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La présente invention est relative au soudage de goujons à l'arc électrique c'est-à-dire le procédé du soudage d'un goujon métallique à une plaque de métal ou autre corps en faisant jaillir un arc entre les extrémi- tés du goujon et de la plaque laissant brûler l'arc jusqu'au moment où l'extrémité du goujon et de la surface correspondante de la plaque aient atteint l'état fondu emboutissant ensuite le goujon à fond pour achever la soudure.
Dans la manière usuelle, l'arc est amorcé en fermant le circuit de soudage avec le goujon en contact avec la plaque et en retirant ensuite le goujon de la plaque au moyen d'un solenoide pour former l'arc.
Après un temps prédéterminé, le solénoïde est désalimenté et le goujon est pressé en contact avec la plaque à l'aide d'un ressort.Dans l'un des deux systèmes principaux fonctionnant d'après ce principe,le solénoïde est connecté en série avec l'arc afin de transporter le courant total de soudage.Ceci nécessite un bobinage lourd pour le solénoide,et cela veut dire également que l'arc soit être éteint avant que le goujon soit ramené à la plaque.
Dans l'autre des deux systèmes principaux, le solénoïde est alimenté séparément et peut donc être désalimenté sans affecter l'écoule- ment du courant de soudage.
L'objet de la présente invention est de combiner les avantages des deux principaux systèmes et de procurer une soudeuse de goujons portable qui fonctionnera à partir d'une source conique de puissance et qui est capa- ble de souder une grande gamme de dimensions de goujon.
Suivant la présente invention, le solénoïde utilisé pour le retrait du goujon est connecté en série avec le circuit de soudage afin d'être alimenté pour retirer le goujon aussitôt que le circuit est fermé et un contacteur est prévu pour courtcircuiter la bobine après le retrait du goujon de manière à appliquer le courant total de soudage.
Avec cet aménagement, le fait que le solénoide, qui est d'une ré- sistance relativement élevée, est initialement connecté en série aec l'are, limite la circulation du courant de sorte que l'arc amorcé au début ne représente qu'un arc pilote, et ensuite aussitôt que la bobine de solénoïde est court-circuitée, le courant circulant par l'arc est augmenté à la valeur totale de soudage.
De préférence, un deuxième solénoïde, qui avantageusement peut être simplement un prolongement du premier,est connecté en parallèle avec l'arc afin d'être alimenté pour maintenir le goujon en retrait aussitôt que la tension de l'arc est établie.Donc lorsque le circuit de soudage est d'abord fermé, la première bobine sert à retirer le goujon et lorsque cette bobine est court-circuitée, le goujon est main- tenu en position de retrait par la deuxième bobine. Afin de régler la durée de l'arc, un relais à temps peut être prévu qui est alimenté une fois le circuit de soudage fermé, et qui après un temps prédéterminé, s'ouvre pour désalimenter et le relais contrôlant le circuit vers le solénoïde, et aussi le contacteur qui court-circuite le premier solénoide, pour donner passage au courant total de soudage.
Si, le relais et le contacteur présentent tous deux des caracté- ristiques de fonctionnement similaires,ils s'ouvriront simultanément et le courant de soudage sera interrompu en même temps que le deuxième soléno- !de est désalimenté et le goujon commence à retourner vers la plaque sous le contrôle du ressort. Si toutefois le contacteur fonctionne plus lentement que le relais, le circuit de soudage s'ouvrira un peu après que le goujon ait commencé a retourner.
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S'il est désirable de retarder plus longtemps l'interruption du circuitpar exemple, jusqu'àprès que le goujon soit retourné à la plaque , la désalimentation du contacteur peut être retardée d'un temps prédétermi- né après que le relais ait été ouvert
Un appareil conforme à la présente invention sera maintenant décrit en plus de détails et à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupemontrant,un outil à la main pour le soudage de goujon et son circuit de commande associé,et - les figures 2 à 5 montrent différentes formes de circuit de commande.
L'outil de soudage de goujon montré à la figure 1 est mécanique- ment analogue à celui décrit dans le brevet américain n 2.413.189.
La principale différence avec cette construction antérieure de'l'outil réside dans l'aménagement du solénoïde de soulèvement.Dans le présent outil,le solé- zoïde 10 renferme une armature immobile 11 et une armature mobile 12 qui sont séparées l'une de l'autre par l'intermédiaire d'un ressort 13. L'armature mobile 12 est reliée mécaniquement au mandrin 21 pour le goujon S de sorte que lorsque le solénoïde est alimenté, le goujon est retiré de la pièce W, qui d'après la figure a la forme d'une plaque de métal sur laquelle repose l'outil par l'intermédiaire d'un pied L.
