FR2913208A1 - Procede de determination d'un courant de soudage delivre par une machine a souder par resistance, machine utilisant ce procede - Google Patents

Abstract

Le procédé de détermination d'un courant de soudage (ISO) délivré par une machine à souder par résistance comportant un onduleur à découpage (20) générant un signal intermédiaire à une fréquence de découpage (F) consiste à déterminer la fréquence (F) de l'onduleur à découpage en fonction de l'intensité (ISO) du courant de soudage.La machine à souder par résistance comporte un générateur électrique (2) de puissance comprenant un onduleur à découpage (20) comportant des moyens de détermination de la fréquence (F) de découpage de l'onduleur en fonction de l'intensité du courant de soudage (ISO).Ce procédé de détermination, ou une telle machine à souder, permettent de réduire le champ magnétique variable émis et éventuellement le niveau sonore pendant les opérations de soudage.

Description

1 La présente invention concerne une machine à souder par résistance

destinée à réaliser le soudage par résistance de pièces. Elle concerne plus précisément une machine à souder par résistance en courant continu du type comportant un onduleur à découpage, dans laquelle l'énergie électrique alternative est transformée en courant continu ; ce courant continu est alors converti en énergie électrique alternative à relativement haute fréquence par l'onduleur à découpage ; enfin cette énergie électrique alternative à haute fréquence est reconvertie en énergie électrique en courant continu, par l'utilisation d'un transformateur d'adaptation et d'isolement et d'un étage de redressement. L'énergie électrique en courant continu ainsi obtenue est délivrée à des électrodes de soudage et permet le soudage de pièces par résistance en utilisant l'effet Joule. Une telle machine est fréquemment appelée 'machine à souder par résistance à inverter'.

Un objectif permanent dans une telle machine à souder est de réduire les champs magnétiques variables émis, en particulier les champs magnétiques rayonnés par les courants variables circulant dans les câbles d'alimentation des outils de soudage (dits câbles de soudage), ces outils étant le plus souvent des pinces ou des pistolets de soudage.

Le courant électrique délivré par une telle machine à souder comporte une composante de courant variable à relativement haute fréquence (de un millier à quelques dizaines de milliers d'Hertz) notée dans ce qui suit DIHF. Ce courant oIHF est un courant parasite, dont la fréquence est liée à la fréquence de découpage de l'onduleur (et vaut habituellement le double de celle-ci), et qui contribue à l'émission de champs magnétiques variables indésirables. Ce courant parasite est d'amplitude inversement proportionnelle à l'inductance du câble et/ou de l'outil de soudage. De ce fait, l'utilisation croissante de câbles de basse impédance, typiquement dont l'impédance est inférieure à 0,2 pH/m, a tendance à faire fortement augmenter le courant parasite oIHF. Il est donc de plus en plus nécessaire de mettre en place des structures de machines aptes à limiter le courant parasite oIHF. Il est connu par ailleurs que ce courant oIHF a une amplitude inversement proportionnelle à la fréquence de découpage de l'onduleur.

Pour réduire oIHF, il est donc connu d'augmenter la fréquence de découpage utilisée. En pratique, cela impose donc de redimensionner

2 l'onduleur et finalement d'utiliser un transformateur conçu pour fonctionner à relativement haute fréquence, de manière à conserver une efficacité énergétique acceptable. Le coût de l'onduleur est donc augmenté. Cependant, cette méthode a l'avantage de permettre l'utilisation de fréquences ultrasonores, donc inaudibles, ce qui entraine une amélioration des conditions de travail par la suppression de certains sifflements aigus peu agréables. Une autre méthode connue pour réduire l'ondulation de courant AIHF consiste à utiliser la technique de modulation de largeur d'impulsion.

