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wpr,OZI0N:T1'idl'8 AÜ DISPOSITIFS POUR LA. SOUDURE rL'MGI.URI 6u .il.UT01aTIUE" .
La présente invention, due à Monsieur Pierre SCULARY
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est relative à des perfectionnements apportés aux dispositifs de soudure électrique automatique réalisée suivant le procéd dit "Unionmelt", dana lequel l'extrémité de l'électrode en fil métallique -!et en contact avec, ou plonge dans, une ma- tière spéciale ou flux disposée en poudre sur la pièce à souder, le courant électrique causant la fusion de l'électrod Elle a pour objet le réglage à une valeur sensiblement cons- tante d'une donnée électrique de soudure, par exemple la ten- sion entre électrode et pièce à souder ou l'intensité du cou- rant de soudure.
Pour réaliser ce réglage, il faut maintenir aussi constante qu'il st possible la diatanoe entre l'élec- trode et la pièce à souder en ùépit des variations inévitabl et accidentelles intervenant dana la vitesse instantanée de fusion de l'électrode et dbns les couples appliqués au moteul d'entraînement de l'électrode, les variations du couple provenant par exemple, pour celles du couple moteur, de* variations de la tenaion d'alimentation, pour celle* du coup. résistant, d'irrégularitéa de diamètre de l'éleotrode ou
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..-### low.qu'elle est e-- Binée en bobine aur un touret. cet effet, il habituels nt le.
àiapositif8 soudure élootrique tique$ not8O$ent salàure l'orO, do déte1Der l'ontrotoemeot de l'éleotrode par moteur en déterminer l'entre es ,..ur. t, pour moteur fonction des divers 1,difier rapport nir compte ue...ri.t1oo. Ci-deslust sur 11une en rapport avec leB répercuasionx qui en réaultent sur l'une de ce. àor 1a viteaoe àu moteur.
Dans le procédé , *Dnionmelt" qli la deo prooédéa de aoudure L ,arc par l'importonoo des pul re des procédés de soudure jeu dans 1 es .0udurelut par les d t..¯o- Ua. éea de d érouleme ot des #......... et par vitesses élevées de déroulem 5 opérations prélininaires précision requ ,80 dne accostage des Pl 1 souderg ...... o>nfremage, aooo.tege àeB piéoeB à aouàer, et dana le règleS" -te inage a erses données de nouduret on eal et dans le règlose des div de oette méthode$ à .. servir ,,,duit, Pour l' app 1J.Cation utilla és en "Oudu moyens de régulation différents de oeux utillaéa ineuff* À'8rO dont Àa senaibiÀité et la Wapidité seraient inàuff.
,,arc dont la 5 tablid Pour te nix te de et qui. par contre$ Sont 6 oudure caD"te da .. problèmes qui ne 80 Posent pas a..oudure "1)nlo-1t", exemple aeux relatirn à l'inversion àu sena à'entrsfnem, .....1..- relatifs soudures le loqg de l'élootrode et à la réalisation de souàures moyens$ lignes su% formes le.
Plus variées Mal. oea 8Oya.., . pour 1..r.-" ' comportaot .pparel110W tivement compliqué. t,,n permet d'obtenir régu La Présente invention permet à'obtenir la ré8" ohorohéo par l'ut111""00 d'uO dl.pO.ltif plu. ai mp l' ohe encombrent et ,Ina onéreux que ceux hab1tu.lloeot e >8 avmta6es qu'elle prooUre sont P art 101.11> remeo t in - le oa. d'lOat¯ll.tl00. de Petites puisaanoe, et dans le cas port.t1.e., ...#.. qui peuvent Utiiinée. pour f,,1re de.
