Appareillage statique pour le soudage de métaux de conductibilité thermique quelconque. Un grand nombre d'appareils statiques de soudage à l'arc connus à l'heure actuelle, pour fonctionner avec du courant alternatif, sont prévus pour travailler sur le monophasé; ils déséquilibrent donc de ce fait le réseau d'alimentation triphasé, ce qui est un sérieux inconvénient pour les compagnies de distri bution.
De plus, ces appareils travaillent dans de très mauvaises conditions, puisque le facteur de puissance cos 9#,, qui est le rapport de la puissance utile à la puissance appa rente, est d'autant plus petit dans un circuit triphasé que cette puissance apparente de vient. plus importante, par suite de la. pro duction de courants parasites importants dans les circuits déséquilibrés.
Par ailleurs, dans les installations de sou dage à l'arc, il se produit toujours des varia tions de courant consécutives aux variations de la résistance du circuit d'utilisation, cette résistance dépendant, essentiellement de la longueur variable de l'arc. Pour assurer la stabilité de l'arc, c'est-à-dire sa continuité pendant l'opération de soudage, il est par conséquent, indispensable de limiter les varia tions trop importantes du courant. En outre, le soudage à l'arc des métaux fortement con- dueteurs de la chaleur s'avère assez difficile en courant alternatif, non seulement à cause de la caractéristique négative de l'arc, mais aussi à cause du passage par zéro de l'inten sité et encore par suite de la formation, à la surface du métal, de couches d'oxyde souvent isolantes.
Pour ces métaux, le courant sen- siblement continu, par exemple redressé à faibles ondulations, convient mieux que le courant alternatif. Le courant redressé est aussi plus avantageux pour le soudage par résistance des mêmes métaux légers fortement conducteurs de la chaleur. D'autre part, les redresseurs, lorsqu'ils sont du type à couche semi-conductrice, ont l'inconvénient d'être à la longue - sujets à certaines détériora tions dues à l'échauffement de la couche semi-conductrice. Par conséquent, on emploie habituellement des appareillages différents selon la nature des métaux à souder, ce qui augmente le prix de toute l'installation.
La présente invention concerne un appareillage tatique pour le soudage de métaux de con- ductibilité thermique quelconque qui est ca ractérisé par trois transformateurs monopha sés à fuites réglables par des shunts magné tiques, ces transformateurs étant susceptibles d'être couplés par deux ou trois en parallèle, et pourvus de moyens permettant de les bran cher de faon équilibrée sur un réseau tri phasé et de les faire débiter sur un redres seur donnant Lui courant redressé sensible ment continu pour le soudage des métaux fortement conducteurs de la chaleur,
les mé taux peu conducteurs de la chaleur pouvant être soudés grâce au courant alternatif dis ponible directement aux secondaires des transformateurs. Par conséquent, on peut éviter l'usure du redresseur, lorsque son uti lisation n'est pas indispensable, tout en évi tant l'achat de deux appareillages distincts. En outre, les shunts magnétiques permettent. le réglage de la puissance de l'arc tout en assurant la stabilité. L'appareillage ne dès équilibre pas le réseau, au moins dans le cas où il est utilisé pour le soudage par courant continu.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention. Sur ce dessin: La fig. 1 montre le schéma de l'appareil lage, dont la fig. 2 représente la caractéris tique.
L'appareillage en question comprend trois transformateurs monophasés avec trois cir cuits magnétiques monophasés à deux co- Ionnes. Les trois enroulements primaires monophasés peuvent être couplés en étoile par l'interrupteur 7 lorsqu'ils sont connectés aux trois bornes du réseau triphasé par les interrupteurs 1 et 9. Chaque circuit magné tique monophasé à deux colonnes est muni d'un shunt magnétique 4, constitué par un noyau magnétique de forme telle que, sui vant sa position, il crée une dérivation magnétique plus ou moins importante entre les deux colonnes de chaque transformateur monophasé. Il y a trois enroulements secon daires monophasés et chacun d'eux est divisé en deux parties.
Une première partie A est enroulée en couplage serré (fuites très ré duites) autour du primaire; ime deuxième partie B est enroulée en couplage lâche (fuites importantes) autour du primaire. Les shunts magnétiques sont placés entre les pri maires et les parties B des enroulements se condaires, qui se composent à leur tour de deux enroulements Bl et B.. Lorsque les transformateurs alimentent la batterie de redresseurs, représentée au bas de la fig. 1, tout l'enroulement B joue essentiellement le rôle d'une self.
Les parties Bl ou B,+B; peuvent être utilisées à volonté lorsqu'on veut souder en courant alternatif. L'ensemble des shunts 4 permet de régler la puissance de l'arc et d'en assurer la stabilité.
Les shunts agissent de la manière sui vante: Lorsque le secondaire débite, il crée .des ampères-tours qui sont presque en opposition par rapport aux ampères-tours primaires. Le flux résultant passe donc. en partie dans le noyau du shunt, et provoque une diminution de la tension dans la partie B du secondaire; le couplage magnétique est réglable de ma nière à produire des fuites plus ou moins im portantes entre le primaire et cette partie du secondaire, de façon à permettre de faire va rier dans de fortes limites la tension aiLx bornes du secondaire. Ces fuites sont cepen dant toujours assez importantes pour limiter fortement le courant de court-circuit secon daire.
