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" Perfectionnements aux procédés et appareils pour soudure électrique ".
La présente invention est relative à un procédé et à un appareillage de soudure électrique et vise plus par- t.iculièrement un appareil perfectionné utilisant des batteries ou des éléments d'accumulation de courant équi- valents Somme source d'énergie pour faire des soudures successives.
La présente invention vise principalement un procé- dé et un appareillage de soudure par résistance ou pour d'autres emplois, utilisant un courant continu, grâce auquel les pertes par induction sont en grande partie, sinon complètement, éliminées ; elle vise également un dispositif utilisant des moyens de contrôle permettant
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d'augmenter progressivement le courantau commencement de chaque cycle de soudure et, surtout, de diminuer progressivementle courait à la fin de chacun de ces cycles; elle vise encore un dispositif utilisant un procédé thermoélectrique pour déterminer le temps néces- saire à chaque cycle de soudure suivant la température de l'objet à souder à l'endroit où se fait la soudure;
elle vise encore un dispositif utilisant des accumulateurs d'énergie disposés pour fournir un courant dont la valeur pour chacun des moments du cycle de soudure ne peut dé- passer un maximum déterminé et monte progressivement vers ce maximum et (ou) décroît progressivement à partir de ce maximum au commencement et à la fin de chaque émis- sion de courant;
elle vise encore-un dispositif utilisant des accumulateurs d'énergie dont la Capacité est telle que la quantité de courant utilisée pour chaque soudure est une fraction relativement faible de cette capacité ce quipermet, si on le dés ire, de faire un nombre. important de soudures entre les charges successives des accumulateurs et d'utiliser l'appareil de soudure loin de la source qui fournit le courant de charge; elle vise enfin un dispositif grâce auquel l'accumulateur estrechargé dans l'intervalle qui sépare deux opérations de soudure par une source continus d'énergie ce qui per- metd'utiliser pour la soudure une puissance importante tout en ne demandant à la source d'énergie qu'un courant relativement faible.
La présente invention vise en outre un système de contrôle perfectionné et l'appareillais permettant d'utiliser les dispositifs susdits; elle vise un con- tacteur électrique perfectionné disposé pour ouvrir et fermer un circuit pour introduire une résistance
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dans le circuit au moment de la fermeture et pour dimi- nuer progressivement cette résistance après la ferme- turc; elle vise l'utilisation de cet interrupteur pour réintroduire progressivement la susdite résistance au cours de l'ouverture du Circuit; elle vise l'e.mploi d'un tel contacteur du type à contact en carbone forme de deux disques da carbone ou davantage entre les faces desquels passe le courant de soudure quand les disques se tou- chent et qu'on sépare pour couper le courant;
elle vise un dispositif perfectionné pour régler la pression qui appuie l'un sur l'autre les éléments de carbone de telle façon que le courant, avant d'être coupé, tombe à pne valeur représentant une fraction relativement faible du courant de soudure; elle vise enfiu un contacteur du ty- pe dgcrit ci-dessus pouvant être fabriqué rapidement et économiquement et qui est capable, quoique de taille re- lativement faible, de supporter des courants d'intensité très élevée.
Pour montrer ces caractéristiques de l'invention ainsi que d'autres caractéristiques qui apparaîtront dans la description suivante , les dessins ci-points présentent une réalisation particulière de l'invention avec différentes figures qui partent des numéros de ré- férence et qui comprennent :
Figure 1 : un schéma du système de contrôle de l'appareil de soudure réalisé d'après l'invention ;
Figure 2 : un diagramme montrant les valeurs cor- respondantes pendant un cycle de soudure, de la pression qui s'exerce sur le contacteur, de la résistance dans le Circuit de soudure et du courant dans ce circuit.
Figure 3 : un schéma montrant la disposition,pen- dent une opération de soudure, de la pièce à soudar et des électrodes d'un appareil à souder à résistance;
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Figure 4 : une vue partielle, élévation et poupe, prise suivant la ligne 4-4 de la fig' 1; Figure 5 ; uns coupe longitudinale axiale du con- t acteur de la fig. 1;
Figure 6 :une vue de la base du contacteur repré- senta sur la fig' 5 ;
Figure 7 : un. ¯. vue en plan, prise suivant la ligne
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7-7 de la fit; . 5;
Figure 8 : une poupe faite suivant la ligne 8-8 de la fig. 7;
Figure 9 :
un schéma correspondant à la figure 5
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mais où les éléments du contacteur sont au contact (position n 2):
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Figure 1ü : une coupe faite suivant la ligne li-li de la fig' 7 ;
Figure 11 : une vue correspondant aux figures 5 et 9 mais où le contacteur est en position de travail n 3;
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Figure 1S : une vue partielle du cODtacteu mon- trait une variante de l'invention;
Figure 13 : un diagramme d'une variante du cycle de soudure correspondant par exemple à une soudure de tôles,
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Fleurs 14 : ug- schéma du système de con.rôl per- mettant d'obtenir le. cycle, as soudure de la fisur'2 13.
.L'examen d3 la présente invention centrera que d'une faccn générale, les pr#céà6s qu'elle vise peuvent être réalisés d'un.= fé-jon rès différente de oille qui 0t ici décrit= et emJ?lo'y5 pour d'autres utilisatio2s.L'in- ve....1tic>..l vise àe priranc los appareils de atlêlùr0 électrique, tels qus les appareils z.
rSi.3tanç.3, mais le fait que la description faite ici se rapporte à .ces appa-
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reiis n'est pas limitative de ses applications,
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Le système de soudure qui/est ici décrit emploie une ou plusieurs batteries d'accumulateurs dont les éléments peuvent être groupas en dispositifs séries- parallèles ou parallèles-séries de façon à fournir le voltage et la capacité nécessaires ,ces batteries four- nissent le courant qui passe à travers les électrodes et forment dons une source d'électricité du type à accu- mulation d'énergie . Divers systèmes de cette espèce ont été proposés, comme par exemple le système qui /woodrow/ fait l'objet du brevet américain/n 1.183.264 et du
3 brevet Thomson n 494.892 .
Ces systèmes prsentent l'a- vaatage que chaque émission de courant a un maximum de valeur qui demeure à peu près uniforme pendant au moins la majeure partis de cette émission comme le montre la partie rectiligne de la coures de courant n I de la fleure 2. Grâoe à cette propriété, tout le circuit de soudure peut être considéré comme non inductif pendant la plus grande partie de l'émission de courant.on êli- mine aini d'importantes pertes qui se produisent dans les systèmes à courant alternatif et dans les systèmes d'accumulation d'énergie du type à réaction comme par exemple dans celui qui fait l'objet du brevet amé- ricain Chuob n 1.066.468.
Cette caractéristique élimine aussi les difficultés provenant des variations d'induc- tance du circuit de soudure qui se produisent normale- ment quand on fait des séries de soudure sur des tôles de surfaces assez étendues' Les systèmes à accumulation d'énergiesont encore avantageux parce que la cierge peut être faite dans les intervalles qui séparent les soudu- res et à une intensité notablement plus faible que celle du courant demandé par l'opération de soudure, ce qui permet d'éviter de demander directement à la ligne une
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intensité élevée..
Cependant jusqu'ici les batteries d'accumulateur
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n'sgi.5 pas pu être employées industriellement d'une fa-
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çon satisfaisante à cause des problèmes qui se posent
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çluand on ferme c-t quand on coupe le courant entre les
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batteries et les électrodes de l'appareil à souder,.
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0i est du à ce que des intensités qui atteignent et dépassent parfois 50.000 ampères sont fréuent de- mandées actuellement aTur la soudure. Quoique ces inten- sités soient fournies à d3:::. voltages relativement bas, le problème des mises en circuit et de", interruptionb de
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courant est difficile à résoudre. Ces difficultés, et d'autres au=si, sont surmontées d'une façon efficace
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et économique par j-u présente invention qui 1 1 ;it D. 4<u it
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une résistance dans le circuit de la batterie chaque
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fois qu'un ouvre ou qu'on [8;:'.,:8 li circuit, de sortie que lorsqu'on f 91'lil8 le cirsuit .l'intensité Pas 58 61' 2- d'Ja-¯10mel1t et d'une façon qu'on peut contrôler d'un mi- nimum à un maximum dafiralaur .