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Le dispositif de 1'invention comporte, pour l'amen de l'électrode, un ensemble moteur-dispositif mécanique du type de ceux permettant de réaliser par eux-mêmes une vitesse moyenne constante, pratiquement indépendante des variations du couple appliqué, l'ensemble étant réglé sur une vitesse supérieure (cas a) ou inférieure (cas b) à cell correspondant à la vitesse moyenne de fusion de l'électrode relative à la donnée de soudure cherchée, maie voisine de celle-ci, et comporte en outre un relais électrique oonneot comme connu en soi, entre électrode et pièce à souder, ce relais étant disposé de manière à diminuer (cas a) ou à augmenter (cas b), la vitesse d'amenée de l'électrode,
à ch fois que la donnée de soudure prend une certaine valeur inférieure (oas a) ou supérieure (cas b) à la valeur oheroh
Le premier éoart ci-dessus, entre la vitesse sur laquelle est réglé le dit ensemble et la vitesse moyenne de fusion, est choni, par exemple, de l'ordre de grandeur des variations possibles de cette vitesse moyenne de fusion dans les conditions de soudure adoptées; par exemple sa va- leur relative est ohoisie entre 1 et 10 %.
D'autre part, la variation dans la donnée de soudure nécessaire pour faire entrer le rela is en action, autrement dit la sensibilité de celui-ci, est choisie telle qu'elle permette de réaliser de bonnes conditions de soudure; si la donnée de soudure adoptée est la tension entre électrode et pièce à souder, cette sensibilité est par exemple prise entre 1 et 5 volts.
Le relais, pour modifier la vitesse d'amenée de i'é leotrode, peut agir sur la vitesse de l'ensemble moteur- dispositif mécanique ou sur la liaison existant entre oe dernier et l'électrode, cette liaison étant par exemple constituée à cet effet, par un embrayage magnétique.
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L'ensemble moteur-dispositif mécanique peut consist en un ensemble moteur synchrone ou asynchrone-variateur de vitesse (c'est-à-dire système de changement de vitesse pro grenait), Laie il est préférable d'utiliser un ensemble motet régulateur de vitesse, le moteur étant par exemple, pris du type à oourant continu ou universel, éventuellement même, non électlique : méoanique (pour l'exécution de travaux de courte durée tels que pose de rivets de soudure), pneumati- que, eto.. Le régulateur de vitesse peut être un appareil à action centrifuge opérant par ouvertures et fermetures suce sives et rapide* d'un circuit électrique du moteur agissant sur la vitesse de ce dernier.
Quant au relais, il peut être alors tel, que sous l'influenoe des variations de la donnée de soudure, il manifeste son entrée en action par l'ouver- ture (cas a) ou la fermeture (cas b) d'un pareil circuit. A si, d'une part, le moteur est muni de moyen de régulation de vitesse qui, pour une valeur donnée de la vitesse de fusion de l'électrode, supposée constante à chaque instant, main- tiennent la vitesse moyenne du moteur pendant le ours de variations accidentelles des couples moteur et résistant, en sorte que cette vitesse moyenne soit celle qu'aurait le moteur en l'absence des dites variations;
d'autre part, le relais électrique modifie la vitesse d'entraînement qu'aurai l'électrode, si le moteur était exempt de variations de couples, de façon à donner à cette vitesse une valeur moyenr égale à la vitesse de fusion correspondant à la donnée de soudure adoptée. Il est à remarquer, du reste, qu'il n'est pas nécessaire de corriger Intégralement les variations de couples moteur et résistant quelle que soit leur importance par les dits moyens de régulation de vitesse, il suffit d'utiliser ces moyens pour apporter une correction partielle aux dites variations, la correction complémentaire pouvant être alors opérée par les moyens servant au règlage de la vitesse de fusion.
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D'autre part, la demenderesse a reoonnu que l'appl cation au acteur d'entraînement de l'électrode, du régula- teur de vitesse envisagé, par le degré de constance qu'ell permet de conférer à la vitesse du moteur, fournit la poss bilité d'arriver au but cherche sans recourir au relaie él trique. Le moyen employé oonsiste à adopter, pour la donnés de soudure, une tension de soudure (c'esr-à-dire une dis- tanoe entre électrode et pièce à souder) supérieure à cell qui correspond au maximum de la puissance fournie par le générateur du courant de soudure. Le fonctionnement de ce moyen est mieux compris si l'on ae réfèr? à la figure 1 ci- jointe.
