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z APPARIID DES!III à, SOUDU us GOUJON te.-
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La présent invention est relative à la soudure électrique t concerne plus particulièrement des appareils à souder destinés à unir une extrémité d'un goujon allongé axial.. ment à la surface d'une pièce appropriée qui attend latéalement, l'opération devant servir 1 l'une ou l'autre fin.
L'extrémité extérieure du goujon peut, par exemple tire filetée pour per- mettre la fixation d'éléments voulus 1 la pièce à laquelle le goujon a été soudé*
On * proposé divers systèmes électriques pour des appareils du type susdits destinée à souder un goujon* Dans un de ces systèmes, on commence par maintenir le goujon en contact -avec la pièce à laquelle il doit êtes soudé, pendant qu'on fait panser un courant à travers la jonction entre les deux pièces on le retire ensuite de l'autre pièce pour amorcer un arc auxi- liaire ou pilota,
on le maintient à une certaine distance de celle-ci pendant qu'un arc de soudure est produit à l'aide d'un courant dirigé à travers le parcours ionisé établi par l'aro auxiliaire ou pilote, et on pousse finalement le goujon contre l'autre pièce pour unir les parties contiguês des deux pièces Pour obtenir des résultats reproductibles il est nécessaire que le degré d'échauffement des parties contigues du goujon et de l'autre pièce soit déterminé d'avance avec précision au moment où des parties sontunies.
Il *et possible de déterminer le degré d'échauffement à l'aide d'un dispositif de synchronisation destiné à contrôler la durée de l'arc de soudure,
La présente invention a pour objet premierdans un système du type susdit permettant de souder un goujon, un nouveau
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dispositif de apnahronieatioft ooprenant des constîtuante électronique$ choisis en psrtloulter et relîdo entre eux pour assurer une précision continua et une vit prolonget. 8p4ottt- quetaent, le dispositif do synchâlenlaition suivant la prêtante invention, comprend Côme élément a constitutifs 'tft"1Ónnant indéptndtmaent et en coopération pour *%douter le opération* d'crite. en détail. ci-dessous un pont redresseur à deux al. ternance.
connecté aux bomte d'une source de courait oom1mt pour veiller à ce que la polarité do sortît soit conforma, 1hdA- pendamment de la polarité appliquât; un* diode 3'<MMtr destinée à régler la tension appliquée au dispositif de synchronisation! une résistance transitoire, réglable, un réseau à condeneateur destiné à accumuler une charge jusque une valeur d't.r8in'. d'avance, l'accumulation se faisant pendant une période de tmpri déterminée d'avance, ch réponse à la tension réglés par la diode Zoner un transistor à jonction unique destiné à produire une impulsion aiguë de contrôle quand la charge a atteint la valeur déterminée, et cela, malgré des variations indésirables de la ou
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température ambiante ;
et un redresseur de d'clenchement/de com- mande, qui répond à l'impulsion provenant du transistor à jono- tion unique, pour couper l'arc de soudure.
D'autres objet* de la présente invention seront partiellement évidente et apparaîtront partiellement dans la suite du présent mémoire.
La présente invention concerne done l'appareil cons-
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titu4 par l'assemblage, la comb1na1IOn,d.. eletaenta et l'arrange- ment des parties qui sont décrites à titre d'exemple dans 1', posé détaillé qui luit, dont le cadre aéra défini dans les re- vendicatlons oi-annaxeea.
Pour une meilleure compréhension de la nature et de* objets de la présente invention, il faut se r4tdrer à la deoortp- tion détaillée qui luit, pris* eonjointamant aux deo4îne ci-
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annexés dans lesquels : - la figure 1 est un dessin schématique d'un système de soudage d'un goujon, système qui sonmtitue une forme d'oued oution de la présente inventions - la figure 2 est une coupe transversale, exagérément agrandie, d'un transistor à jonction unique utilisé dans le sys- tème de la figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe transversale exagérément agrandie, d'un redresseur de déclenchement utilisé dans le sys- tème de la figure 1.
En général, le système illustré contient un pistolet
20 destiné à souder un goujon, un circuit de contrôle ou de com- mande 22 et un dispositif de synchronisation 24. Dans la suite le pistolet 20 aéra décrit de concert avec un goujon 26 et une pièce 28, à laquelle on soude le goujon. Le circuit de contrôle 22 et le circuit du montage de synchronisation 24 seront alors décrits en relation avec le fonctionnement du pistolet 20 ainsi que la corrélation de leurs éléments constituante* Comme représenté, le pistolet 20 comprend un mandrin 30 pour main. tenir le goujon 26.
