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PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS ET PROCEDES DE SOUDAGE.
La présente invention concerne les appareils et procédés de sou- dage, et plus spécialement les moyens de réglage du courant de soudure envo- yé aux électrodes de soudage.
Suivant la présente invention, dans les appareils de soudage qui alimentent une ou plusieurs électrodes de soudage en courant de soudu- re, l'amenée de courant de soudure est réglée par un signal de commande en- voyé par les mêmes lignes que celles traversées par le courant de soudure.
En utilisant les mêmes lignes pour envoyer le courant de soudure et le signal de commande, on évite l'emploi de fils pilotes proposé anciennement.
La commande du courant de soudure peut se faire, soit manuelle- ment à l'aide d'un interrupteur monté sur le porte-électrode ou près de ce- lui-ci, soit automatiquement en réponse au changement des conditions dans le circuit de commande, quand on passe de l'état de soudage, dans lequel un arc de soudage est maintenu entre l'électrode ou les électrodes de soudage et la pièce à souder, à l'état dans lequel l'arc ou les arcs de soudage sont inter- rompus.
Le signal de commande peut consister en courant alternatif à haute fréquence, la fréquence étant nettement supérieure à la fréquence du courant de soudure, si ce dernier est en alternatif. Il est entendu que, si on le désire, on peut utiliser du courant de soudure continu au lieu de cou- rant de soudure alternatif. Au lieu d'utiliser comme signal de commande, du courant alternatif à haute fréquence, un dispositif peut être prévu pour ap- pliquer du courant alternatif ou du courant continu à basse tension en quali- té de signal de commande produit en fonction du changement des conditions dans le circuit de commande.
Dans une forme d'exécution de la présente invention, qui s'ap- plique spécialement aux systèmes dont deux ou plusieurs électrodes de souda- ge reçoivent leur courant de soudure par des lignes séparées, le signal de commande est produit en superposant du courant alternatif haute fréquence au
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courant de soudure et en prévoyant un interrupteur, par exemple sur le porte- électrode, qui court-circuite le signal haute fréquence sans court-circuiter le courant de soudure.
Ce court-circuit sera réalisé de préférence en connec- tant un condensateur entre deux des lignes reliées aux électrodes de soudage, la valeur de la capacité étant telle qu'elle présente une impédance considéra- ble au courant de soudure qui peut être du courant continu ou, si on le dési- re, du courant alternatif de fréquence industrielle normale, tout en présen- tant une impédance négligeable à la haute fréquence. Le changement dans l'im- pédance du circuit à haute fréquence provoqué par la fermeture ou l'ouverture de l'interrupteur peut servir à actionner un contacteur qui réduit ou coupe le courant de soudure. Cette commande peut se faire, par exemple, à l'aide d'un relais répondant au courant anodique d'une lampe oscillatrice haute fré- quence qui constitue la cource de courant haute fréquence.
Un dispositif de ce genre s'applique particulièrement bien à la soudure à l'arc par courant di- phasé quiutilise deux électrodes alimentées par deux phases de'la source de courant de soudure, le fil neutre étant relié à la pièce à souder. Dans un tel dispositif, l'interrupteur et le condensateur mis:en série peuvent être connectés entre les deux lignes ou phases reliées aux électrodes de soudage.
Dans une autre forme d'exécution de la présente invention, un signal haute fréquence est appliqué entre un fil relié à l'électrode ou à une des électrodes de soudage et le fil de retour de terre. Dans l'état nor- mal de soudage l'arc de soudage produit, en fait, un court-circuit du signal haute fréquence et, à la suite de cela, un contacteur commandant l'arrivée du courant de soudure aux électrodes, est maintenu fermé.
En écartant les élec- trodes de la pièce à souder et interrompant ainsi l'arc de soudage, le chemin suivi par le signal haute fréquence, de l'électrode à la terre est coupé et, comme l'impédance du transformateur de soudure ouautre source de courant de soudure est considérablement plus grande pour-le signal haute fréquence, il y aura un changement dans l'impédance présentée au signal haute fréquence, changement qu'on peut utiliser pour forcer le contacteur à s'ouvrir et à ar- rêter le passage du courant de soudure. Quand on rétablit l'arc ou les arcs de soudage, l'impédance présentée au signal haute fréquence sera ramenée à une faible valeur et ce nouveau changement peut être utilisé pour refermer le contacteur qui laisse passer à nouveau le courant vers l'électrode ou les électrodes de soudage.