De même, quand on ouvre
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le circuit, l'intensité est abaissée progressivement
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du maximum de sa valeur à un lsàniz-u..i assez faible pour qu'an puisse couper le courant à l'aide d'un interrupteur relativement: simple sans qu'il se produi-s? d'arcs dan- gereux. Jo. conséquence, quand on utilise la présente i ,W8Ü t;io;:, cnaque e-.ission de courant de soudure prend lys forme i.O:étr:, sur .Le d.iagr61Iil1J.S dv 1=. figure Z O1 l'ilH8;)"i'\;é I s'élève progressivement le zro suivant la liine a', ;a:ds un maximum de valeur lL1ifo:>.e p<.nà iiJ la plus grande partie le l'émission du courant de SO'Jd'1- re et s'abaisse pL'é).;re.ssivilla;u1; 1 partir da c;
maximum suivant la portion de courbe 3f ,
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Importante pour résoudre le problème de la mise en circuit, l'élévation progressive de l'intensité d'un
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minimum à un maximum de valeur au commencement de cha- que cycle da soudure l'est également pour l'opération elle-même de la soudure. Ces dernières années, un effort considérable a été fait pour souder d'une façon sûre certains métaux tels que l'aluminium etses diffé- rents alliages, comme par exemple peux qu'on emploie dans la construction aéronautique . Ces matériaux fon- dent à des températures relativement basses et, pour cette raison et pour d'autres encore, des particules de la surface du métal qui est en .contact avec l'élec- trode ont tendance à fondre et à coller à l'électrode .
Mette particularité "ou pignage du métal" a été un réel obstacle à la soudure de ces matériaux et a obligé à des nettoyages coûteux et longs des matériaux et des électrodes avant les opérations de soudure proprement dites. Oes nettoyages ont été souvent si coûteux qu'ils ont contrebalancé les avantages que présente l'emploi de la soudure par rapport au rivetage ou aux opérations analogues.
On a remarqué, en utilisant le procévé visé par la présente invention, que le oollage ou "pignage" de particules de métal sur les électrodes est considéra- blement diminué par 1'augmentation progressive si-dessus mentionnée de l'intensité du courant. Cela parait dû à ce que la faible intensité initiale brûle ou fait disparaître d'une autre façon les impuretés (telles que huile, graisse, oxydes...) qui se trouvent entre l'électrode et l'objet à souder et qui provoquent le collage .
On peut penser aussi qu' au moment où les électrodes entrent en contact avec l'objet à souder ce .contact n'est pas régulièrement réparti sur toute la surface de l'électrode mais qu'il est fait de séries de contacts ponctuels. La faible valeur du courant initial rend ces points de contact plastiques/sans les faire fon-
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dre et permet aux électrodes de s'accrocher solidement
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et régulièrement sur la surface de l'objet à soud3r.
Il peut aussi arriver que du moment où les électrodes
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entrent eù contact avec l'objet à saude vil y ait une plus grande pression sur un des cotes d'Ull2 électrode que sur l'autre cgté, le préchauffage progressif pro- duit comme ci-dessus rend alors l'objet à souder suffi- sc.c.illl8nt plastique pour qu'il se déforme légèrement et que la pression s'égalise sur tout3S lesfaees de l'électrQd3 .
Ce qui esc. dit plus haut moatre lE-s con- ditions dans lesquelles se produit initialement une forte résistance da contact entre l'électrode et l'ob- jet à souder, résistance qui Pause une élévation de
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température suffisante puur produire le 9011aç;e,L'él- vation progressive d l'intensité diminue au contraire cette résistance de cOutact b. tel point que le collage est eonsidéraolaoïent réduit. La présente e iuveri ti on permet d'utiliser différents taux d'élévation de l'in- densité , mai, dans la pratique, on a trouvé qu'il suffisait que l'intensité pub s'élever du minimum au maximum de sa valeur dans un intervalle do .1e-.ps de l'or- dre de un à, deux centièmes de seconde.
Il est reco.1D:1aX1:L de refroidir les électrodes pour les maintenir à une température normale de l'ordre
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de - 35 C . Cette précaution améliore la précision des appareils de contrôle et empêcil8 la détérioration des éléments trique--; elle/ diminue également le collage.
L'usage de batteries d'accumulateurs présente enco- re cet avantage que la capacité des batteries peut être utilisée de façon telle que l'ampérage pris par chaque soudure ne représente qu'une fraction assez faible de la
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qxamt capacité de la batterie , permettant ainsi d'e.m- ployer la machine à souder loin du poste de chargement.
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Ceci n'était pas réalisable ave.o les systèmes antérieurs parée que si l'on faisait plus d'un nombre limité de soudures entre deux rechargements de la batterie la chu- te de tension dans le circuit de soudure devunait assez grande pour modifier notablement la quantité d'êlectri- citê fournie à la soudure par unité de temps.
Cette diffl- ulté ast effectivement surmontée quand on utilise la présente invention grâce au contrôle thermoélectrique de la durée d'émission du courant pour chaque soudure obte- nu par le procédé décrit et revendiqué dans la demande de brevet américain déposée par les demandeurs sous le
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n 44.463 le 11 mai 1943 comme dérivée de la demande de brevet américain n 415,015 du 15 octobre 1941. En particulier l'appareillage thermoélectrique est disposa de façon à produire une force électromotrice proportion-
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nelle à 1,a température de l'objet à souder au voisinage immédiat de la soudure .
En plus de la compensation des variations de tension dans le circuit de saudureyl'ap- pareillage thermoaleétriqué permet la compensation des différences de caractéristiques de la surface de l'ob- jet à souder: différences d'épaisseur telles qu'il
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s'en wroduiq quand on fait des soudures successives entra; des nombres variables de tôles, et différences de surface transversale des extrémités d'électrodes produites par d'autres causes. L'utilisation dans le présent procédé
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de l'appareillage thermoaleotrique permet par oonséqaent d'obtenir des soudures parfaitement uniformes malgré la diversité des oonditioni.ans lesquelles on opère.
Le fait que l'appareil, réalisé suivant l'objet de la présente invention , est facilement transpocààble,est encore avantageux par la soudure d' objets de grandss di- mensions, comme des ailes d'avions, pour lesquelles la
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longueur de cnaCuue des tô12s à assembler est telle qu'avec des appareils 12 souiure qu'on ne peut déplacer il faut employer une grande quantité de barres omni- bus. Au contraire, le présent appareil peut être déplais
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le long de la ligne d'assemblage et est ainsi non ssule- me.1t très pratique mais très aconcmiqus.
Une autre caractéristique de la présents invention est qu'on peul; sonsta::.aant laisser la batterie d'accu- mulateurs connectée à un poste de narement sauf quand on veut employer l'appareil souder loin de la source d'énergie électrique. Cette caractéristique supprime
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l'obligation d'avoir un disjon9teur' automati'lue pour déconnecter la batterie du poste de. cnargemont chaque fois qu'on veut souder et permet aussi de prendre directement à la source d'anergie une partie du courant nécessité par la soudure.
La figure 1 représente le système de contrôle qui comprend un transformateur T relié par lfintermédiaire d'un redresseur de courant ordinaire R et d'un disjoncteur automatique S à une batterie d'accumulateurs B à laquelle
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il fournit le courant de cnarge. La batterie B Comprend trois batteries 31, 3- et B couplées en parallèle, bien que, comme il a été di@ plus haut, on puisse utiliser d'autres modes de couplage.
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La pat t#r .e B est reliée en série par l'intermédiai- re du contacteur C qui sera décrit ci-après, au circuit de soudure comprenant une paire d'électrodes 10 et 12 qui peuvent naturellement être munie:.; de méganis:.es s per- mettant de les appliquer sur l'ooje'c à scuder Ànmtoe 1 avec une pression donnée et de les enlever ensuite. Les
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électrodes 10 et IZ sont prises comme exemples des dis- positifs de soudure qui peuvent être de types va.ries.
L'appareillage thermoéleotrique comprend une paire -
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de lames de plomb 14 et 16 formant coup13 thermique <ltli sont reliées respectivement à l'électrode 10 et à l'objet à souder W; on a supposé par la réalisation ici décrite
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que lbobjet à souder et l'élecbrode 10 sont respective- ment d'aluminium et de cuivre et forment ainsi un couple tnerraoélectrique . La force électromotrice développée entre les éléments 14 et 16 du couple t#rmi<lue est appli- quée aux bandes d'entrée intérieures d'un pyromètre Py dont les bandes de sortie sont reliées à la bobine d'un relais ordinaire électromagnétique R5 et à un condensa-
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teur de contrôle 05.
