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MÉMOIRE DESCRIPTIF'
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION La Sociétédite: N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKEN Dispositif de soudure à l'arc, dans lequel l'intensité du courant est limitée par une chute de tension essentiellement inductive.
Demande de brevet hollandais en sa faveur du 11 décembre 1943.
Dans certains dispositifs de soudure à l'arc, l'inten- dité du courant de soudure est limitée par une chute de ten- sion essentiellement inductive, provoquée, par exemple, par une bobine de self ou un transformateur à grande dispersion muni d'un shunt magnétique; dans ces dispositifs, la tension d'ali- mentation est limitée à une valeur minimum, déterminée entre au- tres par le nombre d'extinctions admissibles par électrode con- sommée. C'est ainsi qu'on a constaté en pratique, que pour une faible valeur de la tension d'alimentation, 56 volts par exemple, une électrode de soudure de composition déterminée est sujette à 7 extinctions, nombre qu'une tension d'alimentation plus éle- vée, à savoir 73 V., a permis de ramener à une valeur moyenne admissible de 0,2 extinction par électrode, c'est-à-dire à une extinction par 5 électrodes.
L'amélioration obtenue par cette augmentation de tension est quasi générale, quelle que soit la sorte des électrodes de soudure utilisées. Il va de soi que le transformateur de soudure doit être dimensionné pour fournir ces tensions plus élevées.
Dans le dispositif de soudure à l'arc conforme à l'in- vention, dispositif dans lequel l'intensité du courant de sou- dure est aussi limitée par une chute de tension essentiellement inductive, le problème de l'extinction a été résolu en shuntant par un condensateur au moins une partie de l'enroulement secon- daire du dispositif, enroulement dont la tension aux bornes dé- pend de l'intensité du courant.
Ceci assure l'avantage suivant : pour une tension d'ali- mentation donnée, le nombre d'extinctions diminue, ce qui assure une plus grande sûreté du processus de soudure.
Dautre part, le nombre d'extinctions peut rester in- changé et être maintenu égal à une valeur admissible. Ceci permet de diminuer la tension d'alimentation, ce qui assure d'autres avantages : les dimensions du transformateur de soudure peuvent être plus petites et en outre, la tension à vide du dispositif de soudure peut être ramenée a une valeur plus faible et partant moins dangereuse, ce qui augmente la sécurité du fonctionnement.
De plus, le facteur de puissance (COS [alpha] augmente, ce qui est favorable pour la charge du secteur.
Un autre avantage important est que l'amorçage de l'arc est notablement facilité, L'utilisation du dispositif conforme
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à l'invention assure l'amorçage direct d'électrodes qui, jusqu'à présent, n'amorçaient qu'après un long frottement sur la pièce à souder. Cet avantage étend considérablement le domaine d'applica- tion de certaines electrodes.
Suivant une autre particularité de l'invention, le condensateur shunte l'arc de soudure, ce qui assure un effet optimum. Ce résultat peut être expliqué par le fait que l'effet augmente avec la partie de l'enroulement, shuntée par le conden- sateur, dans laquelle la tension dépend de l'intensité du courant.
La capacité du condensateur dépend de l'intensité du courant de soudure et est proportionnelle à celle-ci. En général, l'effet augmente avec la capacité du condensateur. Comme la courbe qui donne la relation entre ces deux grandeurs, présente une allure asymptotique, au-delà d'une valeur déterminée du conden- sateur, il n'y a plus de raison d'augmenter cette capacité, car cette augmentation ne provoquerait qu'une faible augmentation de l'effet recherché.
C'est ainsi que pour un courant d'une intensité de 150 ampères, on utilise un condensateur d'une capacité comprise entre 5 et 100/uF; du point de vue économique, une capacité de 40 F environ est particulièrement indiquée.
La demanderesse a aussi constaté que les avantages spécifiés sont plus fortement marqués, lorsque la saturation du noyau du transformateur ou de la bobine de self auxiliaire est plus petite que la valeur usuelle.
Aussi est-il recommandable de ne pas porter à une valeur trop élevée l'induction dans le champ de dispersion et de la maintenir dans la partie droite de la courbe de magnéti- sation du fer. Dans ces cas particuliers, où l'on s'efforce d'obtenir l'effet optimum, il peut même être désirable de rem- placer la bobine de self a noyau de fer usuelle par une simple bobine à air.
Lorsqu'on utilise une bobine de self séparée, le pro- blème ayant servi de base à la présente invention, à savoir réduire le nombre moyen d'extinctions par électrode, ainsi que les avantages y inhérents et d'autres possibilités qui en dé- coulent, peut être résolu en connectant le condensateur à au moins une partie de la bobine de self. Comme on le sait, dans un tel montage, la tension aux bornes de la bobine de self dépend aussi de l'intensité de courant.
L'invention concerne aussi un dispositif de soudure à l'arc, dans lequel l'intensité du courant est limitée par une chute de tension, essentiellement inductive, provoquée par une bobine de self auxiliaire séparée dont une partie au moins est shuntée par un condensateur. La capacité de ce condensateur est la même que celle du condensateur qui, suivant un autre aspect de l'invention, shunte dans le même but une partie de l'enroule- ment du secondaire du transformateur, ou l'arc de soudure.
