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L'objet de la .présente invention est un dispositif de soudage à l'arc en courant alternatif avec un facteur de puissance (ces) élevé fournissant en même temps une très bonne soudure.
A cet effet on se sert d'un circuit résonant (c'est- à-dire remplissant la condition LC l),en utilisant deux électrodes de soudage à la fois, soit dans un seul endroit soit dans deux endroits différents, ces derniers reliés entre eux par un conducteur. L'une de ces électrodes est reliée à une borne de la source fournissant le courant (alternateur, transformateur mono-mono, tri-mono, etc..) à travers une self (L) et l'autre électrode est reliée à la même borne à travers une capacité (0), L et C remplissant la condition CL2 = 1, l'autre borne de la source étant reliée directement à la masse traitée.
Pour obtenir une
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soudure parfaite on emploie les deux électrodes en un seul endroit, ce qui, non seulement donne un cos élevé, mais encore fait' éco- nomiser du courant car les deux arcs, étant déphasés, se soutiennent l'un l'autre, non seulement au point de vue de l'ionisation de l'espace, mais également au point de vue thermique, les pertes de chaleur dons l'arc et dans la pièce étant, dans ce cas, moin dres. On peut également souder en un seul endroit avec une seule électrode, mais, dans ce cas, pour obtenir un bon cos il faut court-circuiter un des côtés, de préférence le coté capacité. On peut remarquer que l'emploi des tensions élevées (dans les limites admises) ne fait qu'améliorer le facteur de puissance.
Toutefois une difficulté pratique se présente si @ l'on veut réaliser le dispositif indiqué plus haut :ce sont les dimensions prohibitives du condensateur fournissant la capacité nécessaire.
Pour éviter cette difficulté on se sert, pour réaliser le principe. du dispositif en question, @ et ceci est un point important --, d'un transformateur de liaison dont un côté est relié à la borne de l'appareil qui livre le courent fà laquelle est reliée la self) et dont l'autre côté, à tens on beaucoup plu,s élevée, est reliée à un ou plusieurs condensateurs (en parallèle). On peut, dans ce cas, se servir de condensateurs très petits et obtenir la capacité suffisante pour remplir la condition LC) 2 = 1 .
Pour éviter les variations de courant trop brusques du côté de le capacité on peut ajouter une ou plusieurs petites selfs au condensateur unique ou aux petits condensateurs, ces selfs étant mises en parallèle ou, de préférence, en série avec les condensateurs.
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Pour régler le courant de soudage on se servira, de préférence, de prises aussi bien sur l'appareil fournissant le courant que sur la self et le transformateur de liaison (du côté auquel sont reliés le condensateur ou plusieurs petits condensateurs en parallèle). Il est évident qu'on peut également se servir d'une self réglable, mais l'expérience a montré qu'il est préférable de se servir de prises.
L'invention est exposée en détail, à titre d'exemple non limitatif, dans ce qui va suivre; on se référera au dessin annexé, dans lequel :
Fig. 1 montre schématiquement le montage de base suivant l'invention;
Fig. 2 montre une forme simplifiée du montage do base ne comprenant qu'une seule électrode de soudage;
Fig. 3 montre une variante du montage de base de la fig. 1.
A la fig. 1, 3 est une borne de la source de courant alternatif, 1, avec laquelle la pièce 6 destinée à être soudée avec la pièce 5 est reliée directement par le conducteur 4.
Suivant l'invention,la liaison entre la borne 2 de la source de courant 1 et la pièce à souder est constituée par un circuit-résonant dont une brenche contient l'inductance 7 et une électrode de soudage 9, tandis que l'autre branche contient une capacité 8 et une deuxième électrode de soudage 10.
L'inductance 7 et la capacité 8 sont accordées de fa- çon à être en résonance de sorte que, dans les branches du circuit résonant constitué ainsi, branches comportant également les
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électrodes 9 et 10 et les arcs 12 et 13 jaillissant de celles-ci, circulent des courants partiels déphasés l'un par rapport à l'autre d'un angle inférieur à 180 les composantes réactives de ces courants partiels s'annulant mutuellement sensiblement complètement (grâceà LC 1) de sorte que la source de courant n'a qu'à fournir sensiblement un courant actif correspondant à la puissance active consommée.
Lorsqu'on désire réaliser une seule ligne de soudure .avec les deux électrodes 9, 10, les deux arcs 12 et 13 étant alors situés très proches l'un de l'autre, la stabilité de l'arc est améliorée par la proximité immédiate des deux arcs fonctionnant pratiquement comme un arc unique étant donné que les arcs se chauffent mutuellement, d'une part, et que, d'autre part, grâce au déphasage dans les branches du circuit résonant comportant les électrodes 9 et 10, l'interruption du courant se produisant lors du passage par zéro de chacun des arcs individuels 12,13 coïncide pratiquement avec un courant assez important de l'autre arc,
de sorte que l'arc de soudage formé par les deux arcs individuels n'est jamais interrumpu contrairement aux deux interruptions de courant et deux réallumagos par période dons le cas d'un arc ordinaire à courant alternatif,
La stabilisation nécessaire des aros est assurée par les impédances de l'inductance 7 et de la capacité 8, une valeur assez élevée pouvant être choisie (dans les limites admissibles) pour la tension de la source de courant 1, étant donné que colleci n'a qu'à fournir le courant correspondant à la puissance active con somm ée .
