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Dispositif de soudure par rési stance, en particulierpour la sou- dure par molettes, et procédé de soudure par résistance.
L'invention concerne un dispositif de soudure par résistance, en particulier pour la soudure par molettes, comportant un système permettant de modifier la pression entre les pièces.à souder, par exemple la pression des électrodes, et un procédé de soudure par rési stance. Dans les dispositifs connus de ce genre, pour obtenir de bonnes propriétés métallurgiques, on utilise les variations de pression immédiatement avant et après le processus de soudure proprement dit, expression par laquelle on entend la période de passage du courant par l'endroit à souder, en ce sens qu'avant et après la soudure on augmente la pression des électrodes tandis que pendant la soudure proprement dite, la pression est réduite à une valeur plus faible, appropriée à la soudure.
Les périodes de passage du courant et les intervalles sont fixés à l'aide d'interrupteurs.
L'invention est basée sur l'idée que les interrupteurs ne sont nécessaires qu'au début et à la fin (de tout un cycle de soudure, y compris les tempsde soudures et les tempsde po se, pour entamer ou finir une période de fonctionnement, tandis que les intervalles de pose et de soudure peuvent 'être réglés à 1 ai - de d'autres moyens.
A cet effet, conforménent à l'invention, les électrodes de soudure restent branchées sur la source de courant pendent tout le cyclede soudure et l'on applique une variation de la pression, par exenple de la pression des électrodes, de manière à souder dans une zone à faible pression tandis que dans la zone à pression élevée il ne se produit que du chauffage.
Les temps de soudure et de chauffage (tenps de pose) sont uniquement déterminés par un ehoix judicieux des variations de la pression, ce qui présente davantage qu'il est superflu de rompre ou d'établir le courant de forte intensité utilisé pour la soudure.
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par "chauffage", il y a lieu d'entendre un échauffen ent de la matière tel que, contrairement à l'échauffenent jusqu'à la température requise pour la soudure, au droit du plan de séparation entre les pièces, il ne se produise pas de tendances à la soudure. Comme on le sait, un tel chauffage (recuit) est favora- ble pour la structure de la soudure obtenue et augmente la résistance à la traction de cette soudure. Ce phénomène est particulièrement marqua dans la soudure d'alliage d'aluminium.
Dans la soudure par points, le recuit s'obtient au droit même de la souaure; dans la soudure par molettes, opération pendant laquelle la pièce est déplacée à vitesse constante, l'endroit du recuit est déplacé par rapport à l'endroit de la soudure; ceci constitue cependant un avantage, car par suite de la température élevée de l'endroit voisin, la quantité de chaleur accumulée au point de soudure ne peut s'évacuer par conduction.
Les variations de pression précitées modifient la rési stance entre les deux pièces à souder, modification qui, comparée à l'impédance totale du circuit du courant de soudure, est pratiquement négligeable, de sorte. que les variations de pression et de résistance ne modifient guère l'intensité du courant dans les pièces. Un choix judicieux des variations de la pression et partant des variations de la résistance entre les pièces, permet de faire en sorte que la variation de la quantité de chaleur développ ée, qui dépend de la rési stance, soit tellee que l'on obti en- ne alternativement un effet de soudure et un effet de chauffage.
Bien que les variations de pression n'entraînent pas de variations notables de l'intensité du courant, il est parfois nécessaire de faire varier l'intensité du courant par d'autres moyens, à l'aide de prises du transformateur de soudure par exemple, maisil est cependant entendu que ces variations ne peuvent pas être telles que seules, c'est-à-dire sans l'intervention des variations de pression, elles puissent provoauer l'alternance désirée entre la soudure et le chauffage. Il se peut par exemple que la pression requise pour obtenir l'état de chauffage soit si élevée que le dispositif de pression requis serait de dimensions peu prati ques.
On peut obvier à cet inconvénient en réduisant l'intensité du courant dans la pièce pendant la période de chauffage de manière à obtenir un chauffage sous une pression pratiquement réalisable. pendant la période de chauffage* cette intensité du courant peut être constante. Cependant, tout en restant dansle cadre de l'invention, il est aussi possible de combiner une modification de l'intensité de courant soit pendant la période de soudure soit pendant la période de chauffage avec les pressions choisies, et ce suivent un programme déterminé.
D'une façon générale, les pressions requises pour le chauffage devront dépasser de 100% environ la pression sous la- quelle on soude, toutes autres conditions étant égal es d'ailleurs.
