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On a décrit au brevet principal un dispositif pour l'amorçage et la stabilisation d'un arc de soudage, par impulsions de décharge d'un condensateur dans l'espace d'arc. Ce dispositif est caractérisé d'une part en ce qu'il comprend un circuit produc- teur d'impulsions dont la tension et la fréquence de récurrence sont relativement basses, et d'autre part en ce que ledit circuit comprend un éclateur dont les électrodes sont dans un gaz à faible rigidité diélectrique.
Suivant le brevet principal, les électrodes de l'écla- teur sont de préférence en aluminium et sont, dans le cas du sou- dage en gaz de protection., disposées dans une enceinte parcourue par le gaz de protection du soudage de telle sorte que leurs extré- mités actives soient balayées par le courant de gaz s'écoulant vers la zone du soudage.
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La présente addition apporte au dispositif du brevet principal un perfectionnement destiné à faciliter l'amorçage initial de l'arc et les réamorçages en cours de soudage.
Ce perfectionnement consiste, dans son principe le plus général, à ajouter à un dispositif produisant des impulsions de tension relativement 'basse, par exemple de l'ordre de 400 volts, suffisantes pour stabiliser un arc de soudage en régime établi, un circuit producteur d'impulsions d'énergie faible,mais à une tension sensiblement plus élevée, par exemple de l'ordre de 1000 à 1200 volts, propre à assurer instantanément l'amorçage initial de l'arc avec électrode froide.
Dans son application au dispositif du brevet princi- pal, lequel superpose à la tension d'arc des décharges récurrentes d'un condensateur à travers un éclateur,. le perfectionnement sui- vant la présente invention est caractérisé en ce qu'on ajoute à ce dispositif un deuxième condensateur, des moyens pour charger ce deuxième condensateur à une tension supérieure à la tension de charge du premier condensateur, et des moyens pour décharger périodiquement le condensateur additionnel dans l'espace d'arc pour amorcer l'arc, ces derniers moyens pouvant comprendre notam- ment un éclateur en série entre ce condensateur additionnel et une des bornes de l'arc. Il y aura avantage à utiliser dans ce but un éclateur conforme aux indications du brevet principal.
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La présente addition vise également une forme de réalisation du même perfectionnement, en application au dispositif du brevet principal, dans sa forme comprenant un transformateur élévateur de tension dont le secondaire est shunté par une capa- cité ayant une armature reliée directement à une des bornes de l'arc et l'autre reliée à l'autre borne de l'arc à travers un condensateur en série avec un éclateur, suivant le montage repré-
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sente figure 4 du brevet principal. Cette forme de réalisation est caractérisée en ce que la chaîne, constituée par le conden- sateur additionnel et l'éclateur disposé en série avec ce con- densateur est branchée en parallèle avec la chaîne comprenant le condensateur et l'éclateur précités.
.Suivant la même forme de réalisation de ce perfec- tionnement, on adoptera avantageusement les valeurs ci-après pour les principaux éléments du dispositif a) la tension à vide du secondaire du transformateur élé- vateur de tension sera de l'ordre de 800 volts; b) la capacité shuntant ce secondaire sera d'environ
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0.,l F ; 0,1 c) la tension disruptive d'un des éclateurs sera de l'ordre de 400 volts et la capacité en série avec cet éclateur sera d'environ 0,25 F ; d) la tension disruptive de l'autre éclateur sera de l'or- dre de 1000 volts et la capacité en série avec cet éclateur sera d'environ 0,1 F .
L'invention sera décrite ci-après en se référant au des- sin annexé., dans lequel : - la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de soudage auquel est appliqué le perfectionnement suivant la présente addition; - la figure 2 est un schéma représentant l'application du perfec- tionnement suivant la présente addition à un circuit de soudage du type représenté à la figure 4 du brevet principal.
Suivant le schéma de principe de la figure 1, une électrode de soudage 1 et une pièce à souder 2 sont reliées à une source de courant de soudage, par exemple au secondaire 3 d'un transformateur 4 branché au réseau, @ .Le circuit stabilisateur prop ornent dit comprend un condensateur 7, chargé par une source auxiliaire de courant 15
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à travers une résistance 8. Les armatures de ce condensateur 7 sont reliées, l'une directement à la pièce à souder 2, et l'au- tre à l'électrode 1 à travers un éclateur 9 en série. Les élé- ments décrits jusqu'ici sont disposés de manière identique à celle représentée à la figure 2 du brevet principal.