Quand la force électrcmotrioe qui se développe entre les plombs 14-16, à mesure que le cou- rant de soudure chauffe l'objet à souder, atteint une
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valeur critique, le pyromètre déclenc des appareils de contrôle du circuit (qui ne sont pas représentés) et relie le relais R5 à une source électrique . De .cette façon, la température mesurée est la température de la surface de contact entre l'objet à souder et l'électrode, tempé.- rature qui, en l'absence des effets de shunt produits par
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les soudures voisines, est exactement Qroportionralle à la températuredu noyau de soudure .
Siles effetsde shunt étaient suffisamment importants pour qu'on dût en tenir compte, on pourrait utiliser d'autres couples thermoélectriques comme il est expliqua dans la demande
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déjà mentionnée n 44:S.46, tels, par exemple, qu'un couple redevant la température du centre de la face de l'électrode, Pour la présente description, on a considé- ré que l'appareil fonctionnait suivant la température de la région à souder, sans tenir compte du type de ou-
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ple thermoélaptrique utilisé.
Pour la réalisation la plus générale de l'inventioa, on peut utiliser des néoaniswes interrupteurs de diffé- rents types permettant la fermeture et l'ouverture du
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circuit de soudurset le Contrôle de, la résistance varia- ble qu'il comporta . à de ces interrupteurs fait l'où- jet de la demande d., brevet de Chsster F. Leathers n 32.194, déposée le 25 février 194. Le mcilleur ap;&- reil est le contacteur C qui est représenta sur les figu- res 4 à 11 . Ce contacteur est du type très répandu à
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contacts de carbone et oien qu'on puisse employer un nom - bre v.ariao16 de Oo.1tacts de carbone ou d'élsments é ßuiva- lents, celui qui est décrit ici comprend seulement deux éléments de car cône 3J et 32 qui sont constanment reliés respectivement aux cornes 34 et 36.
Les bQrnes S4 et 36 sont elles-mêmes oonsta2ment reliées aux conducteurs 38 et 40 reliés à leur tour respectivement à un des pô- les de la batterie B et. à ltéle9trode 12. Le Conducteur 4, relie consta.¯ment l'autre pcle de la batterie à l'électrode10. Dans la position normale du Contacteur C, représenté sur la figure 1, les éléments de carbone 30 et 32 sont séparés l'un de l'autre et le contacteur sert, alors, à souper le circuit de soudure .
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Le contapteur comprend un mécanisme de commande, à la fois pneumatique et hydraulique qui permet d'appliquer
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l'un sur l'autre les éléments de carbone 30 et 3Z et de faire varier la pression qui s'exerce sur eux. Ce méca-
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nisme répond à l'excitation d'un solénolde 54 agissant sur une soupape 5 du type normal à commande êle atroma- gnétique . Uette soupape 5 est normalement fermée; au- aune pression ne s'exerce done sur les éléments de carbone 30et 32 qui sont alors séparés. La soupape 52 s'ouvre au commencement du cycle de soudure et les élé- ments de carbone viennent au contact l'un de l'autre à une pression relativement faible qui s'accroît ensuite jusqu'à la valeur maximum désirée.
Il est évident qu'au minimum de pression entre ces éléments correspond un maxi-
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mum de valeur de la rés16te du Circuit et invensement au maximum de pression correspond un minimum de valeur de la résistance On peut régler la façon dont la pres- sionoroit et dêqrolt entre les éléments de carbone de même que le maximum, et le minimum de valeur de cette pression. Ceoi permet de régler avec précision la façon dont varie l'intensité du oourant de soudure entre le
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minimum et le maximum de sa valeur et de même de contr8- ler la diminution du courant ainsi que de fixer le maxi- mum et le minimum de valeur de cette intensité.
Pour la réalisation la plus générale de la présente invention on peut employer n'imparte quel système per-
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mettant d'alimenter la bobine 54. Dan4lexemple ici de- orit, la bobine est alimentée par une source L 1' - L 2' qui peut être une batterie d'accumulateurs. On utilise
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deux laupas #l et T 3 qui peuvent être d'un type quelon-- que, bien qu'il soit préférable d'employer des lampes triodes. Chacune de ses lampes comprend une anode a,
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une grille de co.ntrôle g et une 4atnode Ç dont le circuit de onauffage, du type courant, a été supprimé sur le
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schéma pour raison de clarté.
Les lampes VI et V2 sont reliées respectivement à des relais électromagnétiques Ri et Ru munis respectivement de contacts RlA et Rlb et Rga et Rgb..
L'exposé du fonctionnement du système fera comprendre les autres';détails. Pour faire une opération de soudure, on ferme les interrupteurs de tête de ligne LS et LS',
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ce qui envoie le courait dans les conducteurs LI - Le et ylr - L2' . . Le transformateur T est alors alimenté et à condition que le disjoncteur S soiifermé, le gourant de charge arrive à la batterie B ce qui permet de char- ger celle-pi à l'intensité voulue . La fermeture de l'in- terrupteur LS' complète le circuit d'excitation d'alimen-
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talion de l'enroulement primaire du transformateur T5
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qui est relié à la grille de la lampe y, .
Dès que le a circuit est fermé, le "!;ran3formateur :f{ T charge le condensateur retardateur C et, pa.r suite, élève la gril- le de la lampe V R à un potèntiel qui emp@9he le passage du courant à travers la Ignpe.
Pour procéder aune soudure, on place l'objet à souder W entre les électrodes, puis l'on ferme l'inter-
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rupteur pilote ? Cette manoeuvre alirizate lc circuit dans lequel se trouve l'enroulement primaire du tran- formateur T, qui est relié à l'anode de la lampe V1 .
Il en résulte que le transformateur T2qui est relié à la grille de la lampe v1 n'est plus alimenté et la grille est ramenée à un potentiel tel que le courant peut passer. L'alimentation du transformateur Tl permet alors le passage du courant à travers la lampe V1, pendant les demi-périodes où l'anode est positive, et fait fonction- ner la relai R . Celui-ci ferme les contacts normalement
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ouverts Rla et R 10.
Ria ferme un circuit de maintien de contact place en parallèle avec celui de l'interrupteur pilote P qui peut alorsêtre remis en position d'ouverture s ans que
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le cycle de soudure qui vient de Oawùencer soit interram- pu . R1b ferme un circuit qui alimente le solénoïde de commande de la soupape 61, laquelle commande à son tour
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les électrodes 1J et 12 et permet de Commencer le tre- vail de soudure . Par suite du déplacement des électro- des ainsi obtenu, tout le système est prêt pour l'envoi
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du courant léce",,':;8.i1'e à ia soudure.
Rb ferme aussi les circuits d'alimentation des enroulements primaires des t1'a#forr.H",c6Ul'S T3 : t T" -:1: relias respectivement à l'anode et à la grille de la lam- pe V2 . Mais comme le courant ne peut passer à travers
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la lampe V2' la mise sous tension du transformateur T3 est sans effet immédiat. Par contre la miss sous tension
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du transformateur T4 porte la grille de la lampe Y à un potentiel qui s'oppose à celui du transformateur T5 et permet la décharge totale ou partielle du condensateur
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C4 dans le circuit qui contient le rhéostat R .
Au bout d'un certain temps, fonction des caractéristiques de ce circuit; de décharge, le potentiel de la grille de la lam po v2 tombe à une valeur qui permet le passage du cou- rant à travers la lampe v2 et l'alimentation du relais
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Ez. Comme il sera dit plus bas, le relais R2 étant exci- té, le courant de soudure commence à passer'et l'on com- prend que, bien que le retard ainsi obtenu soit assez bref, il est cependant suffisamment long pour que les électrodes 10 et 12 aient le temps d'entrer en contact
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convenable avec l'objet à souder avant le passage du courant de soudure.
Le relais R , alimenté Somme il est dit plus haut,
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ferme les contacts normalement ouverts R,a et R , -Ce dernier alimente le relais R4 qui ouvre son Goutact ar- rière R a et ferme son goutact avant R4¯é. L'ouverture de R4a est sans effet puisque le contact R3a est mainte- nant ouvert, mais la fermeture de R4b alimente le relais B.3 . o'elui-pi, étant alimenté, ferme le contact R3b qui le maintient fermé, il ferme aussi le. contact R3a; aC- tellement sans objet, puisque le pontapt R4 est ouvert. La manoeuvre des relais R3 et R4 prépare les opérations de remise à zéro qui auront lieu quand la soudure sera terminée.