Cette figure représente, pour un réglage déterminé générateur de courant, la oourbe donnant les variations de la puissance électrique W fournie par le générateur, en fo. tion de la tension de soudure U. Um et UM marquent les li- mites de tension entre lesquelles la soudure eat possible; cette oourbe peut représenter également, groe à un ohan- gement convenable d'échelle d'ordonnée*, les variations de la vitesse moyenne de fusion V de l'électrode en fonc- tion de la tension de soudure puisque la vitesse moyenne d. fusion est sensiblement proportionnelle à la puissance mis en jeu dans la soudure.
Dès lore, la figure montre qu'à une vitesse moyenne de fusion V1 oorrespondent deux tension de aoudure Ul et U'l; la première donne un régime de fono- tionnement stable, la seconde un régime instable. En effet: supposons que, reoherehant le fonctionnement à la tension Ul, on règle la vitesse du moteur à la valeur de Vl et que pour une raison queloonque : fusion irrégulière de l'éleo- trode ou dénivellement de la pièce à souder par exemple, la tension vienne à monter; à ce moment, il faut pour que le bon fonctionnement ne rétablisse de lui-même, que la distance entre l'extrémité de l'électrode et la pièce di- minue;
c'est ce qui ae produit automatiquement puisque, dans la région de la oourbe qui correspond aux tensions
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comprises entre UM et oelle U2 qui donne le maximum de puissan
V varie en raison Inverse de U. Le régi,.e normal se rétablit é lement de lui-même lorsque U prend accidentellement une valeur trop faible,* le fil fond alors plus rapidement qu'il n'avance et, cela, Jusqu'à oe que l'équilibre se retrouve. Au contraire dans l'autre partie de la oourbe, les variations de la tension de soudure et de la puissance électrique étant de même sens, le régime de fonctionnement est instable.
Ce qui précède suppo. que le générateur de courant travaille toujours sur la même caractéristique; n'il n'en était pas ainsi par exeuple, en rail de faibles variation* de la tension d'alimentation du générâtes de courant, il n'en résulterait pas moins que la puissanoe éle trique dépensée pour la soudure resterait constante.
Les figures 2 à 5 annexées fournissent à titre d'exemples non limitatifs de modes de réalisation de l'invention.
Comme représenté à la figure 2, le fil$est entrainé vers la pièce à soudr 2 par un système de galets 3 mû par un moteu 4. Le oourant d'alimentation du moteur pris entre les bornes 5 passe par le contact 6 d'un oontaoteur et par le rupteur 7 d'un régulateur de vitesse constitué par des masselottes 8 sou mises aux actions de sens contraires de la force centrifuge et d'un ressort réglable 9.
Lorsque l'action d la force oentrifuge dépasse en valeur absolue celle du ressort 9, le courant d'alimentation du moteu est coupé par le rupteur 7. Ce oourant est rétabli dès que la vitesse du moteur redevient telle, qu'il y a équilibre enter les notions du ressort 9 et de la force centrifuge. La fréquen des ouvertures et fermetures du circuit d'alimentation du mote est rapide en raison de la faible inertie adoptée pour les pièces en mouvement; elle eat par exemple de l'ordre de 25 pas seconde.
Le courant de soudure -et amené à l'électrode 1 au moyen d'un frotteur 10 qui est connecté, de même que la pièce à souder 2, à un générateur d courant oonvenable, par des
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conducteurs 11 et la. En dérivation sur ce* conducteurs est alimentée la bobine 13 d'un relais; ce relais est sur la figure ux relais a minimum de tenaion dont la pièce de contact 14 coupe le courant d'alimentation de la bobine 15 du contacteur lorsque la tension entre l'électrode 1 et la pièce à souder 2 devient inférieure à une certaine valeur fixée à l'avance, qui peut êtr déterminée au gré de l'opérateur au moyen d'un déostat 16. Le courant d'alimentation de la bobine 15 du contacteur est pris aux bornes 17.