Avec un tel dispositif, on peut s'arranger de façon que le contacteur coupe chaque phase de la source de courant de soudure, du côté du primaire ou du secondaire d'un transformateur de soudure et, dans ce cas, la seule tension apparaissant sur l'électrode ou les électrodes, quand on cesse de souder, est le signal haute fréquence. Ou bien, dans un système diphasé ou polyphasé, le contacteur peut être disposé de façon à couper tou- tes les électrodes, sauf une, de la source de courant de soudure, ou à ré- duire la tension entre les électrodes à une valeur insuffisante pour mainte- nir l'arc entre les électrodes.
Dans une autre forme d'exécution de la présente invention qui s'applique spécialement bien à des systèmes utilisant une source de courant alternatif diphasé, les deux électrodes étant reliées aux deux phases et la pièce à souder au fil neutre, un relais placé dans le fil neutre peut être arrangé de façon à maintenir fermé un contacteur commandant l'amenée de cou- rant de soudure, chaque fois que du courant circule dans le fil neutre. Quand, au contraire, les arcs de soudure entre les électrodes et la pièce sont inter- rompus, le contacteur coupe entièrement le courant de soudure et, à cet ef- fet, des contacteurs peuvent être prévus dans chaque phase du réseau tripha- sé alimentant le transformateur de soudure,, ou dans les deux lignes reliées aux électrodes de soudure.
Quand le courant de soudure est coupé, une source de courant continu ou alternatif à basse tension, 6 volts par exemple, est appliqué entre, d'une part,une ou les deux électrodes et, d'autre part, la pièce à souder.-Le courant qui circule dans ce circuit à basse tension provo- que la fermeture du contacteur principal qui commande l'amenée de courant de soudure à l'électrode ou aux électrodes, quand cette ou ces électrodes sont mises en contact avec la pièce en prévision d'une reprise de l'opération de soudage. Un avantage de ce procédé de réglage de l'amenée du courant-de sou- dure réside en ce que les électrodes de soudure peuvent, quand on ne soude
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pas, rester entièrement isolées de la source de courant de soudure et n'être reliées qu'à la source de courant à basse tension.
Trois formes d'exécution de la présente invention, appliquée à la commande d'appareils de soudure à courant diphasé, seront décrites à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés.
La Figo 1 représente, un peu schématiquement, un dispositif dans lequel un signal haute fréquence est appliqué aux deux phases de la source de courant de soudure et la commande de l'appareil se fait à l'aide d'un interrup- teur monté, par exemple, sur le porte-électrode.
La Fig. 2 représente un peu schématiquement, un dispositif dans lequel un signal haute fréquence est appliqué entre une des phases et le re- tour commun, la commande se faisant automatiquement à la suite de l'établisse- ment et de la rupture de l'arc entre une électrode et la pièce.
La Fig. 3 représente, un peu schématiquement, une autre variante dans laquelle un signal de commande est appliqué entre une électrode et le re- tour commun, 'quand le courant de soudure est coupé, le signal de commande re- connectant automatiquement la source de courant de soudure quand les électro- des sont mises en contact avec la pièce à souder pour rétablir l'état de sou- dage.
Dans la forme d'exécution de la Fig. 1, deux électrodes de sou- dure 10 et 11 sontalimentéespar deux phases 12 et 13, et la pièce 14 est re- liée au retour commun 15. Le courant de soudure est envoyé dans les phases 11 et 12 à travers des selfs 16 et 17, le passage du courant étant commandé par des contacteurs 18 et 19 connectés entre les selfs 16,17 et une source de cou- rant de soudure diphasé reliée aux bornes 20 et 21. Le retour commun de la source de courant de soudure est relié au retour commun 15.
Un interrupteur 22 en série avec un condensateur 23 est connecté entre les lignes 12 et 13 de façon que, lorsque l'interrupteur 22 est fermé, le condensateur 23 présente un chemin à impédance relativement faible aux courants haute fréquence circu- lant entre les.lignes 12 et 13, tout en présentant une impédance considérable au courant de soudure diphasé qui a une fréquence industrielle normale de 50 ou 60 périodes par seconde. Une self 24 peut être prévue pour augmenter l'im- pédance qu'offre au signal haute fréquence, le circuit passant par les élec- trodes 10 et 11.
