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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.