Procédé et dispositif de commande et de réglage de l'arc dans la soudure électrique par fusion d'une électrode. La présente invention comprend un pro cédé de commande et de réglage de l'arc dans la soudure électrique par fusion d'une élec trode, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. .
Le procédé suivant l'invention est carac térisé en ce que l'on alimente l'arc en courant alternatif, en ce que l'on entraîne l'électrode par un moteur que l'on alimente en courant continu et en ce que l'on règle la vitesse de ce moteur par un dispositif commandé par la tension alternative aux bornes de l'arc.
Le dispositif pour la mise en #uvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte un moteur de dévidage et d'entraînement de l'électrode, moteur qui est alimenté en courant continu, l'arc étant alimenté en courant alter natif, et en ce qu'il comporte, pour régler la vitesse de ce moteur, des moyens comman dés par la tension alternative aux bornes de l'arc. On sait qu'un contact entre l'électrode et la pièce à souder est préjudiciable à la qua lité de la soudure, et qu'il exige un réamor- çage long et délicat.
Aussi, pour l'éviter, lorsque l'électrode se rapproche trop de la pièce à souder, on peut inverser automatique ment le sens -de la marche du moteur com mandant l'avancement- de l'électrode, celle-ci est ramenée ainsi brusquement en arrière jus qu'à ce qu'une tension convenable de l'arc assure le réenclenchement du moteur dans le sens convenable.
Le réglage de la vitesse du moteur com mandant le dévidage de l'électrode peut être effectué par l'inducteur dudit moteur. Son accélération peut être réglée par insertion brusque d'un rhéostat de champ sur le cir cuit alimentant l'inducteur du moteur.
La figure unique du dessin annexé repré sente, à titre d'exemple, un schéma d'une forme -d'exécution du dispositif selon l'in vention.
La pièce -à souder 1 présente une rainure 2 que l'on se propose -de remplir de métal par la fusion de l'électrode 3 présentant des plots de contact 4 dont les faces s'engagent successivement dans une pièce appropriée 5 fige ou mobile reliée au circuit électrique. L'électrode 3 est animée .d'un mouvement d'approche ou de recul de la rainure 2 par le moteur reversible 6. Elle peut être de nature quelconque, enrobée ou non. Le mo teur qui l'entraîne est à courant continu.
Un jet de gaz inerte ou réducteur peut être envoyé par une tubulure convenablement dirigée sur la zone où l'arc se produit, le débit étant réglé soit électriquement, soit à la main.
Le circuit d'alimentation de l'arc est ali menté en courant alternatif de tension con venable, par exemple 220 volts. Le circuit d'alimentation constitue le primaire du trans formateur 7. Le secondaire est relié à une réactance spéciale 8. L'un des pôles du se condaire est relié à l'un des pôles d'un con tacteur magnétique 9, l'autre pôle 10 du con- tàctèur 9 est relié à la pièce 5 assurant le contact avec l'électrode. Le second pôle du secondaire est relié, par la réactance 8, à la pièce à soutier 1.
Lorsque l'arc est établi, il peut être main= tenu par le réglage de la vitesse .de fusion de l'électrode 3 au moyen du contrôle de la vitesse *du moteur réversible 6.
En vue d'assurer le contrôle du moteur 6, celui-ci est alimenté par un courant continu de tension convenable, par exemple 60 volts, amené par les lignes 11 et 12. Ce courant traverse, avant d'arriver au moteur, un dis positif de contrôle commandé par les varia tions des caractéristiques de l'arc et assure la régularité automatique de celui-ci.
Suivant le schéma représenté, l'opérateur fixe d'abord la position de l'électrode 3 par rapport à la rainure 2. Puis il ferme le bou ton 13, ce -qui établit le contact du bouton 13 avec les plots 14 et 15. Le courant passe alors en premier lieu en 16-17 et traverse le solénoïde 18, lequel ferme alors l'inter rupteur 19. Cette fermeture de l'interrupteur 19 assure le passage du courant en 12-20-16 et, par suite, à travers le contacteur 21 qui ferme le contact 22.
Lorsque le contact 22 est assuré, le cou rant passe dans le contacteur 23 qui ferme le contact 10 qui assure la fermeture du cir cuit d'arc précédemment décrit. L'arc s'a morce entre l'électrode 3 et la pièce à sou der 1 si l'on a pris la précaution de placer momentanément dans l'intervalle laissé libre un crayon de carbone ou analogue.
La; fermeture du contacteur 23 assure en même temps que. l'amorçage,de l'arc le pas sage du courant à travers l'enroulement 24 qui commande le relais ,de contact de l'arc. Dans. cet enroulement est prévu un noyau 25 qui actionne respectivement deux séries, de contacts 26-27 et 28-29. Quand l'enroule ment 24 du contacteur 23 est actionné, le' noyau 25 est soulevé et établit en premier lieu le contact 26-27 puis, quand ce contact est établi, il coupe ensuite le contact 28-29. Le retour :du noyau à sa position initiale est assuré par un ressort approprié 30.
Le con tact 26-27 assure le passage -du courant du conducteur 12 à travers l'enroulement du contacteur 36 par l'ensemble des conducteurs 12-33-27--26---,32-34-35 et retour à . la ligne 11 par 16. 34 est une résistance de valeur appropriée. Le courant actionnant le contacteur<B>M</B> ferme les contacts 37-3$ et 39-40, ce qui assure le passage du courant dans le moteur 6 .dans le sens prévu du dé vidage de l'électrode 3 vers la pièce à sou der 1. On voit d'ailleurs que l'inducteur 40 du moteur est traversé par un courant dès que le contacteur 18 est fermé.