Cette technique permet ainsi de contrôler l'ondulation de courant par le contrôle de l'amplitude de la tension de sortie. On fait en effet varier le rapport des amplitudes entre la tension du signal porteur et la tension d'un signal modulateur. Cette technique nécessite que la machine à souder comprenne des moyens de contrôle de courant complexes, et de ce fait coûteux. Un premier objectif de l'invention est de proposer une machine à souder par résistance comportant un générateur électrique de puissance comprenant un onduleur à découpage générant un signal intermédiaire à une fréquence de découpage, cette machine émettant un champ magnétique variable limité grâce à la réduction du courant parasite oIHF du courant de soudage, peu bruyante, mais ne présentant pas les inconvénients précités. Cet objectif est atteint grâce au fait que la machine à souder comporte des moyens de détermination de la fréquence de découpage de l'onduleur en fonction de l'intensité du courant de soudage. Un second objectif de l'invention est de définir un procédé de détermination d'un courant de soudage délivré par une machine à souder par résistance comportant un onduleur à découpage générant un signal intermédiaire à une fréquence de découpage, qui limite les champs rayonnés en réduisant le courant parasite oIHF, sans imposer néanmoins l'utilisation d'une machine à souder présentant les inconvénients précités, c'est-à-dire comportant un générateur électrique conçu sur la base d'une fréquence de découpage élevée ou nécessitant des moyens de contrôle de courant complexes.

3 Cet objectif est atteint par le fait que le procédé consiste à déterminer la fréquence de l'onduleur à découpage en fonction de l'intensité du courant de soudage. Le fonctionnement de la machine à souder peut ainsi en effet être optimisé en prenant en compte, d'une part, le respect de normes fixant des maxima de rayonnements électromagnétiques ; et d'autre part, en réduisant les pertes notamment de commutation, en réduisant la fréquence de découpage lorsque c'est possible. Pour comprendre l'intérêt de la détermination de la fréquence en fonction de l'intensité du courant de soudage, il faut noter tout d'abord que dans une telle machine, la tension délivrée par l'onduleur à découpage est un signal faisant apparaître un rapport cyclique, comme par exemple un signal rectangulaire ; et que l'intensité du courant de soudage est sensiblement proportionnelle au rapport cyclique b de la tension délivrée par l'onduleur à découpage. En effet, l'intensité Iso du courant de soudage est liée au rapport cyclique par la relation : Iso = p * b / RCABLE (1) dans laquelle p est une constante, et RCABLE est la résistance du câble.

La manière dont une machine à souder selon l'invention permet de limiter le courant parasite AIHF, peut alors être mieux comprise en étudiant la relation entre courant parasite oIHF, rapport cyclique b et fréquence F de l'onduleur : AIHF = À * b * (1 ù b) I (LCABLE * F) (2) dans laquelle b est le rapport cyclique du courant délivré par l'onduleur à découpage, c'est-à-dire largeur d'impulsion relative de l'onde rectangulaire, qui varie entre 0 et 1 ; À est une constante ; et LCABLE est l'inductance du câble de connexion de l'outil de soudage et/ou de l'outil de soudage lui-même.

En effet, il est possible notamment, pour une intensité de courant de soudage moyenne, de régler l'onduleur sur une fréquence élevée, et pour une intensité de courant de soudage élevée, de régler l'onduleur sur une fréquence plus réduite. Ainsi, lorsque l'intensité de courant de soudage voulue est 35 moyenne, d'après (1), le rapport cyclique est aussi moyen, c'est-à-dire prend une valeur voisine de 0,5. Or, le courant oIHF fonction du rapport