La fermeture du .contact R2a permet, comme il est
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dit plus haut, l'alimentation de la bobine 54 qui Gom-man- de la soupape 58. Le circuit d'alimentation de cette bobine passe également par le Sontast arrière I?5a du re-
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lais R qui estmaintenant fermé. La soupape 52 est, de
5 préférence, une soupape du type ordinaire à trois voies
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qui, dans sa position normale de repos, met en c#mmunica- tion son orifice de sortie 56 (qui est toujours en eorrumu- nication avec le 90ntact3ur) avep le tuyau de da.charge 58 et isole son orifice d'entrée 60. Par contre, quand la soupape 52 est commandée par la bobine, le tuyau de décharge 58 estisolé des orifices d'entrée et de sortie 56 et 60 qui sont alors en communication .
L'orifice d'en- trée 60 est toujours en communication par l'intermédiai- re d'un manomètre 62, d'une capacité régulatrice 63 et
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d'une soupape 64 de réilage de la pression avec un réser- voir 66 dtair comprimé.
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Une fois commandée par la bobine, la soupape 5E2 me.t donc en communication le contact0ur avec le réservoir 36 par l'intermédiaire de la soupape de réglage 64 et l'air provenant du réservoir déplace les éléments de carbone 30 et 32 qui viennent en contact l'un de l'autre à une pression réglée, d'avance et de préférence relative- ment faiole.
Cette manoeuvre ferme la circuit de soudure
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qui passe par les lames de plomb ôd '..)t a0, Le Contacteur présente alors une résistance assez élevée et l'intensité dans le ci2cui de soudure est à scii minimum, J2 valeur.
Ce minimum pe .ù 1 êt r # , par exemple, de l'ordre, de e 1 sà à 2 io de la valeur normale ou à pleine charge du courant da soudure . Comme il sera exposé en détail Ci-après, la manoeuvre de la scupape 53 commande a son tour celle d'une soupape 70 à trois voies qui, par l'intermédiaire d'un manomètre 72, d'une Capacité régulatrice 73 et d'une sou- pape de réglage 74 permet uns deuxième communication en-
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tre le contacteur C et 1s réservoir 6'5. Il en résulte un accroissement de pression entre les éléments de. car- bone 30 et 32 depuis un minimum ju squ t à un maximum de
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valeur qui est réglable aussi bien que la façon dont la pression croît.
Cet accroissement de pression diminue la résistance du circuit de soudure et augmente l'intensité.
Dans la réalisation la plus générale de l'invention on peut @@ utiliser des relais à temps ou tout autre pro- cédé convenable pour régler la durée totale de la pério- de de soudure. Cependant, comme on l'a déjà exposé,il est préférable de déterminer la durée de la pétiode de soudure suivant la température de l'objet à souder, en utilisant par exemple les éléments à couple thermique. 14 et 16 ainsi que le pyromètre {y.
L'intensité du courant de soudure qui passe à tra- vers les électrodes et l'objet à souder en élève la température et accroît le potentiel thermoélectrique en- tre les éléments 14 et 16. Quand ce potentiel atteint une valeur fixée d'avance correspondant à l'achèvement de la soudure, le pyromètre Py porte le potentiel de la bobine du relais R5 à une valeur qui permet l'ouverture des contacts R5a et R5b .
L'ouverture du contact R5a ouvre le circuit de la bobine 54 ce qui isole le contacteur C du réservoir 66 et le met en communication avec le tuyau de décharge.
La pression sur les éléments de carbone 30 et 32 diminue à la vitesse quton a fixée d'avance . Cette di- minution de pression accroît à nouveau progressivement la résistance du circuit de soudure qui passe du minimum de sa valeur au maximum et finalement les éléments de ,carbone se séparent, coupant ainsi le @@@ circuit de soudure.
Il résulte de ces opérations une diminution de la tem- pérature de l'oojet à souder et une diminution corrélati- ve du potentiel thermoélectrique . Cependant le conden-
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sateur C5 qui est relié au relais R , laisse ce relais alimenta'assez longtemps pour que le système puisse re- venir au repos cam¯se il est dit ci-après.
Le contact R5a en s'ouvrant coupe le circuit d'ali- mentation du transformateur T et par conséquent celui du relais R qui rouvre le contact E 2A et provoque une deuxième coupure dans le circuit de la bobine 54.
L'interruption, du circuit de soudure coupe aussi
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l'alimentation du relais R4 (pîdr lc contact Rb) ; OR re- lais reprend sa position normale, referme le contact FL4a et ouvre le contact R4È.' L'ouverture de ce dernier n'a aucun effet immédiat cause du circuit de maintien
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de contact de relais R... commandé par le contact R3 b 2a se refermait le contact R a complète, travers le contact R3a maintenant fermé, le circuit d'alientatio du transformateur T .
Le transformateur T2 ainsi alimenté envoie du cou- rant au condensateur C et élève la grille de la lampe
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Vl un potentiel qui rend cette larJ.j;!8 non conductrice.
Celle-ci Coupe doac le courant d'alimentation du relais R1 qui cependant reste en position de travail pendant un certain temps déterminé par les caractéristiques du condensateur C1 qui lui est relié . Ce temps de maintien
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doit être assez Ion:, pour p .rmettre le refroidissement de l'objet à souder avant que la pression bur les élec- trodesdiminue.
Au bout de cette période, le relais R1 cesse d'être
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alimenté et ouvre; se.s Contacts Rla et R1È. coupant ainsi l'alimentation de la soupape 61 à commande électromagné- tique , ce qui provoque le desserrement de. 41e-trod,,s et l'achèvement du cycle de soudure.
Les autres opérations provoquées par ltouverture des
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contacts Rla et Rlb sont des opérations de retour aux
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positions de repos . En particulier l'ouverture das coin- tacts R1a soupe l'alimentation du transformateur Ti,ce qui n'a aucun effet immédiat puisque le courant ne. peut passer par la lanpe Vi . L'ouverture du contact R1b coupe
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le circuit du relais R o qui reprend sa position normale; coupe également le circuit du transformateur T4 ce qui permet au transformateur T5 d'élever à nouveau la gril-le
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de la lanpe T 8 à un potentiel de bloquage;
coupe encore leCircuit du -transformateur T3 ce qui sert à maintenir ce transformateur non alimente -après l'ouverture du
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relais R5 et referme ses oontaots R5a¯ et Rob, fermetures qui n'ont aucun effet et pourraient'se produire à n'im- porte quel moment après 1',ouverture du circuit du relais Rl .
La réouverture du contact R a coupe l'alimentation
3-
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du transformateur T ¯& ce qui permet au condensateur C2 de se décharger dans le circuit qui contient la rhbstat Ri . Au bout d'un certain temps détermine par les Parao- téristiques de ce circuit de décharge, la grille de la lampe v1 redevient conductrice et alimente le relais R1 en réponse à la fermeture de l'interrupteur pilote P.
Cependant, avant l'achèvement de cette période généra-
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lement appelée "période d'arrêt", la fermeture de l'in- t errupteur pilote P ne pourrait faire à nouveau fono- tisonner le relais Rl et le condensateur oz sert ainsi à fixer l'intervalle qui doit séparer deux'opérations successives de soudure. Habituellement, un interrupteur supplémentaire S" ,permet quand il est fermé, de faire
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commander directement la soupape 61 et les autres cir- cuits de départ directement par ltinterrupteur pilote P, De cette façon, un nouveau cycle de soudure peut com- manger quand on terme l'interrupteur pilote P aussitôt
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qu'est achevée la période de maintien ou d'arrêt çomman- dée par le Condensateur C1 .
Peu après que le relais El a repris sa position de repos, le condensateur C5 finit de se dé charger, permet-
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tant aux contacts Ra et R3b de reprendre la position qu'ils ont sur le schéma ce qui ne produit d'ailleurs auoun effet.
Les figures 4 à 11 montrent que les éléments de carbone 30 et 32 sont portés respectivement par les sup- ports 100 et 102 qui doivent être de préférence de forme cylindrique, somma les éléments de carbone eux-mêmes.
Il vaut mieux également les faire en cuivreou en autre métal très conducteur. Ils doivent porter les prolonge-
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ments 3 et 35 déjà mentionnés qui servent de bornes pour les connecter au circuit de soudure . Il est préfé- rable que les élément:de carbone soient encastrés dans
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leurs supports respectifs 100 et 102 et, si 1t 0;). veut, leur assemblée peut être encore renforcé par des séries d'agrafes 104 et 106 fixées tout autour de leurs supmrt-s respectifs et recouvrant le bord chanfreiné des éléments
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de carCcne correspondants.
