<Desc/Clms Page number 1>
Appareil de soudure électrique à l'arc, en particulier pour des pièces de dimensions restreintes.
Pour la soudure électrique à l'arc de pièces de dimensions restreintes, il existe des appareils à main, alimentés en courant alternatif, dans lesquels l'arc de soudure est amorcé automatiquement entre la pièce à souder et un charbon mobile (électrode de soudure), à l'aide d'un dispositif d'amorçage. Ce dispositif comporte un organe à commande électrique, solidaire du charbon. Le dispositif d'amorçage affecte alors une forme telle que l'entraînement du charbon résulte d'une vibration forcée.
Après avoir établi le contact entre le charbon et la pièce à souder, en glissant à 1-laide des doigts un poussoir fixé au charbon, on anime ce dernier d'une vibration au moyen d'une bobine alimentée par le courant alternatif de soudure et d'un induit, mobile dans cette bobine, qui porte l'électrode (amorçage et entretien de l'are de soudure); la longueur requise de l'arc est déterminée par le doigt qui appuie sur le poussoir précité. Cette réalisation présente un inconvénient : la longueur de l'arc dépend de la pression du doigt et de l'élasticité de la partie de doigt qui appuie sur le poussoir, de sorte que les soudures réalisées par un opérateur à épiderme dur différent de celles réalisées par un opérateur à peau souple.
Ce dispositif ne convient donc pas à la fabrication en série, car, comme des différences individuelles existeront toujours parmi les opérateurs, il ne permet pas d'obtenir une qualité de soudure reproductible.
L'invention fournit un système de commande, d'un type particulier, qui obvie à cet inconvénient. Suivant l'invention, dans un appareil de soudure élec-
<Desc/Clms Page number 2>
trique à l'arc, appropria en particulier à la soudure de pièces de dimensions restreintes et dans lequel l'sre est mor é auto- matiquement entre la pièce à souder et l'électrode de soudure mobile, animée d'un mouvement force par un organe a commande électrique, on a prévu des moyens, un ressort ou un autre corps élastique par exemple, qui déterminent automatiquement la longueur requise de -L'arc de soudure, de sorte que le dispositif à main, précédemment prévu à cet effet, devient superflu.
En outre, la plus ou .-joins grande habileté du soudeur influence moins les résultats. Ceci permet d'obtemir (les soudures reproductibles, de qualité supérieure.
Il existe déjà un dispositif de soudure à l'arc comportant un charbon vibrant fixé à une lame en acier, qui est rise en vibration, lors de la fermeture du circuit de courant de soudure, par un électro-aimant alimenté en courant alternatif, de m-aniére que l'arc de soudure soit réamorce entre la nièce a souder et le charbon pendant chaque demi-période de la tension alternative. Cependant, contrairement à l'appareil qui fait l'objet de la présente invention, on y utilise la vibration, dite libre, qui, comme on le sait, est basas sur l'excitation d'un système vibrant à sa fréquence propre ou à une fréquence voisine de cette dernière.
Dans ce dispositif connu, le nombre de vibrations propres de la lame est d'environ 100 par seconde, de sorte qu'à la fréquence du nombre de demi-périodes de la tension alternative d'alimentation (50 périodes) du dispositif électromagnétique entraînant lalame, cette lame est en résonnance. Comme on le sait, même à la résonance, il suffit d'une faible force mécanique pour atténuer, voire supprimer, une telle oscillation. Comme, suivant sa raideur relative, la pièce à souder peut déjà exercer un tel effort, l'appareil connu convient uniquement à la soudure de minces fils, d'un diamètre maximum de 0,5 mm.
On pourrait évidemment obvier à cet inconvénient en renforçant l'excitation de l'électro-aimant, ce qui permettrait de souder des fils de 2 mm de section par exemple mais, dans ce cas, l'appareil ne convient plus à la souduré de minces fils, car, par suite de la diminution de l'amortissement, l'amplitude de la vibration effectuée par l'électrode de soudure deviendrait trop grande pour obtenir, par demi-période, un temps de soudure suffisamment long. L'arc s'établit en effet toujours à la même hauteur au-dessus de la pièce à souder, de sorte que l'arc subsite pendant moins longtemps dans le cas de grandes amplitudes que dans le cas de faibles amplitudes.
En principe, l'appaeil conforme à l'invention n'offre pas cette particularité, car, dans le cas d'une vibration forcée, une variation de l'amortissement affecte beaucoup moins la grandeur de l'amplitude que dans le cas d'une vibration libre. De ce fait, le même appareil permet, avec le même réglage des grandeurs électriques et mécaniques, de souder des fils d'épaisseurs très différentes. Cette propriété assure à l'appareil un très vaste domaine d'utilisation, ce qui est particulièrement importani pour le montage d'appareils de T.S.F., d'amplificateurs, etc.