4 cyclique passe par un maximum lorsque le rapport cyclique ô vaut 0,5. Il est donc très intéressant pour de telles valeurs de ô, d'augmenter la fréquence F, car cela permet de réduire DIHFd'après (2). Inversement lorsque l'intensité du courant de soudage est élevée, le rapport cyclique est grand (voisin de 0,8 ou 0,9) ; et d'après (2), DIHF est alors faible. Il est donc possible de ce fait de régler l'onduleur sur une fréquence plus faible. L'onduleur étant dimensionné pour ces conditions de soudage (pour l'intensité maximale de courant délivrée), le fait de limiter la fréquence de travail au moment où l'intensité de courant de soudage maximale est délivrée, permet en conséquence et avantageusement de limiter également le dimensionnement du générateur électrique. Un autre avantage d'un tel fonctionnement est le suivant : Plus la fréquence est élevée, plus les pertes du générateur électrique sont également élevés, et de ce fait, plus l'efficacité de celui-ci diminue. Il est donc préférable, et c'est la disposition présentée ci-dessus, de régler l'onduleur sur une fréquence élevée lorsque le courant de soudage est faible, et sur une fréquence basse lorsque le courant de soudage est élevé.

Par ailleurs, pour certains procédés de contrôle d'un courant de soudage et/ou dans certaines machines à souder, la commande du générateur électrique est électronique et dans certains cas faite entièrement par logiciel au moyen d'un microprocesseur faisant partie de moyens de contrôle-commande prévus pour piloter le générateur électrique. De ce fait, les caractéristiques du courant de soudage et le fonctionnement du générateur électrique peuvent être changés par le logiciel et mis à jour en temps réel. De ce fait avantageusement la mise en oeuvre de l'invention dans une telle machine à souder peut ne pas nécessiter de configuration spécifique des moyens matériels de la machine, les modifications pour la mise en oeuvre de l'invention concernant uniquement le logiciel. Cela étant, le procédé de détermination d'un courant de soudage, ainsi que la machine à souder utilisant ce procédé et définis par la présente invention peuvent concerner tout type de machine à souder par résistance dès lors que celle-ci présente des moyens de commande de la fréquence aptes à être configurés pour déterminer celle-ci en fonction de l'intensité du courant de soudage. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la courbe d'intensité du courant de soudage souhaité (pendant une opération de 5 soudage) est fixée par avance. De ce fait, en fonction de cette courbe d'intensité, on peut à l'avance déterminer la courbe de fréquence à employer, qui dépend de la courbe prédéterminée d'intensité du courant de soudage. Par exemple, dans le cas le plus simple, le courant de soudage est constant. On détermine alors directement à l'avance la fréquence à utiliser dans l'onduleur à découpage. Si au contraire, pendant une opération de soudage, l'intensité du courant de soudage varie suivant une courbe d'intensité prédéterminée, qui constitue un cycle de soudage, la courbe de fréquence de l'onduleur pendant l'opération de soudage est également prédéterminée en fonction de ladite courbe d'intensité.

Selon un second mode de réalisation de l'invention, la fréquence de l'onduleur est déterminée sensiblement en temps réel. Dans ce cas, on mesure l'intensité du courant délivré pendant l'opération de soudage, et on détermine ou régule la fréquence de l'onduleur à découpage pendant l'opération de soudage en fonction de l'intensité du courant de soudage délivré. Le procédé de détermination de courant de soudage et la machine à souder utilisant ce procédé selon l'invention sont à utiliser en particulier dans les ateliers de réparation automobile, dans lesquels pour des raisons évidentes de protection de la santé des opérateurs, il est particulièrement important de veiller à limiter les champs magnétiques variables émis. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 présente une vue perspective extérieure d'une machine à souder par résistance. La figure 2A présente le schéma général du circuit du générateur électrique d'une machine à souder selon l'invention. Les figures 2B, 2C et 2D présentent de manière schématique la 35 portion de circuit électrique constituée respectivement par un pistolet de soudage avec son patin de masse et par une pince de soudage

6 respectivement classique et à ensemble transformateur-redresseur intégré. La figure 3A présente le profil d'intensité d'un échelon de courant de soudage délivré par une machine à souder.

La figure 3B présente les variations d'intensité pendant une courte période dudit échelon. La figure 4 est le diagramme fréquence de découpage / intensité du courant de soudage - rapport cyclique, d'un générateur électrique utilisant le procédé de détermination d'un courant de soudage selon l'invention.