Suivant la présente addition,, on ajoute à ces éléments un deuxième conden- sateur 7 A, pourvu d'une source auxiliaire 15 A, par laquelle il est alimenté à travers une résistance 8 A. Une des armatures de ce condensateur 7 A est reliée à la pièce à souder 2, et l'au- tre à l'électrode 1, à travers un éclateur 9 A en série.
L'un des deux éclateurs est réglé pour une tension disruptive relativement basse, par exemple 400 V, et l'autre pour une tension plus élevée, par exemple 1000 V, et les sources auxiliaires ainsi que les condensateurs et les résistances re- liés respectivement à ces deux éclateurs ont des caractéristiques déterminées en fonction de ces tensions disruptives différentes.
Le schéma de la figure 1 étant donné surtout à ti- tre d'exemple théorique, on a représenté figure 2 une forme pré- férée de mise en oeuvre du perfectionnement suivant la présente addition.
On retrouve en 1 l'électrode de soudage, en 2 la pièce à souder, et en 3 la source de courant de soudage, consti- tuée par le secondaire d'un transformateur 4 dont le primaire est relié au réseau, La tension à vide de ce secondaire pourra être par exemple de l'ordre de 60 V.
Entre l'électrode 1 et la pièce 2 est branché le primaire d'un transformateur élévateur de tension 18, qui pourra avantageusement être sous la forme d'un auto-transformateur et dont le rapport pourra être par exemple de l'ordre de 60/800.
Les bornes extrêmes de cet auto-transformateur sont shuntées' par un condensateur 7 dont la capacité pourra être par exemple
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Une des armatures de ce condensateur 7 est reliée di- rectement à la pièce à souder 2, et ltautre est reliée à l'élec- trode de soudage 1 à travers un condensateur 22 et un éclateur 9 en série avec ce condensateur.
Les éléments de la figure 2 décrits jusqu'ici sont les mêmes que dans la figure 4 du brevet principal. Suivant la présente addition, on ajoute à ces éléments une chaîne constituée d'un condensateur 22 A et d'un éclateur 9 A en série avec ce condensateur, et cette nouvelle chaîne est branchée en parallèle avec la chaîne constituée par le condensateur 22 et l'éclateur 9.
Un des éclateurs, par exemple l'éclateur 9, est réglé pour une tension disruptive de ltordre de 400 V, par exemple,et le condensateur 22 associé en série à cet éclateur a une capaci- té de l'ordre de 0,25 F, tandis que l'autre éclateur 9 A est réglé pour une tension disruptive de l'ordre de 1000 V, par exem- ple, et son condensat.eur associé 22 A a une capacité de l'ordre de 0,1 F.
La chaîne à basse tension, constituée par le condensa- teur 22 et l'éclateur 9, intervient pour la stabilisation de l'arc, tandis que la chaîne à haute tension, constituée par le condensateur 22 A et l'éclateur 9 A n'intervient que pour les amorçages avec électrodes froides et les reprises en cours de soudage.
Le fonctionnement du dispositif est analysé ci-après, successivement lors de la marche à vide et en charge.
Dans le cas de la marche à vide, la tension aux borne, du secondaire 3 du transformateur de soudée est sinusoïdale, et la tension aux bornes de sortie du transformateur auxiliaire 18 est également sinusoïdale, avec une valeur efficace voisine de 740 volts.
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En considérant le fonctionnement pendant une demi- périade on- constate que, lorsque la-tension croit aux bornes de sortie du transformateur 18, il ne se passe rien jusqu'au niveau de 400 volts. Arrivé à cette valeur, le premier éclateur 9 s'amo ce et superpose ainsi une surtension dtenviron 400 volts sur la tension à vide. Simultanément le condensateur 22 de 0,25 micro- farad se charge en prenant partiellement son énergie dans le condensateur 7 de 0,1 microfarad branché au secondaire de l'auto- transformateur 18. Cette charge du condensateur 22 ramène à zéro la différence de potentiel aux bornes du premier éclateur 9.
