Installation de sondage par résistance. L'invention a pour objet une installation de soudage par résistance, spécialement appli cable à la soudure électrique de chaînons.
Actuellement, on emploie en pratique usuelle l'une des deux méthodes suivantes de commande de la durée du temps pendant le quel le joint de chaque chaînon est soumis à l'échauffement par le courant électrique. Selon l'une de ces méthodes, l'opérateur sur veille chaque joint pendant le soudage, l'opé rateur interrompantle courant électrique sitôt que le joint a atteint une température qui, à son avis, est suffisante pour assurer une soudure satisfaisante. Par cette méthode, la résistance et l'efficacité de la soudure dépen dent de l'expérience que l'ouvrier a à juger à l'oeil la température correcte.
L'autre mé thode employée actuellement est automatique, l'interruption du courant étant commandée soit au moyen d'une came qui peut être réglée pour couper le circuit électrique après un in tervalle de temps déterminé -à l'avance, soit au moyen d'un pyromètre de radiation sensi ble aux radiations thermiques émises par la soudure et servant à actionner l'interrupteur principal de commande du courant de sou dure, par l'intermédiaire d'un système de relais.
L'installation selon l'invention est carac térisée en ce qu'elle comporte au moins une cellule photosensible susceptible d'être in fluencée par l'intensité de radiations émises par la soudure pendant l'opération de soudure et d'agir sur au moins un organe de l'instal lation.
La cellule susceptible d'être influencée par l'intensité de radiations émises par la soudure peut être une cellule photoélectrique ou au sélénium; elle peut être influencée par des rayons calorifiques ou lumineux et agir, par exemple, par l'intermédiaire d'un ampli ficateur ou d'un relais pouvant comprendre une valve thermionique du type thyratron, sur un interrupteur pour couper le courant et interrompre l'opération, lorsque les radiations ont une intensité:
déterminée, ou sur d'autres parties de l'installation, par exemple sur un robinet commandant la fourniture d'air com primé de refroidissement pour les outils ser vant à serrer les pièces à souder l'une contre l'autre.
L'installation peut comporter, par exem ple, deux cellules photo-électriques fonc tionnant en combinaison, une cellule étant plus sensible à des radiations visibles et l'autre plus sensible à des radiations invi sibles, telles que les radiations infrarouges, un filtre infrarouge étant intercalé entre la, soudure et la cellule la plus sensible aux ra diations infrarouges.
Les radiations émises par la soudure peu vent être dirigées sur la cellule au moyen d'un système de lentilles et de prismes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'instal lation selon l'invention.
La fig. 1 est un schéma de la disposition générale de l'installation complète; La fig. 2 est un schéma de l'unité de commande de l'appareil à souder; La fig. 3 est une vue schématique de l'unité à cellule photoélectrique seule. L'unité à, cellule photoélectrique est dé signée d'une manière générale par le chiffre de référence 1 (fig. 1 et 3), et elle comporte deux cellules photoélectriques C, et C2, la cellule C, étant plus sensible aux radiations visibles, la cellule C_ étant plus sensible aux radiations infrarouges, cette caractéristique étant réalisée en plaçant devant la cellule C_ un filtre 2 infrarouge.
Chaque cellule pré sente, en série avec elle-même, une forte ré sistance R, et R_, pour limiter le courant d'ionisation dans le cas où une cellule à rem plissage de gaz est employée, bien qu'il soit employé de préférence des cellules vides de gaz.
Les cellules C, et C.,,, reçoivent du cou rant qui les parcoure dans un seul sens, au moyen des enroulements du transformateur TR,, de la valve redresseuse V_, de la ré sistance égalisatrice Ii", et des condensateurs Kl et K_, le fil positif étant relié à la ré- sistance R, et le fil négatif à la résistance R_. En parallèle avec les cellules C, et C , et les résistances R, et R_ se trouvent:
les résis tances R;, et R,ç et le potentiomètre PO.,<I>les</I> résistances R;, et R4 étant réglables. Le point de ,jonction 3 des cellules est relit' à la grille de la lampe l'1, la cathode de cette lampe étant reliée au point de dérivation du poten tiomètre P0.
