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Procédé de soudure automatique à l'arc électrique avec avance constante du. fil métallique de soudure.
Pour les différents procédés de soudure automatique à l'arc électrique, on utilise toujours des dispositifs régu- lateurs, qui agissent de manière à maintenir un état quasi- stationnaire dans l'opération de soudure. Ces dispositifs agissent soit. de manière à commander, en fonction de la tension de l'arc électrique, le fil métallique ou l'intensité du courant de telle sorte que, pour un trop grand arc, il est produit un entraînement plus rapide du fil métallique ou une intensité plus faible du courant électrique, et inversement, -soit de manière à commander, en fonction de l'intensité du courant, l'avance du fil métallique ou la tension de l'arc, électrique de telle sorte que, pour un accroissement de l'in- tensité du courant, il est produit une avance plus lente du fil métallique,
de façon que pour une tension simultanément croissante de l'arc électrique, l'intensité du courant prend à nouveau la valeur normale, et inversement. On connait éga- lement un procédé destiné à permettre de travailler avec une avance constante du fil métallique, procédé dans lequel on effectue un réglage de la tension en fonction de l'intensité
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du courant (brevet américain 1.392.436, fig.6). Il a en ou- tre été indiqué un procédé dans lequel on doit, pour une avance constante du fil métallique, travailler sans aucune commande additionnelle (brevet américain n 1.392.436, fig.7).
Il s'agit dans ce cas d'un "sur-compoundage de la génératrice de courant continu". Cette disposition est toutefois erronée, car elle ne permet pas une opération de soudure stationnaire.
Une telle génératrice de courant de soudure serait instable et ne serait pas sûre au point de vue des courts-circuits.
Pour pouvoir effectuer une soudure automatique avec une avance constante du fil de soudure sans commande addition- nelle, il est nécessaire en premier lieu que la caractéristi- que courant-tension rentre dans la région de travail et ait une allure pratiquement linéaire, de sorte que, dans le cas d'une variation de la tension de l'arc, l'intensité du cou- rant devient plus grande ou plus petite de façon correspondan- te, pour accroître ou réduire l'usure pcr fusion du fil métal- lique de soudure, de telle manière que la longueur correcte de l'arc s'établisse à nouveau. On peut atteindre des effets analogues,, dans certaines circonstances, déjà avec des trans- formateurs de soudure ordinaires.
Liais il a été constaté qu'il se produit ainsi des variations pendulaires gênantes, qui ont pour résultat que la trainée de soudure devient plus forte en certains endroits et plus faible en d'autres, de sortequ'on nepeut réaliser une soudure de qualité satisfaisante sans un réglage automatique additionnel de l'installation de soudure.
Conformément à l'invention, on améliore toutefois observée la propriété/de la source de courant de soudure, en particu- lier des transformateurs de soudure, de produire un certain réglage automatique, de telle manière qu'il ne se produit plus de variations pendulaires gênantes et sensibles en pratique.
On peut notamment l'obtenir lorsque l'inclinaison de la carac- téristique courant-tension du transformateur de soudure consi- déré dans la région de travail est précisément si grande que, par exemple pour une tension décroissante,c'est à dire pour une fusion trop lente du fil métallique de soudure,l'intensité de courant prend la valeur qui est nécessaire pour produire la
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fusion d'une quantité additionnelle de fil de soudure telle que, sans retard notable, la longueur d'arc correcte soit à nouveau atteinte.
Inversement, il est également nécessaire que, dans le cas où l'arc s'allonge, c'est à dire dans le cas d'une fusion trop rapide du fil de soudure, l'intensité de courant diminue de la valeur qui est nécessaire pour produire la fusion d'une quantité moindre du fil de soudure telle que, sans retard notable, la longueur d'arc correcte soit atteinte à nouveau. Même dans le cas d'un tel procédé, il se produit naturellement de faibles variations pendulaires. Mais celle sci n'ont pas besoin d'être plus grandes qu'avec les installa- tions régulatrices automatiques connues et peuvent dans tous les cas être suffisamment faibles pour ne pas.pouvoir être remarquées en pratique et pour être sans inconvénient pour la qualité de la soudure.
L'invention consiste par conséquent en ce que la caractéristique du transformateur de soudure utilisé possède, dans la région de travail, en fonction du diamètre d. (en mm) du fil de soudure, l'inclinaison dI/dV = A (d-do), relation danslaquelle I désigne l'intensité du courant, de soudure en ampères, V désigné la tension du transformateur en volts, et les valeurs de A sont comprises entre 20 et 60 amp. et do #3 mm. V.mm
L'équ ation précédente montre que l'inclinaison de la caractéristique courant-tension, néoessaire pour une soudure, dépend de l'épaisseur du fil de soudure.