La pièce de contact du relais fonctionne à une fréquence qui peut être beaucoup moina grande que celle du rupt du régulateur centrifuge, en raison du fait que les variations de 1& vitesse de fusion ne deviennent pratiquement sensibles qu'au uout d'un temps relaivement appréciable; elle établit par exemple un contact par seconde. Au lieu d'un contaoteur simple, on pourrait utiliser un oontacteur inverseur qui changerait le sens de rotation du moteur lorsque la tension de soudure devien drait inférieure à une voleur donnée ; oette disposition aurait en outre pour avantage de permettre l'amorçage automatique ue 1 fusion de l'électrode au moyen d'un arc de courte durée.
Avec un dispositif du type précédent on peut par exemple en viaager parmi les nombreux modes de fonctionnement possibles, les deux suivants: 1 - Le régula,eur est réglé pour la vitesse d'entraînement du fil d'électrode qui correspond exactement à la vitesse moyen de fusion et le relais de tension est règé pour couper le ooura de la bobine du contaoteur et, par suite, celui du moteur, lors la tension de soudure prend une valeur nettement inférieure à c recherchée, par exemple 20 volts au lieu de 35 volts, cette der nière étant supérieure à celle qui correspond au maximum de puissance dans la soudure.
Dans ce cas, la tension de soudure e maintenue constante, comme il a été exposé ci-dessus à propos a de la figure 1, grâce à la constance de/vitesse d'entratnement du fil d'électrode, et le relai s n'intervient qu'exceptionnelle ment pour éviter la mise en régime de fonctionnement instable, qui aurait pour conséquence la mise en court-circuit de l'éleo-
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trode et de la pièce à souder.
2 - Le régulateur est réglé pour une vitesse d'entrer nement du fil d'électrode un peu supérieure (ou inférieure) celle correspondant à la vitesse moyenne de fusion et le rele de tension entre en jeu dès que la tension de aoudure devient légèrement inférieure bu supérieure) à celle désirée.
Dans le dispositif représenté à la figure 3, le relai et le oontaoteur précédente sont remplacée par un électro- aimant dont l'armature est figurée en 18 et la bobine en 19 e dont l'action s'ajoute à oelle du ressort. Le courant de sou- dure est supposé alternatif, t la bobine 19 est soumise à la tension de soudure, sprès redressement de ce courant par le redresseur 20 et son filtrage par la bobine d'inductance 21 e la cavité 22. Lorsque la tension de soudure croît, l'attrao- tion exercée sur l'armature 18 augmente et le moteur accélère son allure; il ralentit lorsque la tension de soudure baisse. rhéostat 23 inséré dans le oirouit d'excitation de la bobine . permet de régler la tension de soudure à la valeur voulue.
La figure 4 représente une variante du dispositif de figure 3 dans laquelle l'armature 18 de l'électro-aimant est pourvue de deux butéea réglable* 24 et 25, rappelées par un ressort 26; le rhéostat 23 est réglé de telle façon que le contact mobile du rupteur du régulateur soit libre entre lea deux butées 24 et 25 dont la position est elle-même convenable ment ajustée, loragie la tension de soudure est normale. Si celle-ci baisse, la butée 25 écarte le contact mobile du rupte et le courant du moteur est ooupé; au contraire, le moteur acc re son allure lorsque la tension de soudure croît au-dessus d'une certaine limite car, grâce à la butée 24, l'action de l'électro-aimant vient s'ajouter à celle du ressort 9.
La figure 3 représente un dispositif utilisant un rela à soupape ionique à grille de commande du type de ceux connus sous la dénomination de "Thyratrons". Le moteur 4 est alimenté par du courant reuressé fourni par la dite soupape, alimentée encourant alternatif par l'intermédiaire d'un transformateur- ce transformateur présente un enroulementprimaire 27 et deux
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suroulements secondaires, l'un 28 qui sert au chauffage de cathode, l'autre 29 qui sert à l'alimentation de l'anode de la soupape, le oourant redresse cirulent à travers le moteu dans le circuit anode-cathode.