Le brevet N 457.353 de la demanderesse fait mention d'une électrode de soudure composée d'un noyau métallique sur le- quel l'enrobage appelé à former le laitier est appliqué en diver- ses couches ayant des compositions différentes, caractérisée par le fait que, dans le cas d'un enrobage en une seule couche de même composition totale que celle de l'ensemble des couches, un consti- tuant qui, lors de la soudure au courant alternatif, avec une tension à vide donnée et toutes autres conditions étant égales
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d'ailleurs, provoquerait plus facilement l'extinction de l'arc, se rencontre dans une mesure moindre et de préférence pas du tout dans le voisinage immédiat du noyau.
En particulier, le constituant qui a l'effet extincteur le plus prononcé est essentiellement appliqué dans la lu les couches extérieures et, de préférence, dans la couche superficiel- le. C'est ainsi que, dans les électrodes dont l'enrobage renferme du spath fluor, cette substance doit se trouver dans la couche superficielle.
Le moyen décrit permet de souder au courant alternatif avec des électrodes à enrobage de composition brute donnée sous une tension à vide plus faible que celle requise jusqu'à présent pour l'extinction de l'arc.
Pour certaines électrodes de soudure données, la tension à vide peut même être si basse que les protections, des relais de protection ou des relais à minimum de tension par exemple, pres- crites dans certains pays, sont superflues. Cependant, pour certaines électrodes, la tension à vide ne peut être réduite suf- fisamment pour permettre leur emploi sans dispositif de protection.
La combinaison des dernières électrodes mentionnées et des dispositifs de soudure précités permet d'obvier à cet incon- vénient.
La combinaison conforme à l'invention permet donc un emploi plus étendu d'électrodes de soudure qui jusqu'à présent ne pouvaient être utilisées sans dispositif de protection.
Aussi, l'invention concerne-t-elle un dispositif de soudure à l'arc, dans lequel l'intensité du courant est limitée par une chute de tension essentiellement inductive et qui permet de souder avec des électrodes enrobées composées d'un noyau métal- lique sur lequel l'enrobage appelé à former le laitier est appli- qué en plusieurs couches ayant des compositions différentes ca- ractérisées par le fait que, dans le cas d'un enrobage en une seule couche, de même composition totale que celle de l'ensemble des couches, un constituant qui, lors de la soudure au courant alternatif avec une tension à vide donnée et toutes autres con- ditions étant égales d'ailleurs, provoquerait plus facilement l'extinction de l'arc, se rencontre dans une mesure moindre, et de préférence pas du tout, d.ans le voisinage immédiat du noyau,
tandis qu'au moins une partie d'un enroulement du secondaire du transformateur, dans laquelle la tension dépend de l'intensité du courant, est shuntée par un condensateur.
De plus, l'invention concerne un procédé de soudure électrique au courant alternatif, dans lequel on utilise une électrode de soudure enrobée, composée d'un noyau métallique sur lequel l'enrobage appelé à former le laitier est appliqué en plusieurs couches ayant des compositions différentes, à l'aide d'un dispositif de soudure à l'arc, dans lequel l'intensité du courant est limitée par une chute de tension essentiellement in- ductive, caractérisé par le fait que l'on soude à une tension à vide qui, toutes autres conditions égales d'ailleurs, est plus faible que celle qui serait nécessaire pour empêcher l'extinction si l'enrobage consistait en une seule couche de composition totale égale à celle des diverses couches constituant l'enrobage, tandis qu'un condensateur shunte au moins une partie d'un enroulement du secondaire du transformateur,
dans laquelle la tension dépend de l'intensité du courant.
Tant dans le dernier dispositif de soudure spécifié
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que dans le procédé d'utilisation, lorsqu'on utilise une bobine de self auxiliaire séparée, le condensateur peut aussi shunter cette bobine de self ou une partie de cette dernière, l'effet est le plus prononcé dans le premier cas.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 représente, à titre d'exemple, un dispositif de soudure conforme à l'invention. L'enroulement secondaire d'un transformateur de soudure 1, d'exécution courante, à forte disper- sion, est relié à la pièce 2 et à l'électrode de soudure 3. Une partie de cet enroulement est reliée à un enroulement additionnel couplé à l'enroulement primaire. Conformément à l'invention, le condensateur 4 shunte une partie de l'enroulement secondaire. Dans ce cas, l'utilisation d'une autre intensité de courant ne re- quiert pas la commutation du condensateur 4 à l'aide de la connexion représentée en pointillés. Le condensateur 4 peut aussi shunter l'arc de soudure c'est-à-dire être connecté entre la pièce à sou- der 2 et l'électrode 3. La fig. 2 montre un dispositif de soudure conforme à l'invention. Le condensateur 4 shunte la bobine de self auxiliaire 5.
L'explication donnée permettra de comprendre sans plus le fonctionnement de ces dispositifs.