La figure 5 présente un diagramme intensité/temps et un diagramme fréquence/temps au cours d'un cycle de soudage. En faisant référence à la figure 1, une machine à souder par résistance va maintenant être décrite. Cette machine comporte un générateur électrique 2 de puissance logé dans un carter métallique ou autre 22. Elle comporte notamment en outre au moins un outil de soudage, alimenté par un câble électrique connecté audit générateur électrique 2. La machine à souder de la figure 1 comporte ainsi une pince de soudage 4, et un premier câble 12 par lequel la pince est reliée au générateur électrique, ainsi qu'un autre outil électrique, un pistolet de soudage 6, relié au générateur électrique par un deuxième câble 8. Le patin de masse 26 qui est associé au pistolet de soudage, est raccordé au générateur électrique 2 à l'aide d'un câble de raccordement 18. Le générateur électrique comporte par ailleurs des moyens de contrôle-commande 24 au moyen desquels on peut commander et régler le fonctionnement de la machine. La machine à souder comporte également des moyens d'alimentation non représentés pour sa propre alimentation électrique. Comme la pince est généralement assez lourde, un dispositif de suspension 14 permet de supporter le poids de la pince et des câbles pour faciliter les interventions. Enfin, la machine à souder est mobile sur des roues 16, de manière à pouvoir être déplacée facilement dans un atelier de réparation automobile ou autre. En se référant à la figure 2A, le générateur électrique d'une machine à souder selon l'invention va maintenant être décrit.

Son circuit électrique comporte trois blocs 10, 20, 30 disposés en série.

7 Le premier bloc 10 est un ensemble redresseur de tension. Habituellement, cette fonction est réalisée par un pont redresseur à diodes, associé à un condensateur de filtrage. Cet ensemble redresseur à diodes avec condensateur de filtrage 10 est interposé entre l'alimentation en courant UE dudit générateur électrique et l'onduleur à découpage 20. Alimenté en courant alternatif monophasé ou triphasé, habituellement en 50Hz ou 60Hz, l'ensemble redresseur de tension délivre en sortie une tension continue UA entre ses deux bornes. Le deuxième bloc 20 est constitué par un onduleur à découpage, comprenant un pont en H comportant des interrupteurs commandés, au nombre de quatre T1 à T4, chacun comportant une diode (Dl à D4) montée avec ses polarités inversées. Ces interrupteurs peuvent être notamment des transistors bipolaires à grille isolée ou IGBT, et sont commandés pour transformer le courant électrique de tension continue UA, en un courant de tension alternative UOND de fréquence élevée, réalisant ainsi une conversion continu/alternatif (DC/AC) à une fréquence élevée F dite fréquence de découpage et caractéristique de l'onduleur. Le signal délivré en sortie de cet onduleur est une tension rectangulaire UOND, caractérisée par son ratio cyclique ô, celui-ci et la fréquence de découpage F étant deux paramètres réglables de l'onduleur 20. En outre, l'onduleur 20 est piloté par des moyens de contrôle-commande 24. Ceux-ci comportent notamment des moyens de commande de la fréquence de l'onduleur. Ils commandent l'onduleur en fixant sa fréquence de découpage, la durée pendant laquelle il fonctionne, le rapport cyclique ô, et d'autres caractéristiques désirées de la tension de sortie UOND. Ces moyens de contrôle-commande 24 comportent généralement des emplacements de mémoire et un microprocesseur. Ils sont reliés par des circuits 26 auxdits interrupteurs commandés T1 à T4. Le troisième bloc 30 est aussi appelé 'sous-ensemble transformateur-diode (SETRD)' ; il se connecte aux bornes C et D de sortie de l'onduleur 20. Dans ce bloc, le signal de sortie UOND de l'onduleur est appliqué à un transformateur M possédant un circuit secondaire à prise médiane. Ce transformateur M adapte la tension du signal aux besoins du soudage tout en assurant l'isolation galvanique entre les circuits primaire et secondaire. Grâce à la présence sur son circuit secondaire d'une prise médiane, il délivre deux tensions U2 et U'2, associées à deux diodes D'1 et