Le mandrin 30 peut aller et venir à l'inté- rieur du bottier 32 du pistolet 20, étant poussé vers sa position la plue extérieure par un ressort 34 et pouvant être poussé dans sa position la plus extérieure par un solénoïde 36. Le mandrin est destiné à être poussé à l'intérieur du bottier 32 quand le pistolet 20 est poussé à la main contre la pièce 28. Dans ces circonstance, le goujon 26 s'appuie contre la pièce 28. En cours de travail, quand on actionne la détente 38 du pistolet 20, le solénoïde 36 chasse le goujon 26 de la pièce 28, ce qui produit un arc pilote ou auxiliaire entre le goujon et la pièce à la- quelle on le soude.
Le circuit de contrôle ou de commande 22 produit ensuite un arc de soudure et active le circuit ou Non*' tage de synchronisation 24, Ce montage 24 couple alors l'are de soudure et mène le circuit de contrle 22 à relâche;' le
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adénoïde 36. Pour finir, les portion. oontlCUI. du goujon 26 et de la pièce 28 ayant été chauffées par l'ara jusqu'à fusion, le ressort 34 pousse le goujon 26 en contact avec la pièce 28.
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Le circuit de contrôle 22 qui, comme représenté 8ch'matiquem.nt, comprend une source de courant continu 40, fonctionne de la façon suivante. ta détente 38 du pistolet 20 constitue un commutateur normalement ouvert. Quand on action- ne la détente 36, un relaie de contrôle 42 est excité à l'aide de la source d'énergie 40. L'excitation du relais 42 ferme les
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commutateur* 44t 46, 4-8 et 50 qui sont normalement ouvert.. Le commutateur I+d fournit un système de sécurité aux bornes de It détente 36 pour maintenir le passage du courant à travers le relaie 42 quand la détente 30 est relâchée. La formettro du commutateur 46 excite le a01'noI4. J6 du pistolet 20, chats* le goujon 26 de la pièce 28 et la fermeture du comgtatour 44 établit par l'intermédiaire de la résistant 52 un arc pilote entre le goujon 26 et la pièce 28.
La fermeture du awamutattur 50# qui est réglée pour se produire après, la fermeture dis t0la mutateurs zur 46 et 49# établit ou produit l'are de soudure en actionnant le relais 54 qui terme le commutateur 56.
Le circuit de synchronisation 24 fonctionne de la façon suivante, Quand la détente 38 cet fermée une tension .et appliqués aux bornée d'un pont 58 qui permet au circuit de synchronisation de fonctionner indépendamment de la polarité de la tension appliquée. La tension produite ou injectée sans réglage pourrait varier considérablement en grandeur entre les conditions de présence et absence de charge. Aux bornée du
60 pont 58 est connectée une diode Zoner/qui maintient une tension constante par rapport à la charge, en dépit d'une fluctuation de la tension appliquée par la source, La diode Zener agit comme un court-circuit pour toutes les tension* supérieures à sa tension d'avalanche.
En d'autres mots, la diode Zener 60
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sert * maintenir la tension à une valeur déterminée d'avance valeur intérieure à la tension de charge. Cette tension est appliqués à une résistance un réseau A condensateur comprenant une résistance fixe 62, une résistance variable 64 et un conden- aateur 66 qui se charge à une vitesse momentanée qui est con-
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trelée par le réglage de la résistance variable 64.
La r6ais- tance 62 sert à amplcher la réduction de l'impédance A zéro, Un transistor à jonction unique 68, muni de deux bornée de base 70 et 72 et d'un émetteur 74$ est destiné à engendrer une impul- anion aigu' quand le condensateur 66 développe une tension qui vaut environ 50 % de la tension entre la borne de base 70 et la borne de base 72, Quand cette tension est' atteinte le transit
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tor A jonction unique 68 devient conducteur; à et moment, une conduction élevée se manifeste entre l'émetteur 74 et la borne
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de bas* 70, produisant une impulsion de tension à travers une résistance 76.
Les courants relatifs passant A travers leu borne* du transistor à jonction unique 68 varient avec la tlmpf- rature, ta chute de tension A travers la résistance 77p aa té en série à la borne de base 72# varie donc avec la températu- re de façon telle, que le moment où le transistor 68 devient conducteur, est une fonction de la température ambiante. La borne de la résistance 76 qui est connectée A la première bas*
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du transistor à jonction unique 63, est également connectée au déclencheur d'un redresseur contrôlé/au aîcM& 78.
En censé*
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quencop la tension développée à travers la résistance 76 action- ne le redresseur contrôlé au silicium 78# excitant un relais 80# L'excitation du relais 80 ouvre un commutateur qui est normale- ment fermé dans le circuit de contrôle interrompant le cycle de soudure.
Si la détente 38 est tenue fermée après le cycle de soudure, le redresseur contrôlé au silicium 78 continue A con-
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duire du courant gardant le reltis 80 excité et laissant le commutateur 82 ouvert, alors qu'il est normalement fermé ; cela
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#mpêchi une répétition indue du <tycle de Soudut4o Comme reprétionti à la figure 20 le tranaiater à jonc- tion unique 68 comprend un bâtonnet en silicium 64 de type four une face du bttonnet en ailioiu des contacta onadquta dt base en céramique 96 et 98 sont connectés par des couche* d'or distincte 90 et 92.