L'appareil conforme à l'invention peut être alimenté indifféremment en courant alternatif ou en courant continu.
L'excitation par courant alternatif offre encore un autre avantage : grâce à l'application du principe de la vibration forcée, il n'y a pratiquement pas de danger que cette vibration soit en opposition de phase avec la tension alternative d'alimentation. Ce danger existe dans M3 dernier système décrit et peut provoquer, dans la soudure, des irrégularités qui affectent sa reproductibilité.
<Desc/Clms Page number 3>
Suivant une autre particularité de l'invention, le dispositif comporte un organe que déforme le passage d'un courant électrique et qui entraîne ainsi l'électrode de soudure. Dans une forme d'exécution particulièrement avantageuse, le fonctionnement de l'organe est basé sur le principe électro-dynamique: il est constitué par un solénoïde à spires espacées suspendu en un point fixe ou réglable; comme on le sait, sous l'influence des forces électro-dynamiques engendrées par un courant électrique, ce solé- noide se contracte axialement et ce mouvement est transmis à l'électrode de soudure fixée à l'extrémité libre du solénoide: Dans ce cas, le moyen élastique conforme à l'invention est'incorporé dans le solénoïde lui-même.
Pour renforcer les forces motrices, on peut avantageusement utiliser un noyau magnétique, par exemple en fer doux, fixé à l'électrode de soudure, noyau qui s'étend à l'intérieur du solénoïde. Ceci assure un double avantage : le champ magnétique est renforcé et le noyau pénètre aussi profondément que possible dans la bobine.
Le solénoïde offre encore un autre avantage: lors de l'alimentation en courant alternatif, le solénoide peut être dimensionné de manière à vibrer sous l'influence du courant alternatif, et dans ce cas, l'arc de soudure est amorcé à chaque demi-période de la tension alternative Le système est alors com-, parable à l'appareil de soudure muni d'une électrode à vibrations libres. Cependant, comparativement à cet appareil, il offre l'avantage que pendant chaque demi-période; l'électrode vient-deux fois en contact avec la pièce à souder, à savoir : la première fois pour amorcer l'arc et la seconde fois pour l'étouffer.
Dans le type connu précédemment décrit, comportant une lame à l'état de résonance, le contact n'est établi qu'une seule fois par demi-période, à savoir pour amorcer l'arc de soudure, dont l'étouffement résulte de l'amplitude du déplacement de la lame et de l'électrode y fixée, de sorte que l'arc est allongé jusqu'à l'extinction. Cette disposition présente un inconvénient : la 'durée de l'arc de soudure pendant chaque demi-période de la tension alternative est plus courte que celle obtenable à l'aide de l'appareil de soudure conforme à l'invention.
Le solénoïde peut être branché, en parallèle ou en série avec l'appareil, sur le transformateur de soudure. De préférence, on utilise .Le montage en série, car, dans ce cas, le temps pendant lequel le solénoïde est parcouru par du courant est limité au temps de soudure et, en outre, le montage ne requiert pas un courant additionnel.
Les propriétés connues de montage en série offrent un autre avantage : les forces électro-dynamiques croissent proportionnellement à l'intensité du courant, de sorte qu'il n'y a pratiquement pas de danger que l'électrode de soudure colle à la pièce à souder, car le solénolde est alors parcouru par le courant de court-circuit.
Cependant, dans l'étude du dispositif à solénoide, il fsut tenir compte de l'intensité du courant de court-circuit du transformateur de soudure, intensité qui, les dimensions du soléno9de tant fixées, doit être suffisamment grande pour permettre de détacher l'électrode de soudure de la pièce à souder, On facilite encore ce détachement par l'utilisation d'une électrode de soudure d'une longueur assez restreinte.
En outre, on obtient encore un certain effet régulateur.
Pendant l'Établissement de l'arc, sa longueur augmente de plus en plus et l'intensité de courant diminue avec cet allongement.
<Desc/Clms Page number 4>
Ceci entraine aussi une diminusion aes forces electro-dynamiguer, ce qui permet de satisfaire à la condition que, pour la longueur maximum de l'arc, l'élasticité du solénïoe doit être prédominante pour ramener l'électrode de soudure en contact avec la pièce à souder - et étouffer ainsi l'arc - pendant la demi-période de la tension de soudure, demi-période pendant laquelle l'arc s'est amorcé.