8 D'2 formant un redresseur. La tension d'alimentation Us disponible en sortie entre les diode D'1, D'2 et le point médian du circuit secondaire du transformateur permet de délivrer entre les points de branchement habituels A et B d'un outil de soudage, le courant de soudage nécessaire pour exécuter le soudage par résistance. Le troisième bloc 30 constitue donc un ensemble transformateur et redresseur à diodes (30) interposé entre l'onduleur à découpage (20) et un emplacement de branchement (A,B) d'un outil de la machine à souder. Sur la partie droite du schéma, le bloc 40 représente le circuit de soudage, c'est-à-dire la partie de circuit électrique constituée par le câble d'alimentation dit câble de soudage et l'outil de soudage, typiquement une pince ou un pistolet de soudage. En se référant aux figures 2A, 2B, 2C et 2D, ce circuit de soudage va maintenant être décrit. Sur la figure 2A, ce circuit de soudage 40 est représenté sous la forme du circuit électrique équivalent au circuit réel. Ce circuit équivalent présente une inductance Ls, une résistance Rs, et est traversé par une intensité Iso. La tension aux bornes de la résistance Rs est la tension de soudage Usa. Le courant de soudage est véhiculé par des câbles 42. Les figures 2B, 2C et 2D présentent schématiquement le même circuit de soudage dans le cas où l'outil de soudage est respectivement un pistolet de soudage 6 avec un patin de masse 26, une pince de soudage 4, et une pince de soudage à ensemble transformateur redresseur intégré 4'. Dans les cas 2B et 2C, l'outil de soudage est alimenté par des câbles 42.

La figure 2C fait apparaître une structure connue de pince de soudage 4. Celle-ci comporte un corps 48 et des bras de pince 44, ceux-ci venant enserrer un ensemble à souder 46, constitué habituellement par deux tôles devant être soudées ensemble. La figure 2D présente la configuration obtenue pour une pince de soudage à ensemble transformateur redresseur 30 intégré. Dans ce cas, l'ensemble transformateur et redresseur à diodes (30) est déporté dans l'outil de la machine à souder et intégré à celui-ci. On parle alors d'un outil à transformateur intégré. La pince 4' se raccorde alors à la machine à souder non pas aux points de raccordement A et B, qui sont en fait dans ce cas intégrés à la pince elle-même, mais aux points C et D. Un câble de liaison 32 est rendu

9 nécessaire pour relier l'onduleur à découpage 20 du générateur électrique 2 avec l'ensemble transformateur-redresseur 30 logé dans le boîtier 48' de la pince 4', qui se substitue aux câbles 42. Ainsi, un avantage de l'invention est de permettre l'utilisation d'un câble de circuit de soudage d'inductance LCABLE réduite, sans pour autant que le courant parasite AIHF ou le champ magnétique variable émis par la machine n'atteigne des valeurs dangereuses. Avantageusement, une machine à souder selon l'invention peut comporter au moins un câble basse impédance, par exemple d'inductance inférieure à 0,2 pH/m.

En se référant aux figures 3A et 3B, le profil d'intensité du courant de soudage dans une machine à souder va maintenant être décrit ; on se place dans le cas typique de la réalisation d'un point de soudure. Dans une telle machine, au moment de réaliser un point de soudure, on envoie un échelon de courant à travers les pinces de soudage.