Fig. 2 montre une variante du montage de base pour le soudage avec une seule électrode 14 branchée, par exemple, dans
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la branche du circuit résonant comprenant l'inductance 7 et pro- duisont l'arc 15, tandis que la bronche du circuit résonant contenant la capacité 8 est reliée, en 16 électriquement directement à la pièce à souder 5. Dans ce cas, le courant réactif dans 8 améliore le cos de toute l'installation électrique do l'atelier. L'électrode peut aussi être disposée dans la bronche capacitive ; c'est alors la branche inductive qui est reliée directement à 1a pièce.
Le fonctionnement de ce montage est le même que celui du montage de la fig. 1, c'est-à-dire que le courant dans l'arc 15 a une forte composante inductive qui est compensée par le courant réactif absorbé par le condensateur 8, de sorte que la source de courant 1 ne fournit également pratiquement qu'un courant actif correspondent à la puissance active consommée.
Fig. 3 montre une réalisation pratique du montage de base de la fig. 1. La source de courant proprement dite est constituée ici par le secondaire 17 comportant des prises 17a, 17b 17c, d'un transforma tour branché sur le réseau.
Pour des raisons de sécurité, les tensions utilisées pour le soudage ne sont pas très élevées. Pour réaliser la puissance capacitive du circuit résonant d'une manière économique, la capacité du circuit résonant n'est donc pas branchée directement dans celui-ci, mais est reliée ru se conduire 21 d'un transformateur dont le primaire 20 est branché sur la source de courant du circuit résonant, la rapport étant choisi de façon à élever la tension au secondaire, ce qui permet d'utiliser des condensateurs très petits.
A cause de l'interruption du courant dans l'arc lors du passage 'par zéro, des impulsions de courant peuvent
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éventuellement se produire dans la bronche capacitive du circuit résonant. Ces impulsions peuvent être supprimées, ou ou moins fortement amorties, suivant l'invention, en subdivisant la capacité de la branche capacitive en deux ou plusieurs condensateurs individuels 22a 22b, 22c, branchés on parallèle, dont l'un,au moins, peut éventuellement être branché en série avec une petite self 23a 23b 23c ces condensateurs et éventuellement les selfs également peuvent avoir des valeurs différentes..
Ceci provoque un déphasage dos impulsions de courant considé- rées de sorte que le courant total dans la branche capacitive ne présente pratiquement guère une impulsion de courant.
Pour régler le courant de soudage, le secondaire 17 du transformateur de soudage est muni de prises 17a 17b 17c.
En outre, l'inductance 19 est munie de prises 19a 19b 19c per- mettant de modifier l'impédance dc celles-ci. Pour maintenir la condition de résonance, le transformateur 20-21 sur lequel sont branchées les capacités doit donc être également muni de prises qui se trouvent, dans l'exemple représenté, sur le secondaire du transformateur et qui sont désignées par 21a, 21b, 2 le.
L'inductance 19 peut aussi être réglable d'une facon continue, et 1- transformateur 20-21 peut avoir un rapport susceptible d'être réglé d'une façon continue.
Suivant le montage de base de la fig. 1 l'une dos prises 17a 17b, 17c du transformateur de soudage est reliée au circuit résonant, tandis que l'autre extrémité de celui-ci est reliée directement à la pièce à souder 5, par l'intermédiaire du conducteur 18.
Voici, à titre d'exemple explicatif et indicatif et @ non limitatif,les prises dont on peut se srrvi atage:
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Transformateur principal : au secondaire 82V- 77v 72v 3 prises Self 3 prises 2400 H - 3100 H - 3700/- H (environ) Transformateur de liaison : pour 82V au primaire 430v - 370v - 340v - au secondaire (environ) avec une capacité de 160 F.
Ces prises correspondent entre elles pour former LC
En général, avec n prises au transformateur principal et m prises correspondantes à la self et au secondaire du transformateur de liaison on aura m x n courants différents.
Bien entendu, les modes de réalisation décrits ci-dessus et représentés sur le dessin ne sont donnés qu'à titre de simples exemples non limitatifs, et on peut modifier de toute façon convenable, la forme, la nature, la disposition et le montage de leurs éléments sans, pour cela, sortir du cadre do l'invention. Ainsi, une seule source de courant alternatif peut alimenter plusieurs endroits de soudage, chacun par l'intermédiaire d'un dispositif suivant l'invention. En outre, l'alimentation d'un seul endroit de soudage peut s'effectuer à partir d'un réseau triphasé à l'aide d'un montage connu triphasé-monophasé.
Les électrodes individuelles 9 et 10 branchées dans les branches du circuit résonant peuvent, soit former une unité constructive soit être séparées l'une de l'autre; en outre, elles peuvent être utilisées, soit ou même endroit de soudage, soit à des endroits de soudage différents.
La source de courant peut être également constituée par un latonateur Dons ce cas, on peut utiliser des fréquences plus élevées que celles du réseau, par exemple 150 ou 200 Hz.