Un générateur de courant alternatif haute fréquence, portant la référence 30, envoie ducourant alternatif haute fréquence dans:les phases 12 et 13, à travers des condensateurs 31 et 32. Dans la forme d'exécution représentée, le générateur haute fréquence comprend une lampe 33 avec un cir- cuit anodique contenant une self 34 et accordé à l'aide d'un condensateur 35, tandis que le circuit de grille comprend une self 36 couplée à la self 34 de manière à obtenir un degré de réaction voulu pour que l'ensemble oscil- le à la haute fréquence désirée qui peutêtre, par exemple, de l'ordre de 10.000 périodes par seconde, ou plus. Il faut remarquer que le circuit de l'oscillateur n'est représenté que schématiquement et qu'il peut comprendre des résistances de stabilisation ou anti-parasite ou les deux, et équivalents.
La borne négative 37 d'une source de courant continu à haute tension est re- liée à la cathode de la lampe 33, et sa borne positive 38 est connectée à l'extrémité de la self 34 éloignée de l'anode, par l'intermédiaire de la bo- bine d'excitation 39 qui actionne les contacteurs 18 et 19 commandant l'ame- née de courant de soudure aux phases 12 et 13.
Quand l'interrupteur 22 est ouvert, l'impédance présentée au signal à courant alternatif haute fréquence par le chemin entre les phases 12 et 13, est considérable, mais quand l'interrupteur 22 est fermé, le con- densateur 23 présente une impédance relativement faible entre les phases, de sorte que la charge de l'oscillateur haute fréquence a varié. Dans la forme d'exécution représentée, l'interrupteur 22 est fermé quand on veut souder, la variation de la charge de l'oscillateur haute fréquence provoquant une aug- mentation du courant anodique de la lampe 33, de sorte que, dans ces condi- tions, la bobine d'excitation 39 ferme les contacteurs 18 et 19 qui relient
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les bornes 20 et 21 de la source de courant de soudure aux électrodes 10 et 11. Les contacteurs 18 et 19 restent fermés aussilongtemps que l'interrupteur 22 le reste.
Quand celui-ci est ouvert, le courent anodique de la lampe 33 di- minue et la bobine d'excitation 39, qui reçoit moins de courant, laisse les contacteurs 18 et 19 s'ouvrir, coupant ainsi le courant de soudure. On remar- quera qu'il est possible, dans certaines conditions de fonctionnement, de s'ar- ranger que, lorsque la sortie de l'oscillateur haute fréquence est shuntée par une faible impédance comme celle du condensateur 23, le courant anodique dé- croisse. Dans ce cas, la bobine d'excitation 39 peut être arrangée de façon à ouvrir les contacteurs 18 et 19 si on le désire par un relais intermédiaire.
On peut aussi, si on le désire, s'arranger de façon que l'interrupteur 22 ne se ferme que lorsqu'on désire s'arrêter de souder, la variation de charge de l'oscillateur haute fréquence provoquant alors l'ouverture des contacteurs 18 et 19. On remarquera qu'en variante on peut aussi, si on le désire, placer les contacteurs, comme 18 et 19, dans le circuit primaire d'un transformateur de courant de soudure qui sert de source de courant de soudure.
Dans la forme d'exécution de la Fig. 2, la source de courant de soudure diphasé est constituée parun transformateur connecté suivant le systè- me Scott et comprenant deux enroulements secondaires 40 et 41 qui débitent le courant de soudure diphasé dans les électrodes 10 et Il, à travers des selfs 16 et 17 et les deux lignes ou phases 12 et 13. Le retour commun 15 relié à la pièce 14 est connecté aux extrémités réunies des enroulements secondaires 40 et 41. Les enroulements primaires 42 et 43 du transformateur Scott sont re- liés aux bornes 44, 45 et 46 du réseau à courant alternatif triphasé, par l'intermédiaire de contacteurs 47, 48 et 49 respectifs, munis d'une bobine d'excitation commune 50.
Un oscillateur haute fréquence 30, assez semblable à celui de la Fig. 1, applique un signal haute fréquence entre la phase 13 et le retour commun 15, le signal étant pris à un enroulement de sortie 53 dont une extré- mité est reliée, par un condensateur 51, à la phase 13, tandis que son autre extrémité est reliée, par les bornes à courant alternatif d'un redresseur en pont 54 et par le condensateur 52, au retour commun 15. Les bornes à courant continu du redresseur 54 sont reliées à la bobine d'excitation 55 d'un relais à contacts normalement ouverts 56, connecté de façon à commander l'envoi de courant alternatif des bornes d'alimentation 45 et 46 à labobine d'excita- tion 50 des contacteurs 47,48 et 49.