Par conséquent, le potentiel de grille de la lampe V, dépendra des valeurs relatives des résistances des cellules Cl et C_, tandis que le potentiel de cathode dépendra, du réglage du potentiomètre<I>P0.</I> Lorsque la température de la soudure augmente, la ra diation totale émise par le, métal chaud aug mente jusqu'à ce que la résistance équiva lente de chaque cellule diminue. Egalement, lorsque la température. augmente, la propor tion de lumière visible augmente.
La résis tance équivalente de la cellule -C.; ('avec son filtre infrarouge) n'a pas tendance à dimi nuer de ce fait, et en réalité, si cela était le seul changement se produisant (c'est-à-dire si la radiation totale n'augmentait pas, mais que seule la proportion de radiation visible augmente), la résistance équivalente de cette cellule augmenterait. Cependant, la cellule C, est fortement sensible aux radiations visibles et, par conséquent, sa résistance équivalente diminue par suite de la proportion accrue d'énergie visible.
Ainsi, la résistance équi valente de la cellule C, diminue pour deux raisons, à savoir l'augmentation de la radia tion totale et l'augmentation de la proportion des radiations visibles. La résistance équiva lente de la cellule C_ diminue cependant seu lement par suite de l'augmentation de la ra diation totale, la proportion allant en aug mentant de la radiation visible, tendant à avoir l'effet inverse, et ainsi la somme des effets est que la résistance équivalente de la cellule Cl diminue beaucoup plus rapidement que celle de la cellule C_. Par conséquent, le potentiel à leur point de jonction 3 (et par conséquent également celui de la grille de la lampe V,) devient de moins en moins négatif au fur et à mesure que la température du métal à souder augmente.
Le potentiomètre PO est réglé de telle sorte qu'au début la cathode de la lampe Y, est plus positive que la grille, c'est-à-dire la grille est négativement polarisée. Comme expliqué ci-dessus, lorsque la température de la soudure augmente, le potentiel de la @ grille devient de moins en moins négatif. Le poten tiel de la cathode, une fois que le potentio mètre PO est réglé, reste cependant constant, et de cette manière la polarisation négative de la grille de la lampe Y, diminue d'une manière continue lorsque la température aug mente. Par conséquent, la résistance en cou rant continu de la lampe, de la cathode à l'anode, diminue également régulièrement lorsque la température du métal à souder augmente.
Le chaînon que l'on désire souder est dé signé par le chiffre de référence 4 et il est représenté â la fig. 1, les radiations visibles et invisibles émises par la soudure passant à travers des lentilles 5 et 6 et des prismes 7 et 8 pour arriver sur les cellules C, <I>et C</I> (fig. â).
Les grilles des tubes du type thyratron T" T2, <I>T3</I> et T4 sont toutes connectées au point de jonction 9 de la résistance R, et de la ca thode de la lampe<I>Y,.</I> La lampe<I>Y,</I> et la ré sistance R,, reçoivent du courant dans un seul sens, au moyen des enroulements du trans formateur TR,, de la valve redresseuse <I>Y,</I> de l'inductance égalisatrice L, et des conden sateurs K3 et K4, la connexion positive allant à l'anode de la lampe Y,
et la négative .à l'extrémité de la résistance Bg éloignée de la lampe. Par conséquent, le potentiel des grilles des thyratrons (qui sont tous les mêmes) dé pend des valeurs relatives de la résistance B, et de la résistance en courant continu de la lampe Y,. Cette dernière résistance diminue lorsque la température-de la soudure aug mente, tandis que la résistance RE reste cons tante. Par conséquent, lorsque la température de la soudure augmente, le potentiel de grille des thyratrons devient de plus en plus posi tif (c'est-à-dire de moins en moins négatif).