Un seul émetteur du type Po composé parvexemple d'aluminium est fondu sur l'autre face du bâtonnet 84 à l'endroit d'une jonction qui est située plue près d'une base que de l'autre, de façon telle que le dispositif n'est pas
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symétrique. Quand le tranaiator a jonction unique représenté à la figure 2 fonctionne normalement, la base 72 est mise à la terre par l'intermédiaire de la résistance 76 (ou d'un bobinage de transformation par impulsion unique) et on applique une ten-
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son de polarisation positive à travers la base 72 et la base 70 comme représenté à la figure 1.
Cette tension de polarisa tion est appliquée aux borne* de la base 72 et de la base 70, comme représenté à la figure 1. Elle établit un courant et un champ électrique à l'intérieur du bâtonnet en silicium 84 et
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produit une tension sur le c6té N de la jonction de l'émetteur* Cette tension est une fonction a de la tension appliquée Bzz entre les bases* La fonctionnât appelée le rapport intrinsèque de standof.3 a tension VS appliquée de l'émetteur est inféri- eure a nV , la jonction de l'émetteur eat polarisée inversé* ment et un faible courant de fuite s'écoule dans le circuit (AU Imntast de l'émetteur. ai Vg dépasse nV,8 d'une quantité égale la la baisse de tension directe de la diode d'émiieion, le couru* de l'émetteur augmente.
Le parcourt entre l'émetteur 74 et la base 70 devient essentiellement très conducteur comparè à son état antérieure. Si la source de tension VE de l'émetteur est un
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condensât fur ctlui-oï se décharge par l'intermédiaire de ton parcours conducteur pour,produira une Impulsion à travers la résistance 76.
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Comme représenté à la figure ), le redresseur 78 contrôlé au silicium est semblable, d'une manière générale à un redresseur ordinaire qui ne conduit que dans le sens son* ducteur de l'anode 92 vers une cathode 94. Cependant dans le cas de redresseure co trôlés au silicium un arrêt se produit dans lestât conducteur jusqu'au moment où une faible tension, dite "tension d'amorçage". est appliquée au déclencheur 96.
Après cela, la conduction se poursuit, malgré l'arrêt du courant de déclenchement, juqu'à ce que le courant qui va de l'anode à la cathode diminue en dessous d'un minimum donnât dit "courant cons. tant". Entre l'anode 92 et la cathode 94 on a successivement un support 98, un assemblage PNP 100 et un assemblage PN 102..
L'assemblage PNP 100 est constitu6 par des couchée de silicium 104, 106 et 108. L'assemblage PN 102 est constitué par une couche de silicium 108 et une couche or-antimoine 110. Le conduc- teur déclencheur 96 est connecté à la couche 108. Le redresseur den déclenchement 78 cet essentiellement un élément PNPN muni d'un conducteur déclencheur connecté à la couche intérieure P.
En cours de fonctionnement, la tension entre le déclencheur et la cathode doit dépasser un minimum déterminé d'avance, avant que la conduction ne ne fasse. Après que celle-ci s'est faite, le courant continue à passer, même ai on enlève la tension de déclen. chement jusqu'à ce que l'intensité duncourant soit descendue en dessous d'un minimum déterminé d'avance ;
à ce moment le redres- *sur contrôlé au silicium retourne dans l'état de blocage ou d'ar- rêt, le déclencheur étant ouvert
Bien qu'on puisse utiliser aussi bien le redresseur 78 contrôlé au silicium que le transistor à jonction unique 68 pour contrôler seuls tant l'aide de l'autre appareil la duré* de passage du courant de soudure en réponse au fonctionnement d'uns résistance du réseau condensateur comprenant les éléments 62, 64, 66, la combinaison des deux appareils produit des résultats
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extraordinairement aura et reproductibles* Btant donné qu'on peut apporter certaines modifications à l'appareil susdit,
sans s'écarter du cadre de la présente invention, tout ce qui est décrit dans la présent mémoire et illustré à l'aiddmdessin ci-annexé, doit être interprété comme une illustration ou expli- cation et non pas comme une limitation de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Appareil à souder caractérisé en oe qu'il comporte un premier dispositif destiné à séparer deux pièces à souder l'une de l'autre, un deuxième dispositif destiné à produire un arc électrique de courant continu entre lesdites pièces un troisième dispositif sensible audit deuxième dispositif et des- tiné à produire un débit régulier à partir dudit deuxième dis- positif,
un quatrième dispositif sensible à un signal électrique et destiné à indiquer un moment choisi d'avance auquel la quan- tité d'énergie transférée par ledit arc a atteint une valeur prédéterminée, ledit quatrième dispositif comprenant un réseau transitoire aux bornes duquel une charge est produiten par ledit signal dans ledit moment et un cinquième dispositif comprenant un transistor à jonction unique destiné à couper ledit arc en substance, à la fin dudit moment.