Un contacteur 44 est disposé dans un cir cuit monté en parallèle sur le circuit alimen tant le contacteur 24. L'enroulement du con tacteur 44, quand il est traversé par le cou rant, ouvre les contacts 45 et 46. Un ressort 47 est prévu pour le retour du noyau à sa position initiale. L'enroulement est suffisant pour surpasser l'action du ressort -47 quand la tension le traversant s'élève au-dessus d'une valeur prédéterminée, par exemple 50 volts.
Une résistance 48 de caractéristi ques convenablement déterminées, par exem ple 20 ohms, est montée en shunt sur les contacts 45 et 46 du contacteur 44; ces deux contacts sont montés en série sur le circuit de l'enroulement du contacteur 24. Cette dis position a pour but de protéger l'enroulement 25 du contacteur 24, soit au moment de l'a morçage de l'arc, soit lorsque la tension de vient excessive en raison d'un allongement de l'arc ou d'une rupture.
A l'amorçage de l'arc, la tension tombe brusquement et le ressort 47 assure la fer meture du contacteur 44, qui shunte la ré sistance 48.
Si l'arc s'allonge, provoquant ainsi une augmentation de la tension dans l'enroule ment 24 du relais de contrôle, cet enroule ment tend jà soulever le noyau 25 dans le sens de l'ouverture des contacts 28-29. Le courant passe donc par un circuit monté en shunt 33---43 et traverse le rhéostat 42', ré glable à la main, monté en série sur l'induc teur 40 du moteur 6. Cette action a pour résultat l'augmentation de vitesse du moteur 6 de .dévidage de l'électrode et, par suite, rapproche l'extrémité de l'électrode 3 de la pièce à souder plus rapidement que la vitesse normale.
L'arc se raccourcit ainsi automa tiquement et la tension s'abaisse; le noyau 25 -de l'enroulement 24 est rappelé par le ressort 30 de force suffisante pour rétablir le contact 28-29, ce qui court-circuite le rhéostat 42, mais de force insuffisante pour couper le contact 26-27. Lé moteur 6 fonc tionne alors -de nouveau à son allure nor male de dévidage de l'électrode.
La vitesse à laquelle le moteur 6 fonc tionne quand le contact 28-29 est coupé dépend du réglage préalable du rhéostat 42. Il est également prévu un rhéostat de contrôle de la longueur de l'arc 49, monté en série avec l'enroulement 24. Ce rhéostat 49 -est réglé de façon à absorber plus ou moins la tension de l'arc et pour modifier ainsi la tension de l'arc à laquelle l'enroulement 24 assure l'ouverture -du contact 28-29. Le rhéostat 49 a donc pour but de figer la lon gueur de l'arc à laquelle on désiie maintenir un fonctionnement stable.
Lorsque l'électrode 3 venant s'approcher de la pièce à souder 1, la résistance diminue puis tombe à zéro, l'enroulement 24 du relais de contrôle sera alors court-circuité. Le res sort 30 ouvrira le contact 2.6-27, ce qui aura pour effet .de mettre hors-circuit l'enroule ment 35. Le ressort 50 du contacteur 36 coupera les contacts 37-38 et 39-40 et établira les contacts 38-41. et 40-#42, ce qui provoquera l'inversion -du courant dans l'induit du moteur 6.
Celui-ci tournera alors en sens inverse écartant l'électrode 3 de la pièce à souder et rétablissant l'arc. Comme le contact 28-29 est fermé, le moteur tour nera en sens inverse à la vitesse lente de façon à faciliter le rétablissement de l'arc.
Quand l'arc, est rétabli, le courant traverse l'enroulement 24 et ferme le contact 26-27, ce qui actionne à nouveau-le relais 36 et inverse les contacts 38 et 40 les ramenant à leur position primitive .38-39, 40-41, ce' qui fait tourner à nouveau le moteur 6 dans le sens du dévidage -de l'électrode .3.
Il est à noter que, pendant la soudure, le contact 26-27 -du relais de contrôle 24 est constamment fermé, sauf lorsque la ré sistance de l'arc diminue vers zéro ou même devient nulle, par exemple, dans les condi tions de court-circuit précitées. Par contre, le contact 28-29 -du relais 24 est ouvert ou fermé selon le réglage du noyau 25 corres pondant aux variations -de la tension due aux variations de la longueur de l'arc.
On voit donc que le contact 28-29 du relais de contrôle de l'arc met le rhéostat 42' dans le circuit ou hors du circuit de l'induc teur 40 du moteur 6 et, par conséquent, commande la vitesse de -dévidage de l'élec trode à une allure lente ou rapide, prédé- terminée suivant qu'il est fermé ou ouvert.
L'allure rapide .du moteur 6 .doit être telle que l'électrode soit amenée près de la pièce à souder plus vite qu'elle n'est con sommée par l'arc, sinon l'arc serait instable. Par contre; l'allure lente est de préférence plus lente que la fusion de l'électrode, sinon l'arc se raccourcirait, amenant la chute du noyau 25 du relais 24 ouvrant. le contact 28-29 et provoquant l'inversion du moteur.