Le passage d'une pression élevée à une faible pression et inversement peut s'effectuer soit brusquement,, soit progressivement. Dans ce dernier cas, la séparation entre la pression de soudure et la pression de chauffage n'est pas bien nette, de sorte qu'il n'existe pas de limite nettoient déterminée entre les endroits soudés et les endroits uniquement chauffés.
Suivant une autre caractéristique de J.'invention, les électrodes de soudure peuvent toujours être branchées sur une source de courant alternatif et la variation requise de la pression des électrodes s'obtient à l'aide d'un dispositif électromagnétique, éventuellement combiné à un autre dispositif de pression, branché aussi, par l'interm édi ai res de redresseurs et éventuelle-
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ment d'un régulateur de phase, sur une source de courant alterna- tif. L'utilisation de redresseurs permet d'obtenir automatiquement, de façon trèssimple, les variations de pression périodiques dé- sirées. Dans ce cas, la fréquence de la tension d'alimentation peut différer de la tension alternative de soudure.
L'insertion d'un régulateur de phase dans le circuit d'alimentation du dispo si ti f - électrom agnétique permet de régl er, par rapport à la tension alternative de soudure, la phase du cou- rant requis pour obtenir les variations de la pression.
La description des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limi tati f, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte fai sant, bi en entendu, partie de l'invention.
Sur la figurel, 1 est une tension continue appliquée, au temps to, aux électrodes de soudure d'un dispositif réalisé conformément à l'invention. Avant l'application de cette tension, les électrodes de soudure sont placées sur la pièce, sous une pression indiquée par 2. Cette pression est choisie de manière a pennettre la soudure normale. Au moment t1, cette pression est portée à une valeur 3, choisie suffisamment élevée pour que la résistance entre les deux pièces à souder diminue suffisamment pour ne provoquer qu'un chauffage qui, par lui-même, ne produit p as' de soudure. Cet effet est favorisé par lefait que par suite du meilleur contact thermique avec la pièce sous l'effet de la pression accrue, l'évacuation de chaleur vers les molettes devient plus grande.
On ne soude donc effectivement que pendant la pério- de hachurée t0 - t1. Après abaissement, au temps t2, de la pression jusqu'à .La valeur initiale ou jusqu'à une valeur 4 appropriée pour la soudure, il se produit; après la période de chauffage t1- t2, une nouvelle période de soudure, ce qui se répète jus- qu'à la fin de la soudure, fin provoquée par exemple par la cou- pure de la source de courant de soudure au bout d'une période de chauff age. Un tel pro cédé, dans lequel le courant n'est pas inter- rompu entre les points de soudure séparés, dbnne d'excellents ré- sultats. Le réglage de l'intensité du courant peut s'effectuer de manière connue, par exemple à l'aide des prises du transfor- mateur de soudure.
Pendant les p ério des t0 - t1 et t1 - t2 ,les pressions indiquées par 3 et 4 peuvent être modifiées entre cer- taines limites suivant un programme déterminé. Pendant ces pério- des, cette modification peut aussi s'obtenir par la variation de l'intensité du courant.
Comme, dans la plupart des cas, on soude à l'aide de courant alternatif, il est recommandable d'utiliser un dispositif tel que celui représenté sur la figure 2, dans lequel les molet- tes de soudure 5 restent branchées sur lesecteur à courant alter- natif 6 pendant le fonctionnement, tandisque la modification de la pression. des électrodes s'obtient à l'aide d'un dispositif électromagnétique 8 combiné à un ressort 7, dispositif qui est branchésur la source de courant alternatif 6 'par l'interm édi ai - re d'un redresseur 9.
Lorsque le dispositif électromagnétique est excité par les impulsions de courant alternatif monophasé redres- sées par le redresseur 9, la pièce sera soumise entre les molet- tes 5 à la pression du ressort 7 et à la pression, créée par voie électromagnétique, qui s'y sup erpo se. Les p ério des de soudure coïncident donc avec les périodes de pression du ressort 7, tandis que pendant les autres périodes ou la pression est plus élevée, il se produit uniquement du chauffage. Il est recommandable d'uti- liser un régulateur de phase 10 permettant de régler la phase des périodes d'excitation du dispositif 8, de manière que le cou- rant fourni par le transformateur de soudure 11 soit en phase ou en opposition de phase avec les périodes de pression accrue.