Le support inférieur 102 est fixé rigidement à un, plateau de base 108 (dont il ast isolé électriquement)
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par une série de bcu10ns 110. Le support 100 est de même fixé rigidement, tout en étant isolé électriquement,au corps du piston vertical 112 par une série de boulons
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11, Une série de re-osor G5 116 sont interposés entre le support 100et les vis de réglage 118 qui leur corres- pondent et sont portées par le plateau de base 108. Ces ressorts maintiennent normalement le piston 112 dans la position de la fig. 5 où les éléments de carbone 30 et 32 sont séparés et où, comme il est dit plus haut,le contacteur poupe le circuit de soudure.
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Le piston 112 glisse verticalement dans un cylindre 120 ouvert vers le bas qui se trouve à la base de la piè- ce cylindrique 122. Cette pièce 122 est reliée rigidement à la base 108 par des ooulons 124 placés dans des manchons 126 qui font corps avec elle.
La partie supérieure de la pièce 122 forme un réservoir 128 pour le fluide utilisé pour transmettre la pression aux éléments de carbone , on utilise de préfé- rence de l'huile comme fluide . Le réservoir 128 est muni d'un tuba: de remplissage ordinaire 130 et d'un niveau 132; il est normalement rempli canme l'indiquent les fi- Sures . Le réservoir 128 communique avec le cylindre 120 par une série d'orifices 134 répartis tout autour d'un manchon 136 qui est/emmanché à forge ou fixé rigidement par/un autre procédé dans l'orifice central ménagé dans la partie 138 de la pièce 123.
Cette pièce 122 est surmontée dtun cylindre 140 qui lui est fixé par une série de boulons 142. Ce cylin- dre 140 contient un piston 144 qui est normalement main- tenu dans le haut du cylindre par un ressort 146 à ten- sion relativement forte. Le ressort 146 est place entre le piston 144 et le fond 138 de la pièce 122. Dans sa position haute, le piston 144 bute sur un bossage annu- laire 148 situé dans le fond du logement cylindrique,ce qui détermine un espace annulaire 150 dans lequel un fluide élastique, de l'air dans le cas présent, est introduit par le circuit d'air décrit ci-après.
Un piston tubulaire 152 est fixé rigidement au piston 144 et se trouve normalement dans le manchon 136, déjà mentionné comme indiquésur la figure 5, où le orifices 134 sont découverts. Mais quand on introduit de l'air dans le cylindre 150, le piston 144 descend, entraînant avec lui le piston 152. Ce déplacement obture
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les orifices 134 et enferme une certaine quantité d'huile dans la par tie inférieure du tuée 136 etdans l'espace cylindrique 120, nulle qui transmet la pression au pis- ton 112 etaux éléments de carbone 30 et 32.
Le haut du cylindre 140 forme un logement 160 dans lequel se déplace un piston auxiliaire 162 le pis- ton 162 porte une tige164 qui glisse à l'intérieur du piston 144 et du piston tubulaire 152 et dont la partie inférieure repose normalement sur une plaque d'usure 165 fixée à la partie supérieure du piston principal 113.Les reports de rappel 116 agissent par l'intermédiaire du piston 112 et de la tige de piston 154 pour maintenir normalement le piston 162 dans sa position haute qui est réglée par une butée réglable 168. Cette butée est vissée dans le chapeau amovible 170 du corps de butée 160 et est terminée par une tige filetée 172 dirigée vers le haut permettant de régler l'écartement des élé- mentsde carbone 30 et 32.
Le chapeau 170 est muni d'un bossage supérieur 180 auquel le tuyau de sortie 56 de la soupape 52 est fixe par un raccord 182. Il p@rte aussi un conduit 184 qui fait communiquer en permanence'-.le tuyau 56 avec le lo- gement cylindrique 186 ménagé antre le piston 162 et son cylindre 160. Les figuras 7 et 8 montrent que le chapeau 170 porte encore un bossage latéral 190 muni d'un évide- ment 192 à son extrémité , Le bossage 190 est percé d'un orifice 194 qui communique directement avec le conduit prinoipal d'air 184. L'extrémité de l'orifice 194 porte un pointeau réglable 196 qui commande le passage de l'air de l'orifice 194 à 1'avidement 192.
Cet évidement 192 a un débouché extérieur 204 qui est relié par un tuyau 206 au tuyau d'arrivês de la soupape supplémentaire 70 re-
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présentée en détail sur la figure 10.
Cette figure montre que la soupape 70 comprend un corps généralement cylindrique 210 à lt intérieur duquel une douille (siège de soupape) 212 est fixée par le bou- chon amovible 214. Ce bouchon, la douille 212 et le corps de soupape 210 définissent deux chambres 216 et 218 dont la communication est généralement empêchée par un clapet 220. Ce clapet est normalement appuyé sur son siège par la pression qui lui vient du tuyau 222. Comme le montre la figure 1, le tuyau 222 communique en permanence avec le réservoir d'air comprimé 66 par l'intermédiaire das soupapes de contrôle 72 et 74.
Le clapet 220 est lié rigidement à un deuxième clapet 224 dont la surface hémisphérique 226 peut s'appliquer sur le siège 228 qui se trouve à lapartie inférieure/de la douille 212. Normalement, comme le montre la figure 10, la chambre 218 communique avec un orifice de déchar- ge 230 qui se trouve à la partie inférieure de la pièce 212.
Les clapets 220 et 224 sont Commandés par un piston 232 qui glisse dans un manchon 234 vissé dans la partie inférieure du corps de soupape 210. Un ressort léger 235, placé entre l'extrémité du piston 232 et le bouchon 238 du manchon sert à maintenir la partie supérieure du piston contre la partie basse du clapet 224.
La chambre 218 communique en permanence avec un tuyau 240 qui lui-même communique par les orifices 242 et 3.4:4: avec l'espace cylindrique 150 déjà décrit où se déplace le piston 144. L'évaluation de cet espace cylin- drique se fait ainsi normalement par 'orifice d'évagua- tion 230 de la soupape 70 et un pointeau 231 peut être disposé pour régler le débit de ce circuit d'évacuation.
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Comme on Ils, déjà dit, la soupape principale 52 est normalement au repos et} dans cette position, le tuyau de sortie 56 Communique avec l'orifice d'évacuation 58 et est isolé du tuyau d'entrée 60. Dans ces conditions,l'ori- fice 184 et l'espace cylindrique 186 sont à l'évacuation, ce qui permet aux ressorts 116 de maintenir le pi.ston 152 dans la position qui correspond à la séparation des élé- ments de carbone 30 et 32 et par Conséquent à la rupture du circuit de soudure.
Comme l'arifioe 184 est à l'évacua- tion, la soupape supplémentaire70 est maintenue fermée par la pression d'air du tuyau 222 et l'espace cylindrique 150 est à l'évacuation par le .circuit commandé par la sou- pape 70..
Comme déjà dit, le début da l'opération de soudure consiste dans la mise en position de travail de la soupape 52 qui fait alors communiquer l'orifice pripcipal 184 avec le réservoir 66 par l'intermédiaire des soupapes de réglage 62 et 64 (fig. 1). Par suite, l'air est introduit à la pression voulue dans l'espace cylindrique 186 et l'évide- ment 194 qui contient le pointeau 196. La pression introdui- te dans le cylindre 186 croit à une vitesse déterminée par le pointeau 62 et atteint enfin une valeur suffisante pour vaincre les ressorts de rappe 116 et déplacer les éléments de carbone 30 et 32 qui viennent alors au contact initial.
Puis la pression dans le cylindre 186 s'établit au minimum de valeur réglée par la soupape 64. La pression est alors transmise au.: -éléments de car cône par le piston principal 113, la tige de piston 164 et le piston 162. Ces pièces doivent être réglées de préférence pour que le minimum de pression s'établisse assez rapidement et pour produire un-- pression résultants entrs les éléments de carbone,ce qui permet le passage d'une intensité comprise entre 1% et 3. % de la valeur normale à pleine charge du courant de soudure .
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Ces opérations sont représentées sur la figure 3 où l'on a admis qu'au tempe, la soupape de contrôle est fermée et les éléments de carbone séparés . A ce moment la résistance du circuit de soudure, représentée par la courba Rc est infinie et la pression entre les élments de: carbone représentée par la courbe Pc est nulle . Au temps t1, quand les éléments de carbone sont venus au contact et que le minimum de pression s'est établi dans le cylindre 186, la pression entre les éléments de carbone atteint une valeur normale de départ 260 et la résistance du circuit de sou- dure a la valeur de départ 262.