La figure 3A montre le profil d'intensité d'un tel échelon de courant. Initialement, l'intensité est nulle ; à un instant to, on augmente brutalement l'intensité qui s'établit à l'instant ti à une intensité Io. L'intensité est alors maintenue constante pendant une courte période qui dure de quelques dixièmes de seconde à une seconde, et pendant laquelle est réalisé le point de soudure. Lorsque cette période est achevée, à un instant t2, on interrompt le courant et l'intensité retombe à o à partir de l'instant t3. L'émission de champs magnétiques variables par la machine à souder pendant une telle opération de soudage n'est pas liée à l'intensité proprement dite Io du courant de soudage ; elle est liée essentiellement aux variations rapides d'intensité de ce courant. Pour cette raison, dans un courant de soudage tel que l'échelon de courant qui est présenté sur la figure 3, ce que l'on cherche à réduire, ce sont les oscillations rapides du courant, et notamment les oscillations qui se manifestent lorsque l'intensité est établie à une valeur voisine de la valeur stabilisée Io. Ces oscillations de courant que l'on cherche à éliminer sont la somme de deux composantes que l'on voit mieux apparaître sur la figure 3B. Une première composante est constituée par des variations basse fréquence ; leur fréquence est un multiple de la fréquence d'alimentation

10 de la machine à souder, par exemple 300 Hz, lorsque l'alimentation triphasée de la machine à souder se fait à 50 Hz. Superposé à cette ondulation basse fréquence, existe un courant parasite haute fréquence : C'est le courant parasite AIHF indiqué précédemment, dont la fréquence est liée à la fréquence de l'onduleur à découpage. Ce courant parasite AIHF apparaît sur la figure 3B sous forme d'un signal triangulaire ; sa fréquence est de l'ordre de plusieurs kHz qui est le double de la fréquence de l'onduleur à découpage. C'est ce courant parasite AIHF que l'invention vise à réduire.

En se référant à la figure 4, la manière dont la fréquence de l'onduleur à découpage de la machine à souder selon l'invention peut être déterminée afin de réduire ce courant parasite, va maintenant être détaillée. Le choix de la fréquence de l'onduleur à découpage se fait en fonction de l'intensité du courant de soudage, qui est indiquée en abscisse. En abscisse, est figuré également le rapport cyclique 8, qui est proportionnel à l'intensité du courant de soudage Iso, comme il a été rappelé par la relation (1). En ordonnée est figurée la fréquence F de l'onduleur à découpage Pour une intensité de courant de soudage Iso inférieure à une valeur inférieure prédéterminée (IA), la fréquence F de l'onduleur à découpage est constante et vaut FMAx. Pour de telles intensités faibles ou moyennes, et en particulier autour de la valeur moyenne 0,5 du rapport cyclique 8, on limite donc le courant parasite AIHF en utilisant une fréquence élevée FMAx. Ladite fréquence constante FMAx est la fréquence maximale de fonctionnement de l'onduleur. Cette fréquence maximum de fonctionnement est déterminée de la manière suivante. On étudie les champs magnétiques qui sont émis par la machine pour toutes les intensités variant entre 0 et IA ; on détermine alors la fréquence maximale FMAx, de telle sorte que les champs émis par la machine, quelque soit l'intensité appartenant à cet intervalle, restent dans des valeurs admissibles. Pour des intensités de courant de soudage excédant la valeur IA, la fréquence de l'onduleur à découpage F est déterminée suivant la courbe, en attribuant donc une fréquence de découpage F réduite par rapport à FMAx. La valeur de l'intensité IA au dessus de laquelle on réduit la fréquence de l'onduleur à découpage peut varier. En général, la valeur prédéterminée IA est atteinte pour une valeur du rapport cyclique 8 du courant IoND de l'onduleur comprise entre 0,5 et 0,7. Lorsque l'intensité du courant de soudage Iso est supérieure à cette valeur prédéterminée IA, la fréquence F de l'onduleur varie en fonction décroissante de l'intensité Iso du courant de soudage. Structurellement, le rapport cyclique dans le générateur électrique d'une telle machine à souder ne peut habituellement atteindre 1 ; sa valeur maximale est habituellement voisine de 0,9. Cette valeur maximale du rapport cyclique correspond à l'intensité maximale du courant de soudage Iso. En vertu de ce qui précède, c'est aussi pour cette valeur que la fréquence de l'onduleur à découpage atteint sa valeur minimale Fo.