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Ce fait est expliqué en détail sur la figure 3. La pression constante du ressort est indiquée par 7 et la pression y superposée, produite par le dispositif électromagnétique, est indiquée par 8. Le réglage du régulateur de phase 10 est tel que, comme montré à la figure, ledéphasage est de 180 environ. Pendant les déni-périodes positives 12 du courant alternatif 13 ap pliqué à la pièce, on soude, étant donné que la pression du ressort est choisie suffisamment faible pour obtenir ce résultat tandisque pendant les périodes de pression accrue, les demi-périodes de courant négatif 14 n'assurent qu'un chauffage.
Le réglage du régulateur de phase à un déphasage de 180 environ peut être nécessaire lorsque les deux pièces à souder sont en matières différentes, bien soudables uniquement lorsque le passage du courant s'effectue dans un sens déterminé. Dans le diagramme représenté sur la figure 3, il en est ainsi pour la demi-période positive du courant 12. Lorsque, par suite de l'emplacanent des pièces et du sens du courant, il est désirable d'utiliser commecourant de soudure les demi-périodes négatives 14, il faut que les déni-périodes 12 soient en phase avec les crêtes de pression 8.
Il va de soi que pour obtenir le résultat optimun, il sera généralement indiqué d'employer un régulateur de pha.se étant donné que, d'une façon générale, le courant de soudure sera déphasé par rapport au courant traversant le dispositif électromagnétique 8, déphasage qui, dans certaines circonstances, pourrait être indésirable.
L'application de l'invention n'est nullement limitée à un. dispositif tel que celui représenté sur la figure 2. C'est ainsi que le ressort 7 peut êtreremplacé par tout autre dispositif de pression connu. De même, l'alimentation du dispositif électromagnétique peut différer de cellereprésentée sur ledessin.
C'est ainsi que l'alimentation du dispositif électromagnétique peut s'effectuer à l'aide d'un redresseur monophasé à couche d'arrêt qui laisse passer un certain courant, de faible intensité il est vrai, pendant la deni-période, négative. Le dia.gramme de pression affecte la forme représentée sur la figure 4.
Sur cette figure, la pression du ressort est donc renplacee par l'effet électromagnétique de la déni-période négative 15.
La figure 5 représente une variante de mode d'exécution, variante dans laquelle on utilise un montage redresseur biplaque 16. Dans l'une des branches de ce redresseur se trouve insérée unerési stance 17, de sorte que l'intensité du courant fourni par cette branche est suffisamment réduite pour provoquer la faiblepression désirée à l'aide du dispositif 8.
Le diagrammede pression de ce montageest représenté sur la figure 6, où la demi-période à forte amplitude est fournie par la branche exanpte de résistance du montage redresseur 16 de la figure 5 et celle à plus faible amplitude par la branche comportant une résistance de ce même montage redresseur.
Enfin, la figure 7 représente schématiquement un dispositif automatique pour la soudure par molettes.
Pour le réglage de l'intensité du courant, le primai- re du transformateur de soudure 18 comporte des prises 19. Une partie 20 ue l'enroulement primaire, partie toujours en circuit pendant le fonctionnement, est connectée à un montage redreseur de Graetz 21, tandiss que la tension redressée est appliquée à un
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condensateur 23 par l'intermédiaire d'une résistance 22. Le dispo- sitif de soudure étant branché sur le réseau, le condensateur est donc chargé après un temps variable déterminé par la résis- tance 22. Pendant ce temps, on peut souder ou chauffer Suivant la pression exercée sur le porte-électrode 24.
Au bout de ce temps, le tube à décharges 25 devient conductèur (soit par un choix approprié de la tension de grille 26, soit parce que la tension anodique du tube a atteint la valeur d'amorçage), de sorte que le condensateur se décharge par l'intermédiaire de la résistance 25 sur la bobine du dispositif électromagnétiaue 8. On obtient ainsi les variations de pression désirées. La pression du support d'électrodes'34, soumis à l'action d'un ressort peut être augm en- tée ou diminuée soit pendant la période de charge soit pendant la période de décharge du condensateur 23. Ceci dépend de l'exécution de 1'appareil.
La forme d'exécution représentée, à circuit RC, présen- te l'avantage de permettre, tant pour la durée de la soudure que pour la durée du chauffage, l'utilisation de tenpplus long s, com- portant plusi eurs périodes.