Pendant que la pression monte dans le cylindre 186, l'air passe par le pointeau 196 dans le cylindre où se trouve le piston 232 de la soupape 70 et atteint enfin une valeur suffisante pour ouvrir la soupape 70. On com- prend facilement qu'on puisse régler le pointeau 196 pour obtenir l'ouverture de la soupape 70 avant, e.n même temps /30/ qu après que la pression entre les éléments de carbone/et 32 ait atteint la valeur fixée par la soupape de. réglage 64. Il est préférable que cette ouverture se produise à peu près au moment où cette pression est atteinte. L'ouver- ture de la soupape 70 isole l'orifice d'évacuation Z30 et fair communiquer le tuyau 240 avec le tuyau d'arrivée 222.
Alors le cylindre supérieur 150 assogié au piston 144, communique avec le réservoir 66 par l'intermédiaire des soupapes 74 et 72, le tuyau 222, la soupape 70, le tuyau 240 et les orifices 242 et 44.
La pression dans le cylindre 150, qui monte progras- sivement à la vitesse déterminée par la soupape 72, devient plus forte que la tension du ressort de rappel 146 et fait descendre le piston 152. Au début de ce mouvement de des- cente, l'huile est ghassée à travers les orifices 134 dans le réservoir 128 sans accroître la pression appliquée
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sur le piston principal 112. Mais dès que la partie infé- rieure du piston 152 obture les orifices 134, l'huile est enfermée au-dessus du piston principal 112.
La pression sur le piston 115 croît alors jusqu'à la valeur détermi- née, d'une part, par la pression existant dans le cylindre 150, d'autre part par le rapport entre les surfaces des pistons 144 et 152, et le rapport entre les surfaces des pistons 152 et Il?,. La pression qui s'exerce sur le piston Il.% continue à croître à la vitesse fixée par le pointeau 78 et atteint enfin la valeur déterminée par la position de la soupape de réglage 74.
Cette augmentation progressive de pression sur le piston 112 et par suite sur les éléments de carbone 30 et 32 amène la courbe de pression Pc à une valeur 264, au temps t, et la résistance du circuit à une valeur 266 qui correspond au maximum, d'intensité du cou- rant de soudure . On peut voir que le temps qui séparé les temps t1 et t sur la figure 3 aussi bien que les valeurs 264 et 266 varie suivant les réglages des soupapes 7 et 74, ce qui permet, d'obtenir le préchauffage dont il a été déjà parlé.
On remarquera que, grâce àu cylindre 140, une pres- sion dans le cylindre 150 inférieure à la pression du cylindre 186 peut produire une pression entre les éléments de carbone 30 et 32 notablement plus grande que la pres- sion initiale produite par l'action du piston 162, Par exemple, suivant les surfaces relatives des piston, une ouverture de 90 % de la soupape de réglage 64 permet d'ou- vrir la soupape 74 de 30 % à 80 % suivant le maximum d'inten- sité désiré.
La figure 9 montre les positions des pièces au temps tl de la fig. Z, et la figure 11 montre les positions qu'elles occupent quand le piston 152 a obturé les orifices d'évacuation 134. Ces dernières positions ne changent évi-
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demment pas pendant les augmentations finales de pres-
La situation Correspondant au temps t2 de la fig. 2 se maintient tant que la soupape 52 reste en position de t ravail ce qui correspond au maximum de valeur du courant de soudure. Comme on l'a montré en expliquant la fig. 1, ce maximum d'intensité porte l'objet à souder à la tempéra- ture de soudure et fait agir les éléments thermoélectri- 'lues qui font alors revenir la soupape au repos .
Dès que
52 la soupape/est au repos, le conduit d'air principal 184 est mis en Communication avec l'orifice d'évacuation 58 par le pointeau 80. Il est également préférable de mainte- nir ce pointeau grand ouvert ce qui permet une chute ra- pide de la pression, qui s'exerçait sur le piston 162. Cette opération qui se produit au temps t3 de la fig. 2 amène une. diminution de la pression entre les"éléments de carbone comme il est indiqué au point 270 et, par conséquent, un accroissement de la résistance du Circuit de soudure (point 272).
Par suite de l'évacuation de l'orifice 184, la près-* sion qui s'exerçait sur le piston 232 de la soupape 70 tombe une valeur inférieure à celle qui est nécessaire pour maintenir la soupape ouverte . La décharge- de cette pres- sion se fait par le pointeau 196. Si l'on veut assurer une fermeture plus rapide de la soupape 70 que selle permise par le circuit d'évacuation, on peut réaliser la variante in- diquée sur la fig. 12, où cette soupape d'arrêt à bille 197 est mise par les tuyaux 199 et 201 en parallèle avec le pointeau 196.
On remarquera que cette soupape d'arrêt reste fermée quand là pression s'établit au-de.ssus du pis- ton 333 mais peut s'ouvrir et laisser librement tomber la pression dès que la soupape principale'53 est en position de repos.
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Quand la soupape 70 se referme, le clapet 220 isole le cylindre 150 du réservoir 65 et le met à l'évacuation
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par 1'#if13e µ30. Comme le montre la fis. 10, l'orifice 230 est relié , un pointeau de réglage de débit 231 qui permet de régler la cnute de pression dans le cylindre 150.
A mesure que la pression décrôt dans le cylindre 150,
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la pression décroît aussi entre le-s cléments de oarcrne 80 la résistai-ce du circuit de soudure crctt. -"'nfL1. la pures- sion tcrdoe dans le cylindre 150 à. une valeur telle % q.7.-'. le piston 144 ne peut plus s'opposer au ressort 1z6, et les pist-o-iS 15w et 144 reviennent à la position de 4.épai .i de la figure 5. La pression d'air en diminuant tei"1t c3- lement une valeur, représentée par le temps t4 de la figu- ra , telle ue les ressorts de rappel 116 peuvent séparer les éléments de earcone 3.; et ,;;i2, coupent ainsi le circuit de soudure et, par l'intermédiaire du piston principal 1,à& renvoient le piston à sa position de départ de la figure 5.
La figure 2 montre que, si le circuit de soudure était entièrement non inductif, le courant de circuit de soudure passerait instantanément de zéro à la Valeur 2?4 au temps tl, s'élèverait ensuit suivant la courbe 276 et atteindrait son maximum au temps 52 . . Mais à Pause de l'induction du circuit de soudure, le 'courant croît suivant la cour be en traits pleins s' puis atteint son maximum représenté par la partie s de la courbe . De même, sile circuit de sou- dure n'était pas inductif, le courant 1 décroîtrait comme l'indique la partie en pointillé 278 de la courbe, à partir
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du aeiips t3 .
Mais à cause de l'induction, le courant dé- croît moins vite que la pression entre les électrodes de carbone, de sorte que,si ceux-ci se séparaient trop tôt après la mise au repos de .la soupape principale 52, le courant de soudure aurait une valeur plus élevée que
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le minimun. voulu pour le moment de, cette séparation;cet excès de courant a une valeur variable avec la nature du circuit de soudure . Mais le pointeau 231 permet d'obte- air une chute de pression suffisammentlente dans le cylin- dre 150 pour que le courant de soudure atteigne son mini- mum de valeur avant que les éléments puissent se séparer.
Quand on se rappelle que l'intensité peut attaindre 3Q.000 à 50.000 ampères, on se rend compte de l'importas- ce de Patte Caractéristique . Dans tous les cas et, surtout quand le courant peut atteindre des valeurs aussi élevées, il est bon de régler l'ouverture du contacteur suivant les caractéristiques du Circuit de travail de façon à ramener le courant à une valeur qui n'est qu'une faible fraction de ce maximum, juste avant la séparation des éléments de carbone, Par exemple, on peut s'arranger pour que le minimum d'intensité ne dépasse pas 5 % du maximum.
En résumé et d'une façon générale, le procédé ci- dessus comporte initialement la fermeture du circuit de. soudure, l'accroissement de, la valeur du courant de sou- dure à partir d'une valeur de départ jusqu'au maximum voulu à une vitesse réglable et en rapport avec l'objet à souder, la diminution du courant de soudure quand la soudure est achevée et le maintien de la continuité du circuit jusqu'à ce que le gourant ait atteint une valeur suffisamment basse pour qu'on puisse couper le circuit avec sécurité .