La méthode de détermination de la fréquence de l'onduleur à découpage a l'avantage de permettre de réduire le bruit acoustique généré par la machine à souder. Dans ce but, la plage des fréquences de fonctionnement de l'onduleur à découpage peut se trouver entièrement, ou du moins très largement dans le domaine inaudible (au-delà d'une fréquence FL valant 16 kHz environ). Dans l'exemple présenté, une très large plage d'intensités de soudage, allant de 0 à IL permet de souder à une fréquence inaudible, car supérieure à une fréquence audible limite FL. Ce sont seulement les très fortes intensités de soudage, de IL à 'MAX, qui nécessiteront l'utilisation de fréquences audibles inférieures à FL. De ce fait, une grande partie des opérations de soudage réalisées pourront être réalisées à des fréquences inaudibles et donc sans générer de sifflements désagréables pour l'opérateur en charge du soudage. Par exemple comme il est présenté sur la figure 4, lorsque l'on veut utiliser une intensité de soudage égale à une valeur Ip comprise entre IA et l'intensité maximale 'MAX, on utilise une fréquence correspondante Fp de l'onduleur à découpage comprise entre la fréquence Fo et la fréquence maximale FMA . L'intensité Ip étant inférieure à l'intensité IL, la fréquence Fp est supérieure à FL, et est donc inaudible.

Ce mode de détermination de la fréquence en fonction de l'intensité du courant de soudage souhaitée est applicable en particulier pour les machines à souder dans lesquelles on détermine à l'avance un profil d'intensité et donc on détermine également à l'avance le profil de fréquence de découpage correspondant. Il est également possible d'asservir en temps réel ou sensiblement en temps réel (par exemple par échantillonnage) la fréquence de l'onduleur à découpage à l'intensité du courant de soudage, cela dans le cas où la machine à souder dispose de moyens de mesure de l'intensité du courant de soudage délivrée. En se référant à la figure 5, le mode de détermination de la fréquence va être présenté plus en détails dans le cas où l'opération de soudage au lieu d'être un simple échelon de courant comme sur la figure 3A, suit un cycle de soudage.

La courbe située en haut de la figure 5 fait apparaître les variations de l'intensité d'un courant de soudage Iso en fonction du temps. La seconde courbe, en bas de la figure 5, fait apparaître les fréquences de fonctionnement correspondantes de l'onduleur à découpage. Ces fréquences sont choisies en fonction de l'intensité du courant (qui est fonction du temps). Le cycle de soudage présenté comporte trois phases. Initialement, l'intensité délivrée est nulle. A partir d'un instant tic) et jusqu'à un instant t11, durant une phase I, on augmente progressivement l'intensité du courant entre 0 et une valeur d'intensité I. Dans une seconde phase II, l'intensité est maintenue constante à la valeur Ip jusqu'à un instant t12. Dans une troisième phase III, après avoir fait chuter l'intensité brutalement à une valeur I2, l'intensité est maintenue constante à cette valeur I2 pendant une période jusqu'à l'instant t13 à partir duquel l'intensité devient nulle.

Le contrôle du courant, dans le cas d'un cycle de soudage tel que celui présenté sur la figure 5, est fait de la manière suivante : Sur toute la durée du cycle de soudage, l'intensité du courant de soudage est évaluée. Tant que l'intensité reste inférieure à l'intensité IA, la fréquence reste égale à FMAx. Si au contraire, l'intensité dépasse ladite valeur IA, alors

13 la fréquence F de découpage décroît et prend la valeur fonction del'intensité, inférieure à la fréquence maximale de fonctionnement FMAx, et qui est donnée par la courbe de la figure 4. Dans l'exemple présenté, cette règle générale s'applique de la manière suivante : Au début de la phase I, l'intensité du courant est inférieure à IA ; la fréquence reste donc fixée à la fréquence maximale FMA . A partir de l'instant tA, pendant la fin de la phase I, et pendant la phase II, l'intensité est supérieure à l'intensité IA. L'intensité est donc pendant cette période déterminée à l'aide de la courbe de la figure 4, fonction à chaque instant de l'intensité. Notamment, pendant toute la phase II, la fréquence reste fixée à la valeur Fp correspondant à l'intensité J. Enfin, pendant la phase III, l'intensité du courant de soudage reste strictement inférieure à l'intensité IA. Par conséquent, pendant toute cette phase, on utilise une fréquence de l'onduleur à découpage égale à FMAx.15