La tension à vide aux bornes du secondaire 3'du transformateur de soudage continue donc à monter et le même phénomène se reproduit lorsque la différence de potentiel aux bornes de l'éclateur 9 atteint de nouveau la valeur de 400 volts. L'éclateur 9 donne donc des surtensions répétées d'environ 400 volts sur la tension à vide. Si l'on considère la branche comportant l'éclateur 9 A, on voit que son fonctionnement est rigoureusement analogue mais que cet éclateur 9 A introduit sur la tension à vide des surten- sions d'environ 1000 volts. On constate que les fonctionnements de ces deux branches sont relativement indépendants dans la mesure où ils n'affectent pas le niveau de tension dans le condensateur 7 shuntant le secondaire de l'autotransformateur 18. Dans la mar- che à vide, les surtensions de 1000 volts permettent donc l'amor- çage à distance.
Dans le fonctionnement en charge sur l'arc de soudage en atmosphère de gaz inerte avec électrode réfraçtaire, le fonc- tionnement est le même mais la montée en tension au secondaire 3 du transformateur de soudage ne se produit qu'au moment de l'allu- mage des demi-périodes dans lesquelles la pièce à souder 2 fonc- tionne en cathode. Sur ces montées en tension, l'éclateur 9
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s'amorce et la charge du condensateur 22 qui en résulte assure l'amorçage de l'arc, et par suite, le passage immédiat à la tension d'arc qui entraîne au secondaire de 1'autotransformateur 18 des niveaux de tension inférieurs ;: la tension disruptive de l'éclateur 9, donc a fortiori inférieurs à la tension disrup- tive de l'éclateur 9 A.
Dans le fonctionnement en charge, la branche de l'éclateur 9 A n'intervient donc pas tant que l'arc fonctionne en régime continu. Ses interventions ne se produisent .que pour l'amorçage initial de l'arc, pour les reprises en cours de soudage, et également pour réallumer l'arc en cas de ratés accidentels.
Au point de vue pratique, les résultats obtenus avec le montage ci-dessus sont les suivants: - l'amorçage initial avec électrode froide se fait instantanémen' au contact de l'électrode avec la pièce; - les réallumages en cours de soudage avec électrode chaude se font pratiquement à une distance de 6 à 8 mm; - dans le soudage à faible intensité, l'opérateur peut tenir un arc long sans risque de désamorçage, l'éclateur 9 A assurant le réamorçage instantané en cas d'irrégularité.
Ces résultats sont donc pratiquement équivalents à ceux que l'on obtient avec un poste à haute fréquence, alimenté par des tensions de l'ordre de 1700 volts efficaces par exemple.
Mais le nouveau montage donne une stabilité et une régularité d'arc très supérieures.
Le choix de deux niveaux de tension différents pour les circuits de stabilisation et d'amorçage est évidemment appli cable aux différents circuits du brevet principal. Cependant, dans le cas des figures 1 à 3, sa mise en oeuvre serait plus complexe puisqutil faudrait pratiquement prévoir deux circuits totalement indépendants.
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L'expérience a montré que des résultats très satis- faisants sont obtenus avec des tensions de l'ordre de 1000 à 1200 volts et des décharges dténergie faible. Il est donc possi- ble dans ces conditions de réaliser des circuits d'amorçage sui- vant le principe de décharge de condensateurs dans l'espace d'arc sans porter atteinte à la vie des isolants du poste de soudage.
Le perfectionnement suivant la présente addition est également applicable au cas où l'on utilise, pour l'amorçage et la stabilisation de l'arc, des décharges de condensateurs com- mandées par thyratrons, et procure également dans ce cas l'avan- tage de n'avoir à mettre en oeuvre les tensions du niveau supé- rieur, soit par exemple 1000 V, que pour l'amorçage, étant donné que ces tensions relativement élevées sont superflues lorsqu'il ne s'agit que de stabiliser l'arc en régime établi.
Le perfectionnement suivant la présente addition con- serve au dispositif du brevet principal ses avantages en ce qui concerne la bonne stabilisation de l'arc et la réduction, à un niveau très bas, du rayonnement radio-électrique.
- REVENDICATIONS -
1 - Dispositif suivant le brevet principal, pour l'amorçage et la stabilisation d'un arc de soudage par superpo- sition à la tension d'arc de décharges récurrentes d'un conden- sateur, caractérisé en ce qu'on ajoute à ce dispositif un deu- xième condensateur, des moyens pour charger ce deuxième conden- sateur à une tension supérieure à la tension de charge du premier condensateur et des moyens pour décharger ce deuxième condensa- teur dans ltespace d'arc pour amorcer l'arc.