Le dispositif fonctionne comme suit. La charge de l'oscilla- teur haute fréquence 30 est différente pendant la soudure et pendant l'ar- rêt. Quand un arc de soudure est maintenu entre les électrodes 10, 11 et la pièce 14, l'arc constitue un chemin d'écoulement qui présente au signal une impédance bien moindre que le circuit comprenant la self 17 et l'enroulement secondaire 41. De même, un chemin à faible impédance existe quand l'électro- de 11 touche la pièce 14 au début de la reprise de l'opération de soudage.
Quand il y a un chemin à faible impédance de ce genre, l'augmentation du cou- rant haute fréquence débité excite la bobine d'enclenchement 55 par l'inter- médiaire du redresseur 54 et ferme les contacts 56 de manière à alimenter la bobine d'excitation 50 qui ferme lescontacteurs 47, 48 et 49, ce qui amène le courant de soudure, à travers le transformateur Scott, aux électrodes de soudage. Quand l'électrode 11 est écartée de la pièce et l'arc de soudure est interrompu, l'impédance de la charge de l'oscillateur haute fréquence 30 aug- mente et le courant débité diminue, avec la conséquence que les bobines d'ex- citation 50 et 55 sont déconnectées, les contacteurs 47, 48, 49 s'ouvrent et la source de courant de soudure est coupée.
Quoique la forme d'exécution de la Fig. 2 ait été représentée dans son application à un système de soudure diphasé, il est à remarquer qu'une commande assez semblable peut être appliquée à un système de soudure monophasé ou à courant continu, le signal haute fréquence étant appliqué en- tre la ligne aller du courant de soudure et la ligne retour.
Avec un dispositif comme celui de la Fig. 2, on peut s'arran- ger de façon que les contacteurs comme 47, 48 et 49 interrompent chaque phase
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de la source de courant de soudure soit du côté primaire soit du côté secon- daire d'un transformateur de soudure et, dans ce cas, la seule tension appa- raissant sur l'électrode ou les électrodes quand le soudage est interrompu, est le signal haute fréquence. Ou bien, dans un système diphasé ou polyphasé, les contacteurs peuvent déconnecter toutes les électrodes, sauf une, de la source de courant de soudure, ou réduire la tension entre les électrodes à une'valeur insuffisante pour entretenir Parc entre les électrodes.
Cette ré- duction de la tension entre les électrodes peut se faire dans le cas d'une source de courant'diphasé constituée par un transformateur Scott, en décôn- nectant une extrémité de l'enroulement primaire à prise médiane- du réseau à courant alternatif.
Dans une troisième forme d'exécution de l'invention représentée à la Fig. 3, le courant de soudure diphasé provient des enroulements secon- daires 40 et 41 d'un transformateur Scott, le circuit du courant de soudure étant très semblable à celui de la Fig. 2, avec l'exception que la bobine d'ex- citation 60 d'un relais à contacts normalement ouverts 61 est'connectée entre le retour commun 15 et une ligne 59 connectée au point de jonction des enrou- lements secondaires 40 et 41 du transformateur Scott.
Comme dans la forme d'exécution de la Fig. 2, l'alimentation en courant alternatif triphasé, par trois bornes 44, 45 et 46, des enroulements primaires 42 et 43 du transforma- teur Scott, est commandée par trois contacteurs normalement ouverts 47, 48 et 49 ayant un enroulement d'excitation 50 avec des contacts auxiliaires nor- malement fermés 64.
Une source de courant alternatif de commande à basse tension est constituée par un transformateur à enroulement primaire 62 pouvant être connecté entre les bornes 45 et 46 de la source triphasée, et à enroulement secondaire 63 qui donne une basse tension, de l'ordre de six à dix volts, par exemple. Cette basse tension dusecondaire 63 est appliquée, par l'intermé- diaire des contacts auxiliaires 64 et par le chemin entre la phase 13 et'le fil de retour commun 59, à un pont redresseur 65 dont les bornes à courant continu alimentent la bobine d'excitation 66 d'un relais à contacts normale- ment ouverts 67 en parallèle avec les contacts 61. Le relais à l'enroulement d'excitation 66 est à mouvement lent ou retardé.