On obtient un solenoïde de dimensions lavorables, lorsque sa fréquence propre est plus grande que le double de la fréquence de la tension d'alimentation, car ceci empêche un gecroissement excessif de l'amplitude du mouvement ae l'electroce ae soudure. La Demanderesse a constate que, dans Le cas de frcquences de secteur normales de 50 période? par seconde, une frequence propre de 250 à 50 périodes par seconde environ du système vibrant est très efficace.
Le dispositif décrit, qui affecte la forme d'un petit appareil à main, permet d'obtenir une longueur d'arc de .L'ordre de grandeur de 0,1 mm.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, on applique le principe thermo-dynamique: l'organe fixé à l'alectrode de soudure est, ce préférence, en bimetal ou en une combinaison de binrttaux, combinaison qui se deforme sous l'effet thermique du courant électrique et qui provoque un mouvementde recul de l'électrode de soudure.
On peut aussi utiliser un organe constitué par un ou plusieurs fils thermiques; fans ce cas, on tire profit de la dilatation linéaire du fil parcouru par du courant.
Dans les deux derniers cas, par srite de l'inertie thermique, l'arc n'est amorcé qu'une seule fois pour chaque soudure pendant toute la durée du nombre de poriodes du courant de soudure, même dans le cas d'alimentation en courant alternatif.
La description du dessin.annexa donne 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 montre la tête d'un fer à souder alimenté en courant alternatif; cette tête est constituée par une douille 1, en aluminium par exemple, munie d'un éjecteur 2, en matière rc:- fractaire céramique, à l'intérieur de laquelle est monte, avec un jeu minime, un charbon mobile 3. Ce dernier, facilement interchangeable, est pincé dans le supporu d'électrodes 5 - qui est muni d'une rainure 4 et qui est fixé à un noyau en fer doux 6.
Ce noyau est fixé au solénoide 7, à spires espacées, dont l'extrémité supérieure est reliée à une vis de réglage 8, rotative dans le corps taraudé 9, qui fait partie du bouchon d'arrêt 10.
L'un des conducteurs de coura.nt 11 est connecte au solenoïde et l'autre, non représente sur le dessin, à la pièce à souder 12.
Une vis 8 permet de régler l'extrémité du charbon 3 à la hauteur requise à l'intérieur de la chambre 13, formée par l'éjecteur 2.
Le jeu minime entre le charbon 3 et l'intérieur de l'éjecteur empêche la brûlure latérale du charbon et un contact latéral avec la pièce à souder.
<Desc/Clms Page number 5>
Le préambule rend superflu toute description de ce dispositif.
La fig. 2 montre en principe l'utilisàtion d'un organe bimétallique 14. L'extrémité 15 est reliée à un point fixe, le boîtier du fer à souder par exemple, et à l'un des conducteurs de courant 16, tandis que l'autre extrémité porte le support d'électrode 17.
Le passage du courant provoque la compression des deux moitiés de l'organe dans la direction des flèches, ce qui établit l'arc de soudure. Après la soudure, on écarte à la main le fer de la pièce à souder, ce qui entraîne l'étouffement de l'ard.
Par suite de l'inertie thermique,l'organe en bimétal ne vibre pas lorsqu'il est alimenté en courant alternatif, comme c'est le cas lors de l'utilisation d'un solénoïde,de sorte que l'arc n'est pas rétabli, pendant chaque demi-période et qu'il subsiste pendant toute la soudure.
Un effet analogue est obtenu à l'aide d'un fil ther- ;nique, vont le principe est montré sur la fig.3
A l'aide du support d'électrodes 19, l'électrode de soudure 18 est fixée à une pièce 21 en forme de U renversé, par l'interméire d'un joint 20. Un ressort 22 fournit une pression de bas en haut dans la direction de la flèche 23. Sous l'effet de cette pression, les deux fils thermiques 24 sont tendus, car ils sont reliés, d'une part, à la pièce 1, et, d'autre part, à la pièce 5, en forme de U, lixée à un point fixe du boîtier 27 par des boulons passés dans les trous 26. L'un des conducteurs d'alimentation est relié, par un conducteur, au corps 25.
Lorsque les fils thermiques sont parcourus par du courant,leur longueur augmente, de sorte que l'électrode de soudure 18 se déplace dans la direction de la flèche 23 et établit ainsi l'arc de soudure.
De préférence, l'appareil conforme à l'invention affecte la forme d'un fer à souder, dont la tâte forme avec la poignée allongée, un certain angle, de préférence de 90 ou de 90 environ, car, par leur forme compacte, les dispositifs d'amorçage décrits conviennent particulièrement bien à être incorporés dans la tête, sous forme d'unité interchangeable avec l'électrode de soudure.