La bobine du solénoïde 10 est alimentée depuis la boite de contrô- le B par les conducteurs extrêmes 14 et 15 et un conducteur central 16.
Les conducteurs extrêmes 14 et 15 sont connectés à la boite de contrôle par un câble 17 monté dans la poignée de l'outil de telle manière que les conducteurs extrêmes 14 et 15 passent à travers la poignée vers la bobine de solénoïde 10.Le câble de contrôle 17 porte également les con- duateurs qui sont connectés au bouton-poussoir PB situé dans la poignée pour le démarrage manuel du cycle-de soudure.La bobine du solénoïde elle- même est construite de fil fin qui est incapable de transporter le courant principal de soudage et un câble de courant de soudage 20 conduit directe- ment au mandrin 21 pour le goujon S, passant à travers la poignée de l'ou- til pour connexion directe à la boite de contrôle B.
La partie de la bobine 10 entre les conducteurs 14 et 16 est la partie soulevante du solénoïde, ce qui est montré en 10a dans les schémas de circuit subséquents , et la partie de la bobine entre les conducteurs 16 et 15 est la partie de la bobi- ne qui maintient le soulèvement, ce qui est montré en 10b En général, la partie soulevante de la bobine doit transporter un courant quelque peu plus intense et est pour cela enroulée d'un fil quelque peu plus fort.
Le circuit de contrôle montré à l'intérieur de la boite de con- trôle B de la figure 1 est identique au schéma de circuit montré dans la figure 2, et peut être le mieux décrit en se reportant à cette dernière figure.La puissance nécessaire pour l'opération de soudure est fournie par une source de courant P qui peut être un groupe moteur-générateur, ou un groupe redresseur ou autre type de générateur de puissance de courant con- tinu de soudageoLes deux lignes, d'alimentation principale de courant venant de cette source de puissance sont représentées par 31 et 32, et alimentant et la maphine-outil elle-même, et le circuit de contrôle.Pour commencer le cycle de soudage,
on pousse sur le bouton-poussoir afin d'alimenter un relais à temps TR et un autre relais de contrôle CR à travers les contacts normalement fermés du relais à temps Ce relais a trois jeux de contacts CR1, CR2 et CR3 la fermeture des contacts CR1 ferme un circuit venant de la ligne 31 par le conducteur'14 vers la bobine du solénoide 10a et aussi
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via le conducteur 16, le mandrin 21, le goujon S et la pièce W vers.la ligne 32.
L'alimentation de la bobine 10a sert à relever le goujon à l'en+- contre de l'effet du ressort 13, et un arc à courant faible, ou arc-pi- lote est fermé parce que la bobine 10a est en série avec l'arc.Aussitôt que la tension d'arc est établie, la bobine 10b est alimentée pour aider la bobine 10a à maintenir le goujon dans sa position retirée.
La fermeture des contacts CR2 court-circuite le bouton-poussoir PB de sorte que le relais à temps et le relais de contrôle sont maintenus alimentés même si le bouton poussoir est déclenché.Finalement, la ferme- ture des contacts CR3 alimente un contacteur principal C dont les con- tacts ferment la bobine solénoïde 10a en court-circuit.Aussitôt que ceci se produit, la résistance de la bobine 10a est en evée au circuit de sorte que le courant total de soudage peut circuler.La bobine 10a est évidemment aussi rendue inactive et le goujon est maintenu dans sa position retirée par la bobine de maintien 10b
L'arc se maintient dans sa puissance totale pendant le temps nécessaire pour amener le bout du,
''goujon et la surface correspondante de la pièce à l'état fondu et ensuite à un moment déterminé par le réglage du relais à temps CR, les contacts normalement fermés de ce relais s'ouvrent . pour désalimenter le relais de contrôle OR.Celui-ci à son tour ouvre le circuit du contacteur C en passant par ces contacts CR3 et ceci interrompt simultanément le courant de soudage et le fonctionnement de la bobine de maintien 10b de sorte que le ressort 13 commence à renvoyer le goujon vers la pièce.Tous les éléments du circuit sont maintenant dans leur posi- tion originale prêts pour le soudage du goujon suivant.
Le circuit de la figure 3 est le même que celui de la figure 2 sauf que la bobine 10b au lieu d'être connectée directement à la ligne 32 en passant par le conducteur 15 est connectée par une paire additionnelle de contacts CR4 sur le relais de contrôle CR.Le fonctionnement du bouton- poussoir PB amorce l'arc et soulève le goujon de la même façon que décrite plus haut.A la fin du cycle de soudage, cependant, lorsque le relais à temps TR ouvre ses contacts normalement fermés, le circuit vers la bobine 10b est ouvert par les contacts CR4 indépendamment de l'ouverture du con- 1;
acteur principal C.Si le relais de contrôle et le contacteur principal s' ouvrent simultanément le fonctionnement est alors le même que dans la ligure 2.En générais, cependant, le contacteur principal sera plus lent aans son fonctionnement que le relais de contrôle et par conséquen j-. bo- bibine 10b sera désalimentée pour commencer l'abaissement du goujon un peu avant que le courant de soudage soit interrompu.