Pendant le soudage, le cou- rant de soudure qui traverse la bobine d'excitation 60 connectée dans le re- tour commun, ferme les contacts 61 qui complètent le circuit à courant alter- natif alimentant la bobine d'excitation 50, ce qui maintient les contacteurs 47, 48, 49 fermés et les contacts 64 ouverts.Quand le soudage est interrom- pu, en écartant les électrodes 10 et 11 de la pièce 14 de manière à interrom- pre les arcs de soudure entre les électrodes et la pièce, le courant est in- terrompu dans le retour commun, la bobine d'excitation 60 du relais est dés- excitée, les contacts 61 s'ouvrent et déconnectent la bobine d'excitation 50, les contacteurs 47, 48 et 49 s'ouvrant et interrompant le courant de sou- dure.
En même temps, les contacts 64 se ferment, de sorte que la source à basse tension fournissant le signal de commande est connectée à la phase 13 reliée à l'électrode 11. Un signal basse tension est donc appliqué à l'élec- trode 11, mais le courant venant du secondaire 63 à travers le redresseur 65 et de là à la bobine d'excitation 66 est faible, à cause de l'impédance rela- tivement élevée présentée au signal par la self 17 et l'enroulement secondai- re 41. Quand l'électrode de soudage 11 est mise en contact avec la pièce 14 pour rétablir l'état de soudage, l'impédance est réduite en conséquence et le courant circulant dans la bobine d'excitation 66 monte suffisamment pour fermer les contacts 67, ce qui ferme les contacteurs 47, 48, 49 et rétablit le passage ducourant vers les électrodes 10 et 11.
Le courant recirculant dans l'enroulement 60, les contacts 61 se ferment et la bobine d'excitation 50 reste alimentée. Un avantage de ce dispositif de commande du passage du courant de soudure vers les électrodes de soudage réside en ce que, lorsqu'on ne soude pas, les électrodes de soudage peuvent être entièrement isolées de la source de courant de soudure, n'étant connectées qu'à la source à basse tension. Si on le désire, la source de courant alternatif à basse tension constituée par le secondaire 63 peut être remplacée par une source à courant continu; dans ce cas, le redresseur 65 est supprimé.
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Un dispositif de commande semblable à celui de la Fig. 3 peut être utilisé pour régler l'admission de courant de soudure à une seule élec- trode alimentée en courant alternatif ou continu.
Au lieu d'appliquer le signal de commande entre une phase et le retour commun, on peut aussi l'appliquer entre deux phases.
REVENDICATIONS.
1. - Appareil de soudage pour alimenter encourant de soudure une ou plusieurs électrodes de soudage, caractérisé en ce que l'alimentation en courant de soudure est agencée de façon à être réglée par un signal de comman- de envoyé dans les mêmes lignes que celles parcourues par le courant de sou- -dure.
2. - Appareil de commande pour régler l'alimentation en courant de soudure d'une ou plusieurs électrodes de soudage, caractérisé en ce que l'alimentation en courant de soudure est agencée de façon à être réglée par un signal de commande envoyé dans les mêmes lignes que celles parcourues par le courant de soudure.
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IMPROVEMENTS IN WELDING APPARATUS AND METHODS.
The present invention relates to welding apparatus and methods, and more especially to the means for adjusting the welding current sent to the welding electrodes.
According to the present invention, in welding devices which supply one or more welding electrodes with welding current, the welding current input is regulated by a control signal sent by the same lines as those crossed by the welding current.
By using the same lines to send the welding current and the control signal, the use of pilot wires previously proposed is avoided.
The welding current can be controlled either manually with a switch mounted on or near the electrode holder, or automatically in response to changing conditions in the control circuit. , when changing from the welding state, in which a welding arc is maintained between the welding electrode or electrodes and the workpiece, to the state in which the welding arc or arcs are inter - broken up.
The control signal may consist of high-frequency alternating current, the frequency being markedly greater than the frequency of the welding current, if the latter is alternating. It is understood that, if desired, DC welding current can be used instead of AC welding current. Instead of using high frequency alternating current as a control signal, a device may be provided to apply alternating current or low voltage direct current as the control signal produced as a function of the change in the voltage. conditions in the control circuit.
In one embodiment of the present invention, which is especially applicable to systems in which two or more welding electrodes receive their welding current through separate lines, the control signal is produced by superimposing alternating current. high frequency at
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welding current and by providing a switch, for example on the electrode holder, which short-circuits the high-frequency signal without short-circuiting the welding current.