Par suite, pour pouvoir travailler dans le cas d'épaisseurs de fil métallique de soudure différentes avec un transformateur de soudure selon l'invention. il est néoessaire de pouvoir faire varier la dispersion du transformateur en question. Toutes les caractéristiques courant-tension, entrant en ligne de compte
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conformément l'invention, possèdent en outre une inclinai- son plus faible que cellesdes transformateurs de soudure connus, et ceci a pour résultat que des transformateurs de soudure selon l'invention présentent une intensité de couran de court-circuit relativement élevée.
Pour pouvoir satisfaire à la condition d'une dispersion variable des transformateurs de soudure selon l'invention, ainsi qu'à la condition de sé- curité en court-circuit de ceux-ci, deux points additionnels de l'invention consistent en ce que la chute de tension, né- cessaire pour une épaisseur déterminée du fil métallique, du transformateur de soudure est réglée, de manière en soicon- nue, par variation de la dispersion, par exemple par un entre- fer réglable et en ce que la sécurité en court-circuit, qui ne subsisterait pas dans le cas de la chute de tension rela- tivement faible, est produite par le montage, connu en soi- même, d'une bobine de réactance dans le circuit de soudure.
Liais comme l'intensité de courant de court-circuit de transformateurs de soudure selon ltinvention devient d'au- tant plus grande qu'on produitpar réglage une dispersion plus faible, on obtient comme point additionnel de l'invention que, pour une dispersion décroissante du transformateur de soudure, la self-induction de la bobine de réactance est accrue.
Dans le cas de soudures de grande valeur, on utilise, comme il est connu, des fils de soudure faits en des alliages les plus différents. Il est clair qu'un fil au silicium dif- ficilement fusible exige une autre dispersion du transforma- teur de soudure que, par exemple, un fil au manganèse facile- ment fusible. Il en résulte par suite que l'équation précédem- ment indiquée ne donne un résultat tout à faitsatisfaisant que lorsqu'on utilise un fil de soudure normal, sensiblement avec les constituants d'alliage : 1,8% de Mn, 0,3% de Si et 0,13% de C.
Dans le cas de fils de soudure en alliages à point de fusion plus bas, la dispersion du transformateur doit avan- tageusement avoir une valeur un peu plus petite et, dans le cas de fils de soudure en alliages à point de fusion, plus élevé, au contraire, une valeur plus grande. Un point nouveau additions
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nel de l'invention consiste par conséquent en ce que la ca- ractéristique du transformateur de soudure est modifiée, en fonction du point de fusion de l'alliage utilisé dans chaque 'cas considéré pour le fil de soudure, de telle manière que dI/dV = h.
A (d-do), équation dans laquelle h présente en général une valeur comprise entre 0,5 et 2, à savoir pour un alliage à point de fusion de 1490 C (par exemple un alliage avec 3,5% de Mn, 0,2% de Si, 0,15% de C, le reste consistant en fer) , prend... la valeur- Il,5, pour un alliage avec un point de fusion de
1510 C (par exemple un alliage avec 1,8% de Mn, 0,3% de Si,
0,13% de C, le reste consistant en fer), prend la valeur 1 et, pour du fer pur, avec point de fusion de 1530 C, prend la valeur 2. Les valeurs de h pour des alliages avec d'autres points de fusion peuvent être déterminées par interpolation ou extrapolation.
Il y a lieu de remarquer qu'il ne faut attacher qu'une valeur caractéristique aux températures de fusion in- diquées. Le fait essentiel réside dans la diminution de vis- cosité de la matière de soudure pour un accroissement de l'ad- dition de manganèse, diminution de viscosité par laquelle la. soudure, c'est à dire le passage de la matière de soudure fondue à la pièce à travailler, est très facilitée.
Au lieu de grandes gouttes, se détachant difficilement, il se forme ainsi probablement des gouttelettes plus petites jusqu'à produire un transport de matière du genre d'une projection...' Nais, plus le transport de matière est uniforme, plus faibles sont les variations de courant lors de la soudure et d'autant-plus faible peut alors également être la composante régulatrice du transformateur de soudure, ce qui est exprimé par l'équa- tion précédemment donnée.