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé de détermination d'un courant de soudage (Iso) délivré par une machine à souder par résistance comportant un onduleur à découpage (20) générant un signal intermédiaire à une fréquence de découpage (F); caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer la fréquence (F) de l'onduleur à découpage en fonction de l'intensité (Iso) du courant de soudage.

2. Procédé de détermination du courant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le courant (IoNp) délivré par l'onduleur à découpage fait apparaître un rapport cyclique (b), et que l'intensité du courant de soudage (Iso) est sensiblement proportionnelle au rapport cyclique (b) du courant délivré par l'onduleur à découpage.

3. Procédé de détermination du courant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour une intensité de courant de soudage (Iso) inférieure à une valeur prédéterminée (IA), la fréquence (F) de l'onduleur à découpage est constante.

4. Procédé de détermination du courant selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite fréquence constante est la fréquence maximale de fonctionnement (FMAX) de l'onduleur. 25

5. Procédé de détermination du courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite valeur prédéterminée (IA) est atteinte pour une valeur du rapport cyclique (b) du courant (IoNp) de l'onduleur comprise entre 0,5 et 0,7. 30

6. Procédé de détermination du courant selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que, lorsque l'intensité du courant de soudage (Iso) est supérieure à ladite valeur prédéterminée (IA), la fréquence (F) de l'onduleur varie en fonction décroissante de l'intensité (Iso) du courant de soudage. 35 15

7. Procédé de détermination du courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que pendant une opération de soudage, l'intensité (Iso) du courant de soudage varie suivant une courbe d'intensité prédéterminée, qui constitue un cycle de soudage, et que la courbe de fréquence de l'onduleur pendant l'opération de soudage est également prédéterminée en fonction de la courbe d'intensité.

8. Procédé de détermination du courant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on mesure l'intensité du courant délivré pendant l'opération de soudage, et qu'on détermine la fréquence de l'onduleur à découpage pendant l'opération de soudage en fonction de l'intensité (Iso) du courant de soudage délivré.

9. Machine à souder par résistance comportant un générateur électrique (2) de puissance comprenant un onduleur à découpage (20) générant un signal intermédiaire à une fréquence de découpage (F) ; caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de détermination de la fréquence (F) de découpage de l'onduleur en fonction de l'intensité du courant de soudage (Iso)•

10. Machine à souder selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle utilise un procédé de détermination du courant de soudage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

11. Machine à souder selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comporte notamment au moins un outil de soudage (4,6), alimenté par un câble électrique (8,12,18) connecté audit générateur électrique (2).

12. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce que l'onduleur à découpage (20) comprend un pont en H comportant des interrupteurs commandés. 30 35 16

13. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'un ensemble transformateur et redresseur à diodes (30) est interposé entre l'onduleur à découpage (20) et un emplacement de branchement (A,B) d'un outil de la machine à souder.

14. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisée en ce qu'un ensemble redresseur à diodes avec condensateur de filtrage (10) est interposé entre l'alimentation en courant dudit générateur électrique (UE) et l'onduleur à découpage (20).

15. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un câble basse impédance d'inductance inférieure à 0,2 pH/m. 15

16. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisée en ce que l'ensemble transformateur et redresseur à diodes (30) est intégré à l'outil de la machine à souder.

17. Machine à souder selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, 20 caractérisée en ce que la plage des fréquences de fonctionnement de l'onduleur à découpage se trouve très largement dans le domaine inaudible. 10