchoires de cuivre 5 et aux t8les à souder par la barre de cuivre en 6.
La tension de soudure employée pour le réglage de l'avancement de l'électrode et qui est prise d'une part aux mâchoires d'amenée de courant 5, d'autre part aux tôles 4 à souder, est raccordée à l'enroulement primaire du transformateur 10. La tension secondaire du transformateur, redressée dans le redresseur 11, est envoyée au répartiteur de tension 12. A la grille du tube électronique 20 se trouve appliquée la différence d'une fraction de la tension de soudure transformée et redressée, prise au répartiteur de tension 12, etd'une force électromotrice réglable de façon constante qui est prise au répartiteur de tension 13.
Le courant d'anode de ce tube électronique est envoyé à l'induit 21 du moteur 2 dont l'enroulement de champ 22 reçoit une excitation constante à courant continu qui, de même que le courant d'anode, peut être empruntée à un réseau de courant continu. Le fonctionnement du dispositif se fait comme suits
Si la tension de soudure amenée au transformateur 10 dépasse sa valeur normale, la valeur de la composante positive, prise au répartitear de tension 12, de la tension préalable de la grille augmente également.
La tension de la grille par rapport à la cathode devient par conséquent moins négative et le courant d'anode augmente et par conséquent aussi lenombre de tours de l'induit 21, de sorte que l'électrode est amenée plus rapidement à l'endroit de soudure et qu'on suppose ainsi à l'élévation de la tension de soudure. Lorsque la tension de soudure s'abaisse, l'opération de réglage se déroule inversement de façon tout-à-fait analogue.
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Par le choix approprié de la composante négative de la tension préalable de grille, réglée au répartiteur de tension 13, et de la valeur partielle de la tension de soudure redressée, prise au répartiteur de tension 12, on peut établir un courant d'anode et par conséquent une vitesse d'avancement de l'électrode qui sont appropriées aux conditions de la soudune à chaque instant, telles que l'épaisseur de l'électrode, le courant de soudure et l'épaisseur du joint. Le moyen pour limiter la vitesse d'avancement consiste dans le cas présent en ce que la tension partielle prise au répartiteur de tension 12 est limitée vers le haut. Cette limitation peut être faite, comme on l'a représenté au schéma, par un tube 30 à décharge dans le gaz, à cathode froide (une lampe dite à luminescence).
Lorsqu'en effet la chute de tension prise en 12 dépasse la tension d'allumage de la lampe à luminescence, la décharge commence et une partie du courant, qui suivait antérieurement son chemin exclusivement par le répartiteur de tension 12, s'écoule alors par la lampe à luminescence 30 et par la résistance 31. Toutes la différence entre la tension prise au répartiteur de tension et la tension de fonctionnement de la lanpe à luminescence est alors détruite dans la résistance 31 et il y a seulement à la grille la tension de fonctionnement de la lampe à luminescence. A l'instant de la mise en marche, latension d'allumage de la lampe à luminescence est toujours dépas- sée.
La plus grande vitesse d'avancement, qui peut par conséquent se produire dans la période de mise en marche, correspond à une tension préalable de grille qui est égale à la tension de fonctionnement de la lampe à luminescence.
Lorsque la soudure a commencé, la tension de la source de courant de soudure s'abaisse à sa valeur normale, et dans la même mesure s'abaisse la tension de réglage fournie par le redresseur, de sorte que la décharge à luminescence s'éteint et que le réglage continue à fonctionner normalement.
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Pour le fonctionnement du présent montage, il est nécessaire que la tension d'extinction de la lampe à luminescence setrouva à quelques volts au-dessus de la tension de soudure désirée, pour que la décharge dans la lampe à luminescence cesse avec sécurité lorsque la période de mise en marche est terminée? La tension d'allumage de la lampe à luminescence est alors ssuffisamment élevée, de sorte que des variations de la tension de soudure dues au fonctionnement ne peuvent produire aucun dérangement par un allumage non désiré de la lampe à luminescence de l'opération de réglage.
Un avantage particulier s'obtient encore, lors de l'emploi de la lampe à luminescence pour la limitation de la vitesse d'avancement, par le fait que la limitation de la partie positive de la tension préalable de grille entre seulement en action lorsque la tension d'allumage de la lampe à luminescence, située notablement au-dessus de la tension de fonctionnement normale, est atteinte. La vitesse d'avancement pendant l'opération de soudure peut donc être plus grande que dans la période de mise en marche sans que la limitation entre en action. L'invention peut être réalisée également à l'aide de moyens qui s'écartent plus ou moins de ceux décrits dans l'exemi ple de réalisation qui précède. Le tube électronique peut par exemple être remplacé par un thyratron.
A la place du redresseur indiqué, on peut employer aussi bien un redresseur quelconque à cathode incandescente ou également un redresseursec ou à mercure. L'emploi de filtres peut éventuellement aussi être avantageux pour uniformiser la tension de soudure redres- sée.
L'idée de l'invention peut se réaliser également d'une manière tout-à-fait différente. Ce qui est essentiel, ctest seulement que la vitesse d'avancement soit de préférence limitée vers le haut dans la période de mise en marche. Cette limitation ne doit aucunement se faire par une conformation appropriée du dispositif de réglage électrique. Elle peut se
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faire tout aussi bien directement par des dispositifs mécaniques appropriés. Toutefois cette forme de réalisation serait moins indiquée dans la plupart des cas.
Revendications.
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I/ Dispositif pour la soudure électrique automatique, dans lequel une électrode en forme de fil est amenée à l'endroit de soudure avec une vitesse réglée sous la dépendance du courant de soudure ou de la tension de soudure, caractérisé en ce que la vitesse d'avancement de l'électrode est limitée vers le haut à une valeur qui est seulement un peu plus grande que la vitesse d'avancement se présentant normalement pendant la soudure.