Pour le thyratron T4, sa cathode est connec tée au curseur du potentiomètre P4. Celui-ci est en série avec les résistances R, et R$ et la résistance R,, le potentiomètre P4 ainsi que la résistance R$ sont en parallèles avec la lampe Y, et la résistance R6, et de cette ma nière la résistance R,, le potentiomètre P4 et la résistance R$ sont parcourus par un cou rant continu.
Le potentiel de la cathode dé pend par conséquent du réglage du poten tiomètre P4. Celui-ci est réglé de telle sorte qu'au début la cathode des thyratrons est plus positive que sa grille, c'est-à-dire que la grille est négativement polarisée et, lorsque la température de la soudure augmente, la grille du thyratron devient de moins en moins négative, c'est-à-dire que la polarisation néga tive de la grille diminue régulièrement.
A un certain potentiel critique de polari sation, le thyratron laissera brusquement pas ser du courant et actionnera le relais L4 qui, à son tour, fermera un robinet d'une con duite d'air sous pression par laquelle un cou rant d'air comprimé, était précédemment di rigé sur les outils servant à serrer les pièces à souder l'une contre l'autre, en vue de re froidir ces outils avant que le chaînon ne soit chauffé !à sa température correcte de sou dage. De cette manière, l'arrivée d'air com primé auxdits outils est interrompue automa tiquement selon la température du chaînon.
On comprendra facilement que pour n'im porte quel réglage donné du potentiomètre P0, la température de la soudure à laquelle le thyratron T4 fonctionne, dépend de la va leur de son potentiel initial de grille, c'est-à- dire qu'elle dépend du réglage du potentio mètre P4. Semblablement, et pour n'importe quel réglage donné du potentiomètre P0, les températures des soudures, auxquelles les thyratrons T3, T2, T,
fonctionnent (thyra- trons commandant le mécanisme de soudage, un robinet à huile, le voltage de soudage et respectivement la température de soudage), dépendent des réglages des potentiomètres P3, P, et respectivement P4; les thyratrons T3, T, et T, servant à actionner le mécanisme et les interrupteurs commandant respective ment la fourniture du courant de soudage.
Avec n'importe quel réglage donné des poten- tiomètres PI, P_, P.; et P,, les températures auxquelles les thyratrons fonctionnent, peu vent toutes être augmentées ou diminuées simultanément en modifiant le réglage du po tentiomètre P0, lequel, en modifiant le po tentiel de cathode de la lampe l'1, modifie le potentiel initial de. grille et par conséquent sa résistance initiale cathode-anode. Cette n\- sistaice modifie à, son tour le potentiel ini tial de grille de tous les thyratrons.
Les résistances R;; et R, sont variables, de telle sorte que toutes les cellules, aussi fortement que leurs caractéristiques varient, peuvent être équilibrées d'une manière satis faisante dans leur circuit. La résistance 13,., qui est d'une valeur relativement forte, relie la grille de la lampe T', à la terre, de ma nière à, constituer un chemin de fuite au cas de l'écoulement du courant de grille, tandis qu'une résistance R., est également prévue sur la. conduite allant aux grilles des thyratrons.
On remarquera que<I>PO</I> est le potentiomètre utilisé pour commander la température; si le potentiomètre P, était utilisé dans ce but, cha que modification du réglage de P, nécessite rait des réglages de P_, P3, P,, taudis que le réglage du potentiomètre PO modifie les tem pératures d'actionnement de tous les thyra- trons simultanément. Le potentiomètre P, est destiné à régler le point de la caractéris tique voltage de grille/courant d'anode de la lampe T',. auquel fonctionne le thyratron T,. Pour faciliter ce réglage, des bornes 11'I sont prévues sur le fil d'anode de la lampe T',, auxquelles un milliampèremètre peut être connecté.