Le circuit de la figure 4 représente une autre variante du circuit de base de la figure 2 et est une simplification du fait que la bobine 10b est en circuit ouver'- et n'est pas connectée à.la ligne 32.Par conséquent, dès que le contacteur C se ferme pour fournir le courant total de soudage et court-circuiter la bobine 10a il n'y a rien pour maintenir le goujon dans la position de retrait et celui-ci commence immédiatement à s'abais- ser vers la pièce.C'est pourquoi si le réglage du relais à temps Tt est ré- glé pour un temps plus long que le temps nécessaire au goujon pour s'abais- ser, le courant de soudage continuera à circuler même après que le goujon ait été renvoyé, à la pièce ce qui est un avantage dans beaucoup de cas.Cet aménagement du circuit,
quoique très simple , a le désavantage qu'il n'y a pas de réglage pour l'arc lui-même, puisque l'abaissement du goujon se produit aussitôt que le courant total de soudage est appliqué.
Le schéma de circuit de la figure 5, qui est encorp une variante de celui de la figure 2, permet aussi au courant de soudage de continuer à circuler pendant l'abaissement du goujon, et si nécessaire après que le
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goujon ait été abaissé vers la pièce, mais il a l'avantage supplémentaire qu'on peut régler la durée de l'arc lui-même.Dans cet aménagement, les contacts CRI au lieu d'être connectés au conducteur 14, c'est-à-dire dans le trajet qui va vers l'extrémité gauche de la bobine 1 Causent connectés au conducteur 16, c'est-à-dire dans le trajet vers l'extrémité droite de la bobine 10a.La différence principale avec le circuit de la figure 2, réside cependant dans le fait que les contacts CR3 ne contrôlent pas directement le contacteur principal C,
mais contrôlent à la place un relais à retarde- ment DR qui à son tout contrôle le contacteur principal C.
Donc, lorsqu'on a d'abord poussé le bouton-poussoir PB, le fonc- tionnement est le même en ce que et le relais à temps TR et le relais de contrôle CR sont alimentés.La fermeture des contacts CR3 alimente alors le relais suivant à retardement réglable DR afin de fermer le contacteur prin- cipal C et de commencer ainsi l'écoulement du courant principal de soudage.
Après un intervalle de temps déterminé par le réglage du relais TR,le re- lais de contrôle CR est désalimenté.Ceci ouvre les contacts CR4 afin de désalimenter la bobine de maintien 10b et de comencer l'abaissement du goujon.Le courant principal de soudage n'est pas interrompu, cependant, parce que le contacteur principal C reste fermé encore pendant un inter- valle de temps dépendant du réglage du relais DR.Ce relais est désalimenté par l'ouverture des contacts CR3 mais n'ouvre pas ses propres contacts pendant un intervalle suivant.
Si cet intervalle suivant est plus court que le temps nécessaire à l'abaissement du goujon, le courant de soudage sera interrompu avant que le goujon ait atteint la pièce, mais si l'inter- valle est réglé à une valeur plus grande que celle nécessitée par l'abais- sement du goujon le courant de soudage continuera à circuler après que le goujon soit retourné à la pièce.
Dans tous ces aménagements différents, de circuit,l'arc est amorcé par un courant relativement faible circulant dans la partie soule- vante 10a de la bobine du solénoïde, qui est en série avec le goujon et la pièce.La fermeture du contacteur C pour amorcer l'écoulement du courant principal de soudage crée une dérivation sur la bobine de soulèvement afin d'établir le courant principal de soudage à travers l'arc amorcé antérieu- rement par le faible courant pilote.Le courant d'amorçage d'arc n'est pas maintenu pendant tout le cycle de soudage et n'est pas superposé au cou- rant de soudage.D'autre part, et le courant d'amorçage de l'arc et le courant soulevant le goujon,
et le courant de soudage sont obtenus depuis une source unique de puissance et on comprendra ainsi qu'avec le nombre de réglages possibles on a un système extrêmement souple incorporant tous les avantages des systèmes connus antérieurement.
Quoique décrit à l'origine, en relation avec le soudage de gou- jons, l'appareil et la méthode peuvent aussi bien être employés pour le brasage d'épingles Dans ce cas, l'épingle est pourvue d'un bout en métal de brasure, mais le procédé utilisé est identique à celui décrit antérieure- ment et toutes les références au soudage de goujon doivent incluré le bra- sage d'épingles.
REVENDICATIONS.
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