This short-circuit will preferably be achieved by connecting a capacitor between two of the lines connected to the welding electrodes, the value of the capacitance being such that it presents a considerable impedance to the welding current which can be direct current. or, if desired, alternating current of normal industrial frequency, while having negligible impedance at the high frequency. The change in the impedance of the high frequency circuit caused by the closing or opening of the switch can be used to actuate a contactor which reduces or cuts the weld current. This control can be done, for example, by means of a relay responding to the anode current of a high-frequency oscillating lamp which constitutes the high-frequency current flow.
A device of this type is particularly applicable to phased-current arc welding which uses two electrodes supplied by two phases of the welding current source, the neutral wire being connected to the workpiece. In such a device, the switch and the capacitor placed in series can be connected between the two lines or phases connected to the welding electrodes.
In another embodiment of the present invention, a high frequency signal is applied between a wire connected to the electrode or to one of the welding electrodes and the ground return wire. In the normal state of welding the welding arc in fact produces a short circuit of the high frequency signal and, as a result, a contactor controlling the flow of the welding current to the electrodes is maintained. closed.
By moving the electrodes away from the workpiece and thus interrupting the welding arc, the path followed by the high frequency signal from the electrode to the earth is cut off and, like the impedance of the welding transformer or other source welding current is considerably greater for the high frequency signal, there will be a change in the impedance presented to the high frequency signal, a change which can be used to force the contactor to open and stop. flow of welding current. When the arc or welding arcs are reestablished, the impedance presented to the high frequency signal will be reduced to a low value and this new change can be used to close the contactor which again passes current to the electrode or electrodes. welding electrodes.
With such a device, one can arrange so that the contactor cuts each phase of the welding current source, on the primary or secondary side of a welding transformer and, in this case, the only voltage appearing on the electrode or electrodes, when we stop welding, is the high frequency signal. Or, in a two-phase or polyphase system, the contactor can be arranged to cut off all electrodes, except one, of the welding current source, or to reduce the voltage between the electrodes to an insufficient value. to maintain the arc between the electrodes.
In another embodiment of the present invention which applies especially well to systems using a two-phase alternating current source, the two electrodes being connected to the two phases and the piece to be welded to the neutral wire, a relay placed in the The neutral wire can be arranged in such a way as to keep a contactor controlling the welding current supply closed, whenever current flows through the neutral wire. When, on the contrary, the welding arcs between the electrodes and the workpiece are interrupted, the contactor completely cuts off the welding current and, for this purpose, contactors can be provided in each phase of the three-phase network supplying power. the welding transformer ,, or in the two lines connected to the welding electrodes.
When the welding current is cut, a source of direct or alternating current at low voltage, 6 volts for example, is applied between, on the one hand, one or both electrodes and, on the other hand, the part to be welded. -The current flowing in this low voltage circuit causes the closing of the main contactor which controls the supply of welding current to the electrode or electrodes, when this or these electrodes are brought into contact with the part in anticipation a resumption of the welding operation. An advantage of this method of adjusting the supply of the welding current is that the welding electrodes can, when not welding
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not, remain fully isolated from the welding current source and be connected only to the low voltage current source.
Three embodiments of the present invention, applied to the control of two-phase current welding apparatus, will be described by way of example, with reference to the accompanying drawings.
Figo 1 shows, somewhat schematically, a device in which a high frequency signal is applied to the two phases of the welding current source and the device is controlled by means of a mounted switch, for example, on the electrode holder.
Fig. 2 shows somewhat schematically a device in which a high frequency signal is applied between one of the phases and the common return, the control taking place automatically following the establishment and breaking of the arc between an electrode and the workpiece.
Fig. 3 shows, somewhat schematically, another variant in which a control signal is applied between an electrode and the common return, when the welding current is cut off, the control signal automatically reconnecting the current source of the electrode. welding when the electrodes are brought into contact with the workpiece to restore the weld state.
In the embodiment of FIG. 1, two welding electrodes 10 and 11 are fed by two phases 12 and 13, and part 14 is connected to the common return 15. The welding current is sent to phases 11 and 12 through inductors 16 and 17 , the passage of the current being controlled by contactors 18 and 19 connected between the inductors 16,17 and a two-phase welding current source connected to the terminals 20 and 21. The common return of the welding current source is connected to the common return 15.
A switch 22 in series with a capacitor 23 is connected between lines 12 and 13 so that when switch 22 is closed, capacitor 23 exhibits a relatively low impedance path to high frequency currents flowing between the lines. 12 and 13, while presenting a considerable impedance to the two-phase welding current which has a normal industrial frequency of 50 or 60 periods per second. An inductance 24 can be provided to increase the impedance offered to the high frequency signal, the circuit passing through the electrodes 10 and 11.