Les corps de chauffe de la valve et des thyratrons sont alimentés à partir d'un enroulement 10 du transformateur TRI sur lequel une lampe témoin 0 est. connectée pour montrer lorsque le courant est branché sur l'appareil. Des enroulements distincts 11 du transformateur TR2 envoient du courant al ternatif à travers l'anode et la cathode de chacun des thyratrons T,, T_, T3 et T., qui sont ainsi mis automatiquement en condition de fonctionnement 50 fois par seconde ou nui autre nombre de fois selon la fréquence de la source.
Dans les circuits d'anodes des thy- rairons sont connectés les enroulements d'ac- tionnement des relais .L,, L2, L.., et L, et les résistances limitant le courant<I>Ri,,</I> R",<I>Ri:,</I> et R".
Les bobines des relais<I>L,,</I> L2, L;, et L, efi les résistances Ri,, R,_, R,g et R,4 sont shuntées par des condensateurs<I>K.,', K, </I>, K7 et K". Les relais L,, L;, et L., présentent cha cun deux contacts 12, 13 et respectivement 14 connectés aux bornes N." N;, et respecti vement N, qui sont maintenues normalement séparées au moyen d'un ressort.
Lorsque les bobines sont; excitées, ces contacts se ferment et excitent les solénoïdes externes qui sont disposés pour faire fonctionner la machine, pour actionner un mécanisme et respective ment pour fermer le robinet d'air comprimé. Le relais L; présente trois contacts 15 reliés aux bornes N_. Le contact central et l'un des autres contacts (qui sera désigné comme le deuxième contact) sont normalement fermés par nu ressort.
Lorsque la bobine est excitée, le contact central est éloigné du deuxième contact el, se déplace contre le troisième con- lact. Le deuxième et: le troisième contact sont connectés chacun à une extrémité du solénoïde d'un contacteur principal Q, et Q2 (fig. 1). Les autres extrémités de ces deux solénoïdes sont connectées à l'une des con duites 16 d'alimentation (fig. 1). Le contact central est connecté à l'autre conduite par un interrupteur à came de la machine.
Le con tacteur Q, est; connecté à une borne intermé diaire du primaire 17 du transformateur 18 pour le soudage, donnant un voltage au se condaire relativement élevé, tandis que le con tacteur Q_ est connecté à la borne intermé diaire donnant; un voltage bas.
Lorsque 1,in terrupteur à, came se ferme, le solénoïde de Q, est excité en fermant ainsi ses contacts e1: en donnait un voltage relativement élevé clans l'enroulement secondaire 19 du trans- formaleur, enroulement qui est relié avec les électrodes qui sont en liaison électrique avec le chaînon 4. Lorsqu'une température appro priée est atteinte à, l'endroit de la soudure, le thyratron T., excite la bobine du relais L2 en ouvrant le contact central et le contact secondaire et en fermant le contact central et le troisième contact.
Ceci a pour effet que le contacteur Q, est ouvert et le contacteur Q2 fermé. De cette manière, un voltage inférieur est produit dans l'enroulement secondaire 19 du transformateur 18 et est appliqué au chaî non pendant la dernière partie du soudage. Lorsque la température de soudage requise est atteinte, les cellules photoélectriques mettent la machine en marche, le mouvement de l'arbre à came ainsi obtenu étant tel qu'il ouvre immédiatement l'interrupteur à came en interrompant ainsi le courant à travers le chaînon et en évitant une nouvelle élévation de température.
Les cellules photoélectriques pourraient aussi être disposées pour ouvrir un contacteur du circuit primaire du transfor mateur et en même temps pour mettre en marche la machine.
A la fig. 1, l'interrupteur û came est dé signé par le chiffre de référence 20, des con ducteurs 21 allant des bornes à la boîte 22 contenant des relais Ni, N2, N3 et N4 condui sant au solénoïde d'actionnement de l'em brayage. Des conducteurs 23 et 24 sont des tinés à relier respectivement les solénoïdes servant<B>à</B> actionner le mécanisme de soudage et le robinet à air.