Ce courant redressé ne peut passer que lorsque la différence de potentiel entre la grill la cathode du relais à soupape ionique prend une valeur supé rieure à une certaine limite; dès que cette différence de po tentiel devient inférieure à la dite limite, le courant d'al mentation du moteur 4 est ooupé.
La cathode est connectée à la pièce à souder, tandis que la grille de commande de la soupape est reliée à travers le rupteur 7 du régulateur oen- trifuge au curseur d'un potentiomètre 30, dont les extrémité sont reliées électriquement à l'électrode et à la pièce à soud
La différence de potentiel entre la grille et la cathode est dono, tant que le rupteur 7 est fermé, proportionnelle à la tension de soudure et, cela, dans un rapport qui dépend de la position du curseur du potentiomètre 30; on peut donc, en agissant sur le curseur, régler la différence de potentiel entre la grille et la cathode ue telle façon que le relais à soupape ionique, fonctionnant alors en relais à minimum de tension, bloque le oourant du moteur lorsque la tension de so dure prend une valeur inférieure à celle désirée.
Le courant du moteur est également coupé lorsque, la vitesse dépassant un certaine valeur, réglable eu moyen du resaort 9, le rupteur s'ouvre sous l'action de la force centrifuge; car alors, la g: le est mise au potentiel de la cathode par une résistance de valeur élevée, 31.
.-lien entendu, on peut utiliser, pour la mise en oeuvre de l'invention, des variantes de réalisation, sans sortir du cadre de celle-ci. C'est ainsi qu'au lieu du régulateur à acti centrifuge, on peut employer tout autre dispositif dans lequeJ comme dans celui-ci, le réglage de vitesse, en fonction des variation, de couple, est obtenu en faisant osciller la vitest
Instantanée du moteur entre des limites prises de part et d'autre d'une vitesse moyenne, à l'aide d'une impulsion éleotr
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communiquée à un circuit d'aJ.1:nentat1on du moteur 1:'::...'¯C!!.É!k=:
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oun des passages de la vitesse Instantanée à l'une de ces lin pendant le tempe Juste nécessaire pour amener cette vitesse instantanés à l'autre limite; à cet effet, il y a lieu de oho l'inertie de l'ensemble entraîne par le système moteur par re port aux grandeurs définissant l'impulsion électrique (amplit fréquence), pour que les ùites limitée et la distribution dan le temps entre ces limitée, des vitesses instantanées du mote se trouvent convenablement déterminées.
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1 - Dispositif pour le réglage à une valeur sensiblem constante d'une donnée électrique de soudure (par exemple ten- sion entre électrode et pièce à souder ou intensité du courant de soudure) dans une installation de soudure électrique autome tique utilisait le procédé dit "Unionmelt" suivant lequel l'ex trémité de l'électrode en fil métallique est en contact avec, ou plonge dans, une matière spéciale disposée en poudre sur la pièce à souder, le courant électrique causant la fusion de l'é trude, caractérisé en ce qu'il oomporte pour l'amenée de l'éle trode un ensemble moteur-dispositif mécanique du type de ceux permettant de réaliser par eux-même une vitesse moyenne cousit.
pratiquement indépendante des variations du couple appliqué, e l'enaemble étant réglé sur une vitesse supérieure (cas a) ou inférieure (cas b) à celle correspondant à la vitesse moyenne de fusion de l'électrode relative à la donnée de soudure chercha mais voisine de celle-ci, et qu'il oomporte, en outre, un rela: élec rique connecté comme connu en soi entre électrode et pièce à souder, ce relais étant disposé de manière à diminuer (ces a) ou à augmenter (cas b), la vitesse d'amenée de l'électrode, à chaque fois que la donnée de soudure prend une certaine valeur inférieure (cas a) ou supérieure (cas b) à la valeur cherohée.
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8 - " âe àV-rÔ au vant 1, 8U8-
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