A high frequency alternating current generator, bearing the reference 30, sends high frequency alternating current in: phases 12 and 13, through capacitors 31 and 32. In the embodiment shown, the high frequency generator comprises a lamp 33 with an anode circuit containing an inductor 34 and tuned with the aid of a capacitor 35, while the gate circuit comprises an inductance 36 coupled to the inductor 34 so as to obtain a desired degree of reaction so that the together oscillate at the desired high frequency which may be, for example, of the order of 10,000 periods per second, or more. It should be noted that the oscillator circuit is only shown schematically and that it can include stabilization or anti-interference resistors or both, and the like.
The negative terminal 37 of a high voltage direct current source is connected to the cathode of the lamp 33, and its positive terminal 38 is connected to the end of the inductor 34 remote from the anode, by the intermediate of the excitation coil 39 which actuates the contactors 18 and 19 controlling the welding current feed to phases 12 and 13.
When switch 22 is open, the impedance presented to the high frequency AC signal through the path between phases 12 and 13 is considerable, but when switch 22 is closed, capacitor 23 has a relatively low impedance. low between phases, so the load on the high frequency oscillator has varied. In the embodiment shown, the switch 22 is closed when it is desired to weld, the variation in the load of the high frequency oscillator causing an increase in the anode current of the lamp 33, so that, under these conditions - tions, the excitation coil 39 closes the contactors 18 and 19 which connect
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the terminals 20 and 21 of the welding current source to the electrodes 10 and 11. The contactors 18 and 19 remain closed as long as the switch 22 remains closed.
When this is open, the anode current of the lamp 33 decreases and the excitation coil 39, which receives less current, lets the contactors 18 and 19 open, thus cutting off the welding current. It will be noted that it is possible, under certain operating conditions, to arrange that, when the output of the high frequency oscillator is shunted by a low impedance like that of the capacitor 23, the anode current de- grows. In this case, the excitation coil 39 can be arranged so as to open the contactors 18 and 19 if desired by an intermediate relay.
It is also possible, if desired, to arrange such that the switch 22 only closes when it is desired to stop welding, the load variation of the high frequency oscillator then causing the contactors to open. 18 and 19. It will be noted that as a variant it is also possible, if desired, to place the contactors, such as 18 and 19, in the primary circuit of a welding current transformer which serves as a source of welding current.
In the embodiment of FIG. 2, the source of two-phase welding current consists of a transformer connected according to the Scott system and comprising two secondary windings 40 and 41 which deliver the two-phase welding current in the electrodes 10 and II, through the chokes 16 and 17 and the two lines or phases 12 and 13. The common return 15 connected to the part 14 is connected to the joined ends of the secondary windings 40 and 41. The primary windings 42 and 43 of the Scott transformer are connected to the terminals 44, 45 and 46 of the three-phase AC network, via contactors 47, 48 and 49 respectively, provided with a common excitation coil 50.
A high frequency oscillator 30, quite similar to that of FIG. 1, applies a high frequency signal between phase 13 and common return 15, the signal being taken from an output winding 53, one end of which is connected, by a capacitor 51, to phase 13, while its other end is connected, by the alternating current terminals of a bridge rectifier 54 and by the capacitor 52, to the common return 15. The direct current terminals of the rectifier 54 are connected to the excitation coil 55 of a relay with contacts normally open 56, connected so as to control the sending of alternating current from the supply terminals 45 and 46 to the excitation coil 50 of the contactors 47, 48 and 49.
The device operates as follows. The load of the high frequency oscillator 30 is different during welding and during stop. When a welding arc is maintained between the electrodes 10, 11 and the part 14, the arc constitutes a flow path which presents to the signal a much lower impedance than the circuit comprising the inductor 17 and the secondary winding 41. De Likewise, a low impedance path exists when the electrode 11 touches the workpiece 14 at the start of the resumption of the welding operation.
When there is such a low impedance path, the increase in the high frequency current supplied energizes the engagement coil 55 through the rectifier 54 and closes the contacts 56 so as to energize the coil. excitation 50 which closes the contactors 47, 48 and 49, which brings the welding current, through the Scott transformer, to the welding electrodes. When the electrode 11 is moved away from the work and the welding arc is interrupted, the load impedance of the high frequency oscillator 30 increases and the current delivered decreases, with the consequence that the ex coils. - quote 50 and 55 are disconnected, the contactors 47, 48, 49 open and the welding current source is cut off.