La diminution d'intensité du courant peut se faire à la même vitesse que 1 accroissement ou à une vi- tesse différente et, suivant les réglages différents des circuits d'alimentation d'air et d'évacuation, l'intensi- té finale peut avoir la même valeur que le minimum initial ou une valeur di ffér ent e.
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Dans certains Cas, par exemple peur les soudures de tôle, on peut vouloir moduler l@ couraitpour obtenir une. succession de pulsations- On peut/le faire, naturellement, en agissant sur le systàme de contrôle de façon à produire une succession de cycles, semolable@ à celui de la figure 2, sans laisser tember la pression qui s'exerce sur les électrodes dans les intervalles qui séparent lespulsa- tions successives du courant . Cependant, il est préféra- ble de ne pas interrompre le courant entre les pulsations successives, mais de la réduire simplement, à une valeur assez basse comme le montre la figure 13.
Sur ce graphi- que, le contacteur est manoeuvré initialement au temps to, ce qui amène, comme précédemment, les éléments de carbone au contact l'un de l'autre au te-.ips t1 avec un minimum de pression' Comme procédemment,la pression entre les éléments de carbone croît ensuite jusqu'au maximum indiqué par la courbe Pc' . .Au bout du temps fixé, la pression tombe graduellement jusqu'à pe" . Le cycle com- plet comprend une succession de périodes Pc' de maximum de/pression séparées par des périodes Pc" de minimum de prec- sioil . L'abaissement final de la pression entre les élé- ments de carbone et la séparation de ceux-ci s'obtient comme l'indique la figure 2.
La succession de périodes à haute et basse pression produisent des. périodes corres- pondantes de grande et faiole résistances Rc' et Rc" qui, à leur tour, entraînent des périodes de maximum et de minimum d'intensité I' et I" .
Divers systèmes de contrôle peuvent être employés pour obtenir le cycle de la figure13. Sur la figure 14, les dispositifs qui permettent d'augmenter et de dimi- nuer la pression sur les différentes parties du contac- teur C' sont conformes à ce qui est représenté sur les figures 1 à 11, sauf que la soupape 70' qui remplace la
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si soupape 70, est commandés de la portion normale de ferme- ture à la position d'ouverture par un solénoïde 300. Grâ- ca à ces dispositifs, on obtient un cycle semblable à celui de la figure 13 de la façon suivante :
Comme, précédemment, la soupape 52 est aise en posi- tion de travail au début du cycle et y reste jusqu'au temps t3 de la fig. 13.
Pea après sa mise en position de travail, le solénoïde 300 ouvre la soupape70', le décala- ge entre les ouvertures des soupapes 52 et 70' étant au- tant que possible le même que celui qui séparait les ou- vertures des soupapes 52 et 70. La manoeuvre de la soupape 70' amène la pression entre les éléments de carbone à son maximum initial et fait Croître, ainsi le courant jusqutà sa valeur initiale . Puis, tandis que la soupape 52 reste ouverte, la soupape 70' est tour à tour fermée et ouverte.
Chaque fois qu'elle serme, aux temps t et '1 1 t , la pression du contacteur tombe à son minimum. Quand elle s'ouvre, aux temps t6et t7, la pression revient à son maximum. La soupape 70' se ferme enfin au temps t3 en même temps que la soupape 52, achevant ainsi le. cycle de la façon qui a été décrite en expliquant la figure
On remarquera que, comme précédemment, la soupape 70' évacue par le pointeau 231. Les valeurs Pc" du mini- mum de pression sont donc les valeurs du minimum de pression ou pression initiale du contacteur qui s'établit par la soupape 52 et le piston 162 du contacteur (figure 5).
On peut, en de nombreux cas, préférer établir sur le con- t acteur, pendant les périodes qui séparent pulsations successives, une pression dont la valeur diffère du mini- mum établi par le piston 162. On peut alors employer le dispositif Indique sur la figure 14. Le pointeau 231 communique avec deux tuyaux d'évacuation 302 et 304. Le tuyau 302 est commandé par une soupape 306 à deux voies
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manoeuvrée par un solénoïde, soupape normalement ouverte et qui peut être fermée par l'envoi de courant dans le solénolde 308. Celui-ci est monté en parallèle avec le
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solêro3de 54 qui cQJ1mande la soupape 52.
La -9Ol1llIluniGa- tion entre le pointeau Z31 et l'autre tuyau d'évacuation 304 est eomaadË Par la soupape d'arrét 310, une capacité4 régulatrice 312 et une soupape de sûreté 314. On peut régler la soupape 314 pour une pression minimum désirée Pc" comprise entre le minimum établi par le piston 162 et le maximum Pc . Quand la soupape 70' est au repos,au tepps t , par exemple , la pression qui s'exerce sur le
4 piston supérieur 150 peut se décharger par le circuit qui comprend la soupape 70', le pointeau 231, la soupape d'ar-
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rét olo, le réservoir 12 et la soupape de sûreté 314 jusqü'à ce que la pression qui s'exerce sur le piston
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150 soit tomûée à la valeur de réglage de la soupape .....14.
Comme )réc,6deir;ieat on règle la vitesse de chute de la pression par le pointeau 251. A la fin du Pycle, les sou- papes 52, 70' et 3@6 reviennent en même temps au repos au te@ps t3 (figure 13). La soupape d'arrêt 310 maintient le minimum'de pression voulu dans le réservoir 312, et l'ouverture de la soupape 306 permet l'évacuation dans l'atmosphère de l'air qui appuyait le piston 150.
Dans les réalisations générales de la présente invention , on peut se servir de n'importe quel appareil
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lita réglage de pulsation jour aetenir les manoeuvres succes- sives des soupape 5Z, 70' et 306. L: système schématisé sur la figure 14 n: doit être considère, par conséquent, que sanme un exemple . Ce système comprend un moteur 520 qui entraîne par un assemblage convenable une série de 3
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tambours 232, ::4 et 3%6. Le tambour 5?2 porte deux cer- cles ou anneaux conducteurs 38 et 530 qui sont continus à l'exception des petits-segments isolés 332 et 334. Les
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cercles 328 et 330 sont constamment reliés à la source et L1, L2'et portent respectivement les frotteurs 336 et 338.
Quand le système ne fonctionne pas, les frotteurs 336 et 338 portent sur les segments isolas 332 et 334,en sorte que les circuits de commande des soupapes 54 et 306 sont coupés.
Le tambour 324 porte deux cercles partages @especti- vement en trois sigments conducteurs, tels que 340 et 342, par des paires correspondantes de segments isolés 346 et 348. Les segments conducteurs 340 et 342 sont re- liés en permanence chacun à ù'un des pales de la source et portent une paire de balais 350 et 352. Ces balais commandent le circuit d'ouverture de la soupape 70' . La division de chacun des cercles en trois segments permet un cycle de soudure de trois pulsations successives, les durées relatives des périodes de haute et basse pression étant déterminées parles longueurs relatives des segments conducteurs et des segments isolés. on peut naturellement obtenir un nombre plus ou moins grand de pulsations en modifiant le nombre des segments conducteurs.
En position normale, les balais 350 et 352 portent sur une paire de segmants isolés 346 et 348 ce qui coupe le circuit de commande de la soupape 70'.
Le dernier tambour 326 comprend deux cercles con- duoteurs 360 et 362 reliés entre eux, qui sont oontinus à l'exception des courts segments isolés 364 et 366. Ces cercles portent des balais 368 et 370 et servent à remet- tre les appareils au repos comme il sera dit plus bas.
En position normale les balais portent sur les segments isolés.
Au début du cycle de soudure (fig. 13) l'interrupteur pilote P' est fermé ce qui ferme un Circuit d'alimentation du moteur d'entraînement 320 ainsi qu'un circuit d'alimen- t,ation du relais 372 Celui-ci ferme alors son contact
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a et prépare ainsi un circuit de maintien pour le moteur 320, circuit qui est cependant commandé par le tambour 326. Dès que le moteur 320 a fait tourner le tambour 326 suffisamment pour que les cercles 360 et 362 soient venus
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ea contact; avec les balais a68 et 370, le Circuit de main- tien se ferme et l'interrupteur pilote P' peut être ouvert sans gêner le développement du cycle.
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Ltentraine:nent du ta:L.oour 63& par le moteur 330 amène les cercles 3S8 et 330 respectivement au contact des ba- lais 566 zit ôà8, ce qui alimente les solénoïdes 54 et 308. Ceux-ci ouvrent alors les soupapes 52 et 506. L'ou- vertare de la soupape 52 amène les éléments de carbone du contacteur au contact l'un de l'autre au minimum de pres- sion, somme expliqué ci-dessus. La manoeuvre de la soupape 306 ferme le circuit d'évaluation normal de la soupape 70' et fait commander l'air d'évacuation qui passe par cette soupape , par la soupape de. sûreté 314.