Le fonctionnement de l'appareillage est le suivant: Pour le soudage par courants redres sés, les enroulements primaires reliés en étoile par les interrupteurs 7 sont branchés au réseau par les interrupteurs 1 et 9. Les secondaires des trois transformateurs mono phasés alimentent les trois bornes du redres seur par l'intermédiaire des interrupteurs 6 et sont couplés en étoile par l'intermédiaire des interrupteurs 4'. Le redresseur est cons titué par deux groupes d'éléments, ces groupes (G, et GZ) étant couplés en paral lèle.
Les éléments de chaque groupe sont con nectés de .la façon suivante: Trois piles de n éléments en série sont placées en parallèle entre chacune des phases I, II et III et la borne positive, ou la borne négative respec tivement du redresseur, de façon à réaliser le montage trihexaphasé pour redresser les deux alternances de chaque phase. On a donc 3X24 éléments par phase et par groupe, soit 3 X 6 n, éléments par groupe.
Le nombre n des éléments en série est dé terminé par la valeur de la tension que l'on désire obtenir à la sortie du redresseur. Il est évident qu'on pourrait, suivant les besoins, utiliser un nombre plus grand de groupes en parallèle.
On a indiqué par des flèches le sens de parcours du courant dans les éléments du redresseur pour une fraction de période, dans laquelle les phases I et III sont positives et la phase II négative. A la sortie du redresseur, les bornes + et - sont reliées respectivement à la baguette de soudage et à la masse. Pendant le soudage, notamment pendant le soudage des métaux<B>lé-</B> gers, il pourrait se produire, comme on l'a expliqué, des variations importantes de cou rant qui sont très préjudiciables à la stabilité de l'arc et à la bonne qualité de la soudure; l'arc doit se maintenir quelle que soit sa lon gueur, et ce sans briller le métal. Les disposi tions adoptées permettent, dans certaines limites naturellement, d'obtenir ce résultat.
En effet, à cause du shunt magnétique, une partie B de l'enroulement secondaire joue le rôle de self, comme on l'a déjà dit du reste: d'où une variation de tension en sens inverse de la variation du courant. et limitant cette variation de courant..
L'expérience a montré que la caractéris tique externe de l'appareillage, c'est-à-dire la tension U en fonction du courant I doit avoir la forme représentée sur la fig. 2. C'est juste ment cette forme qu'on obtient avec l'appa reillage décrit, d'une part, grâce à la chute de tension provoquée par une partie de l'enroulement secondaire en conséquence des fuites dues au shunt magnétique et, d'autre part, à la résistance des cellules du redres seur. Cette résistance contribue dans une me sure importante à donner à la caractéris tique du courant redressé la forme désirée, à savoir que lorsque la tension augmente, l'in tensité diminue d'abord très peu, mais di minue ensuite fortement lorsque la tension approche de sa valeur maximum à vide.
La limitation du courant de court-circuit évite le risque de brûler le métal lors de l'amorçage de l'arc.
Dans la soudure en courant redressé, on manoeuvre simultanément les shunts magné tiques. Avec le montage des redresseurs figuré, l'ondulation résiduelle du courant re dressé par les cellules est de l'ordre de 4 %.
L'appareillage décrit permet d'exécuter aussi le soudage par résistance en courant. re dressé dans d'excellentes conditions, princi palement celui des métaux (légers) à grande conductibilité thermique et électrique. Il suf- fit. en. effet de brancher les pôles positif + et négatif - du redresseur sur des élec trodes en cuivre de grosse section qui agissent par pression sur les pièces à souder.
Pour le soudage des pièces qui ne sont pas en métal léger ou pour des grandes pièces nécessitant une puissance importante, on peut souder en courant alternatif.
Dans ce cas, on peut se servir de chaque transformateur monophasé individuellement pour débiter par exemple trois fois jusqu'à 160 ampères. A cet effet, on ouvre d'abord les trois interrupteurs 6, ce qui isole le re dresseur. On ouvre ensuite les interrupteurs î, ce qui supprime le point neutre des pri maires, et les interrupteurs 4', ce qui sup prime le point neutre des secondaires. On ferme ensuite les interrupteurs 5, 8 et 9 (les interrupteurs 1 restant fermés), ce qui a pour effet de brancher les trois primaires mono phasés individuellement. .tir les bornes du ré seau. On dispose alors pour chaque enroule ment secondaire d'une borne H, d'une borne P et d'une borne f. Si l'on désire une tension secondaire plus grande, on utilise les bornes H et f, pour y connecter la. pièce à souder, respectivement la baguette.
Si l'on veut une tension secondaire plus petite, on utilise les bornes H et F.
On peut souder aussi avec un poste débi tant jusqu'à 320 ampères et Lin poste débi tant jusqu'à l.60 ampères. A cet. effet, les pri maires de deux transformateurs monophasés sont branchés en parallèle entre deux fils du réseau, leurs secondaires étant également branchés en parallèle. Le troisième trans formateur monophasé reste branché comme précédemment polir débiter isolément jus qu'à<B>160</B> ampères. Pour cela, on ouvre les interrupteurs 8 et 9 du transformateur II et on ferme les interrupteurs 11 et 12. Les transformateurs 1 et II sont alors branchés en parallèle par leurs primaires sur les mêmes fils de ligne.
Les interrupteurs polir le bran chement en parallèle de leur;, secondaires ne sont pas figurés.
On peut souder avec un poste unique dé bitant jusqu'à 480 ampères. A cet effet, les trois primaires monophasés sont branchés en parallèle entre deux fils du réseau, leurs se condaires étant également en parallèle. A cet effet, les interrupteurs 8 et 9 des transforma teurs II et III doivent être ouverts et les interrupteurs 10, 11, 12 et 13 fermés. Les interrupteurs pour le branchement en paral lèle des secondaires ne sont pas figurés.