Although the embodiment of FIG. 2 has been shown in its application to a two-phase welding system, it should be noted that a fairly similar command can be applied to a single-phase or direct current welding system, the high frequency signal being applied between the forward line. welding current and the return line.
With a device like that of FIG. 2, it can be arranged so that contactors like 47, 48 and 49 interrupt each phase
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of the welding current source either on the primary side or the secondary side of a welding transformer and, in this case, the only voltage appearing on the electrode (s) when welding is interrupted, is the high frequency signal. Or, in a two-phase or polyphase system, the contactors may disconnect all but one of the electrodes from the weld current source, or reduce the voltage between the electrodes to an insufficient value to maintain the gap between the electrodes.
This reduction in the voltage between the electrodes can be done in the case of a two-phase current source constituted by a Scott transformer, by disconnecting one end of the primary winding with mid-tap from the alternating current network. .
In a third embodiment of the invention shown in FIG. 3, the two-phase solder current comes from the secondary windings 40 and 41 of a Scott transformer, the solder current circuit being very similar to that of FIG. 2, with the exception that the energizer coil 60 of a relay with normally open contacts 61 is connected between the common return 15 and a line 59 connected to the junction point of the secondary windings 40 and 41 of the Scott transformer.
As in the embodiment of FIG. 2, the three-phase alternating current supply, through three terminals 44, 45 and 46, to the primary windings 42 and 43 of the Scott transformer, is controlled by three normally open contactors 47, 48 and 49 having an excitation winding 50 with normally closed auxiliary contacts 64.
A low voltage control alternating current source is constituted by a transformer with primary winding 62 which can be connected between terminals 45 and 46 of the three-phase source, and with secondary winding 63 which gives a low voltage, of the order of six. at ten volts, for example. This low secondary voltage 63 is applied, through the intermediary of the auxiliary contacts 64 and by the path between phase 13 and the common return wire 59, to a rectifier bridge 65, the direct current terminals of which supply the coil d. The energization 66 of a relay with normally open contacts 67 in parallel with the contacts 61. The relay at the energizing winding 66 is slow moving or delayed.
During welding, the weld current which passes through the excitation coil 60 connected in the common return, closes the contacts 61 which complete the AC circuit feeding the excitation coil 50, which maintains the contactors 47, 48, 49 closed and the contacts 64 open. When welding is interrupted, moving the electrodes 10 and 11 away from the part 14 so as to interrupt the welding arcs between the electrodes and the part, the current is interrupted in the common return, the excitation coil 60 of the relay is de-energized, the contacts 61 open and disconnect the excitation coil 50, the contactors 47, 48 and 49 opening and interrupting the welding current.
At the same time, the contacts 64 close, so that the low voltage source providing the control signal is connected to phase 13 connected to electrode 11. A low voltage signal is therefore applied to electrode 11. , but the current from the secondary 63 through the rectifier 65 and from there to the excitation coil 66 is low, because of the relatively high impedance presented to the signal by the inductor 17 and the secondary winding 41. When the welding electrode 11 is brought into contact with the workpiece 14 to restore the welding state, the impedance is reduced accordingly and the current flowing in the excitation coil 66 rises enough to close the contacts 67 , which closes the contactors 47, 48, 49 and re-establishes the passage of the current to the electrodes 10 and 11.
The current recirculating in the winding 60, the contacts 61 close and the excitation coil 50 remains energized. An advantage of this device for controlling the passage of the welding current to the welding electrodes is that, when not welding, the welding electrodes can be completely isolated from the welding current source, not being connected. only at the low voltage source. If desired, the low voltage alternating current source constituted by the secondary 63 can be replaced by a direct current source; in this case, the rectifier 65 is removed.
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A control device similar to that of FIG. 3 can be used to adjust the input of welding current to a single electrode supplied with alternating or direct current.
Instead of applying the control signal between one phase and the common feedback, it can also be applied between two phases.
CLAIMS.
1. - Welding apparatus for supplying welding current to one or more welding electrodes, characterized in that the welding current supply is arranged so as to be regulated by a control signal sent in the same lines as those traversed by the welding current.
2. - Control apparatus for adjusting the supply of welding current to one or more welding electrodes, characterized in that the supply of welding current is arranged so as to be adjusted by a control signal sent to the same lines as those traversed by the welding current.