Peu après la manoeuvre ds soupapes 52 et 305,la
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rotation du tanbour .;:;;4 la paire de segments CO.'1:i1 3- teurs 340 et j4e au contact des balais 350 et iô3. Cette action, suffisamment retardée pour qu'il s'écoule un temps Convenable entre les envois de pression sur les pistons
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16'. et 150 (fiàg. 5) ferme un circuit d'alimentation du solénalda 00 qui Commande la soupape 70' ' Ainsi, Corrll:
le on l'a déjà dit, la pression s'exerce sur le piston 15) ce qui fait croître la pression du contacteur jusqu'au maximum initial et fait croître en même temps le courant
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de soudure . nu temps t4 de la figure 1.5, une paire de segments isolds 546 et u48 du tambour ..'34 viennent au Contaoc des balais 50 et 35S, coupant ainsi le circuit de commande de la soupape 70' qui s'ouvre . Il en résulte une réduction progressive de la pression du contacteur jusqu'au minimum initial "Pc" . La vitesse de chute de la
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pression est) comme précédemment T, commandée par le pointeau 231 et le minimum de sa valeur est déterminé par la soupape de sûreté 314.
Au temps t6 de la figure 13, la paire suivante de segments Conducteurs 340 et 342 du tambour 324 vient au contact des balais 350 et 352 ce qui alimente à nouveau le circuit de la soupape 70' et fait remonter la pression à son maximum' Les opérations qui se succèdent aux temps t5 et t7 de la fig. 13 .çorrespon- dent à celles qui ont été décrites paur les@temps t 4 et t6 .
Au temps t3 de la figure 13, les segments isolés 332 et 634 du tambour 322 viennent au Contact des balais 336 et 338 et la dernière paire de segments isolés 346 et 348 du tambour 324 viennent au contact des balais 350 et 352. Il en résulte la mise simultanée en position de repos des soupapes 52, 70' et 306, la chute progressive et la coupure finale du courant de soudure; de la façon déjà décrite .
Ces opérations peuvent avoir lieu quand le moteur 320 a fait tourner d'un tour complet les tambours 322, 324 et 326 et, n'importe quel moment après, l'appareillage peut être réglé pour que les segments isolés 364 et 366 du tambour 326 viennent au contact des balais 368 et 370. Dès que ceci arrive, le circuit alimentant le relais 372 est coupé. Le relais 372 revient alors à sa position. de repos et coupe l'alimentation du moteur 320. Les tambours reviennent alors dans la position de repos figu- rée.
On se rend compte que la batterie employée aveo le système ci-dessus est une source d'énergie très satisfai- sante pour la soudure à l'arc, étant entendu que la puis- sance nécessaire peut être prise alors directement à la
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batterie sans qu'elle soit commandée par le mécanisme
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du eontacteurs Le présent système d'accumulation dt6nErgie permet donc une combinaison des appareillages de soudure à résistance et à l'arc.
Bien qu'on n'ait décrit en détail qu'une seule réa- lisatioa de l'invention, on se rend compte que de nombreu- ses modifications peuvent y être apportées sans qu'on s'é- carte du procédé visé par l'invention.
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'ii'û..WY17I rli.' tiav ,
1. Procède pour chauffer électriquement un objet, comme on a à le faire pour souder, caractérisé en ce
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qu'un circuit alimenta par un appareil d* accumulation d'énergie , tel qu'une batterie d'accumulateurs électri- ques, et comprenant l'oojet sur lequel on travaille,est parcouru par une pulsation de courant ou une série déten- minée de pulsation., de courant dont le maximum de valeur /en ce qu'on est fixé et/= fait varier l'intensité du courant de fa-
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çon qu'elle croisse pro"rssivarxezit jusqu un maximum et (ou) décroisse progressivement à partir de ce iie,2inum jusqu'à un minimum à.
chaque pulsation, les périoaps d'aug- mentation et de diminution d'intensit6 étant seulement de faibles fractions de la période ou des périodes de maximum d'intensité.
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2.?rocéd6 pour enauffer électriquement un objet, COúlne on a à le faire pour souder, caractérisé en ce qu'on utilise un appareil d'accumulation d'énergie, tel qu'unne batterie d'accumulateurs électriques, et en ce qu'on com-
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pléte ou ferme un circuit à trarers lequel une pulsation ou une succession voulue de pulsatioas de courant ayant une valeur maximum voulue circule depuis l'appareil jusqu'à l'objet, une résistance suffisante étant intercalée
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dans le circuit et sa valeur étaottelle qutelle limite l'fu- (ou) du courant tensité initiale et/finale/à chaque pulsation à une valeur qui ne dépasse pas ) une faible fraction du maximum, cette
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résistance tant mise hors circuit et introduite progressi- vement , suivant le oas,
aux périodes initiales et finales de débit de courant à chaque pulsation, de façon à aug- (ou) manier le courant jusqu'à son maximum@de valeur et/à le faire décroôtre jusqu'au minimum.
3, Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, dans lequel le circuit est modifié à une vitesse graduelle et prédéterminée,
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, dans lequel le début de la diminution de l'intensité. est fonction de la température qui règne dans la région de l'objet à chauffer.
5.Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans lequel le courant est coupé après la diminution qui suit l'abaissement final de l'intensité.
6.Procédé perfectionné pour chauffer électriquement un objet, oomme on a à le faire pour souder, en substance, tel que décrit ci-dessus en se référant aux dessins annexés.
7. Appareil employer dans le procédé suivant l'une ou l' autre des revendications précédentes, comprenant un appareil d'accumulation de cou@@nt, tel qu'une batte- rie d'accumulateurs, relié à un circuit qui comprend l'appareillage et l'objet à chauffer et à tr.avers lequel passe une pulsation ou une succession de pulsations de courant dont le maximum de, valeur est fixa et qui est envoyé dans l'objet à chsuffer au moyen de l'appareillage, le circuit comprenanune.
résistance capable de limiter la valeur du gourant à une faible fraction de son maximum et les moyens de contrôle nécessaires pour mettre hors circuit et (ou) introduire progressivement la dite ré- sistance à une vitesse fixée d'avance de. façon à aug- menter (et) ou diminuer l'intensité du courant jusqu'à
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ou à partir d'un maximum de valeur à chaque pulsation.
8,Appareil suivant la revendication 7, dans lequel le circuit peu,: moduler le courant au cours de chaque pulsation entre le maximum de sa valeur et le minimum désiré,
9. Appareil suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 7 et 8, dans lequel la résistance qui diminue l'intensité est tour à tour mise en circuit ou supprimée suivant la température de l'objet à travailler.
10.Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 7 à 9, caractérise en Ce qu'il existe un moyen de couper le circuit.
11.Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 7 à 10, caractérisé en ce qu'un mécanisme interrup- (ou) teur permet d'introduire progressivement et/de mettre @@@s circuit la résistance, ledit mécanisme Comprenant de préfé-rence des éléments conducteurs qu'on peut mettre au contact et qui s'appuient l'un sur l'autre avec une pros- sion qui commande la valeur de la résistance, électri- que.
13.Appareil suivant la revendication 11, dans lequel les éléments conducteurs se séparent pour interrompre le circuit.'
13.Appareil suivant la revendication 12, dans le- quel les éléments conducteurs sont prévus pour être luis en contact et séparés , une pression variable qui leur est appliquée par les appareils de contrôle,
14.Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 11 à 13, dans lequel les éléments conducteurs sont des éléments de carbone, dans lesquels la pression régnant ent"e eux détermine lour résistance électrique, le.s dits éléments étant maintenus normalement en place en coupant le'circuit et agencés de manière à venir en contact l'un avec l'autre et à ainsi oréer une pression entre eux.
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15, Appareil suivant la revendication 14, dans lequel le contrôle de la pression entre les éléments de carbone ,lorsque ceux-ci sont en contact avecl'au- tre gontaot est obtenu à l'aide dtun système à la fois hydraulique et pneumatique.
16. Appareil suivant la revendication 15, caracté- rise en ce qu'un fluide moteur déplace les éléments de carbone pour les écarter ou les mettre en contact.
17. Appareil perfectionné pour chauffer électrique- ment un objet, comme on a à le faire pour souder, en substance, tel que décrit ci-dessus en se référant aux dessins ci-annexés.