Brevet FR2021508A1 — publié le 19700724

L'invention est relative à un procédé pour le contrble en service d'une machine à souder par résistance par points, à la molette ou par bossages, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé et une application du procédé. On connaît les dispositifs de mesures utilisés dans le soudage par résistance pour déterminer les grandeurs de travail (courant de soudage, temps de passage du courant, force exercée sur les électrodes). De tels dispositifs à inscription oscillographique, par suite des difficultés d'exploitation, ne conviennent pas pour des mesures pendant l'exécution du soudage. Le temps de passage du courant peut entre mesuré en service par exemple au moyen d'une horloge électrique synchrone. Pour la mesure du courant de soudage pendant le soudage, on connatt des ampèremètres à impulsions qui mesurent la valeur efficace maximale du courant qui se présente pendant le processus de soudage, cette valeur étant prise sur des espaces de temps chacun d'une demi-période.Mais cette valeur conjointement avec le temps de soudage ne fournit pas un critère absolument valable de la qualité de la soudure. L'invention a pour but, en vue de contrôler la qualité de la soudure, de ne surveiller qu'une seule grandeur dont la concordance avec une grandeur de référence prédéterminée de même nature indique d'une manière store que la soudure est de bonne qualité. Pour cela, dans le procédé conforme à l'invention, pour le con trale de la qualité de la soudure, on compare une puissance mesurée et intégrée sur le temps de soudage pendant l'exécution du soudage, d'une grandeur de travail proportionnelle au courant de soudage, dont l'exposant est situé entre 1 et 2, avec une grandeur de comparaison mesurée, élevée à la puissance et intégrée d'une façon analogue, laquelle grandeur, d'après les résultats d'essais de soudage effectués sur les mimes pièces et avec la même force appliquée sur les électrodes, a donné lieu à des soudures jugées de bonne qualité. L'expérience a montré qu'une concordance, se réalisant à l'intérieur de tolérances prédéterminées, de ces grandeurs constituait un critère sdr de la qualité des soudures effectuées dans ces conditions de travail. On décrit plus en détail ci-dessous, à laide des dessins an nexés, un exemple non limitatif de réalisation du procédé conforme à l'invention, d'un dispositif pour la réalisation de celui-ci et d'une application de ce procédé. La figure unique représente schématiquement un dispositif pour la surveillance du travail d'une machine à souder par résistance qui n'a été représentée que partiellement. Une ceinture de Rogowski l entoure le bras inférieur 2 de la machine à souder dont le bras supérieur a été désigné par 3 et les électrodes par 4 et 5. On a désigné par 6 et 7 deux tôles à assembler par soudage. La ceinture de Rogowski 1 alimente un montage comportant en série un premier dispositif intégrateur 8 comprenant un amplificateur, un redresseur à deux alternances 9 et un dispositif 10 qui se compose d'un second montage intégrateur et d'un convertisseur analogique-digital. Un compteur à remise à zéro 11 compte les impulsions délivrées par ce convertisseur. La ceinture de Rogowski 1 fournit une tension qui est proportionnelle à la dérivée du courant de soudage. Après intégration de cette tension dans le dispositif 8, on obtient une tension proportionnelle au courant de soudage. Cette tension est redressée par le redresseur 9 et intégrée dans le dispositif 10 sur le temps du courant de soudage.La tension ainsi obtenue, représentant l'intégrale définie, est convertie dans le dispositif 10 en un nombre d'impulsions correspondant à cette tension, qui sont comptées et indiquées par le compteur il. Pour convertir la tension correspondant à l'intégrale définie en un nombre correspondant d'impulsions, le dispositif 10 comporte un condensateur qui est chargé proportionnellement à la valeur instantanée de la seconde intégrale et qui est déchargé, lorsqu'une- tension de charge prédéterminée est atteinte, le processus de charge étant pratiquement indépendant de la tension du condensateur et celui de décharge s'effectuant dans un temps infiniment petit par rapport au temps de charge. Chaque décharge déclenche une impulsion de départ (ces particularités du dispositif 10 n'ont pas été représentées sur la figure). Les grandeurs de travail les plus favorables pour souder par résistance par points les tôles 6 et 7 sont comme d'habitude déterminées par des essais de soudage. On établit ainsi le nombre d ' im- pulsions comptées par le compteur il pendant chaque soudage. On en tire alors la gamme dans laquelle se trouve ce nombre d'impulsions lorsque les soudures sont bonnes. Pour effectuer dans les soudages de mêmes pièces,avec la mtme force appliquée sur les électrodes, le contrôle de la qualité de la soudure pendant ltexécution, on établit alors si l'indication du compteur 11 se trouve à l'intérieur de la gamme déterminée par des soudages de comparaison. Lorsque c'est le cas, on peut conclure à coup sur à une soudure de bonne qualité. Autrement, il est également Sur que la soudure est défectueuse. Le contrôle peut s'effectuer automatiquement en faisant déclencher un signal lorsque l'indication du compteur 11 se trouve en dehors de la gamme prédéterminée. Le procédé décrit pour le contrôle de la machine à souder peut être utilisé pour commander le temps de passage du courant de soudage, en réalisant le compteur de telle manière qu'il déclenche une impulsion de commande servant à interrompre le courant de soudage lorsqu'il a compté un nombre prédéterminé d'impulsions, qui par exemple est situé au milieu de la gamme prédéterminée. Avec ce procédé, le dispositif et l'application de ce procédé, qui ont été décrits ci-dessus en se référant au dessin, on intègre, sur le temps de passage du courant, une grandeur correspondant au courant de soudage. A la place de cette grandeur, on peut intégrer aussi dans le dispositif 10 une grandeur correspondant à une puissance du courant de soudage, dont l'exposant est supérieur à 1 et au plus égal à 2, en montant en amont ou en aval du redresseur 9 un élément non linéaire dont la grandeur de sortie est une puissance correspondante de sa grandeur d'entrée. Lorsque l'exposant précité est égal à 2, la grandeur indiquée par le compteur Il correspond à l'énergie appliquée au circuit de soudage, à condition de supposer sa résistance constante. Un exposant de puissance inférieur à 2 peut pour les raisons suivantes être avantageux. Lorsque le courant, à tension donnée et à résistance donnée, croit, la quantité de chaleur dégagée croit bien avec le carré du courant mais les pertes de chaleur par conduction thermique deviennent aussi plus fortes, de sorte que la température de soudage croit non selon le carré du courant mais selon une puissance plus faible de ce courant de soudage. Cette influence est d'autant plus forte que le temps de passage du courant est plus long. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICAtIONS 1. Procédé pour le contrôle en service d'une machine à souder par résistance par points, à la molette ou par bossages, caractéri sé en ce que, pour le contrôle de la qualité de la soudure, on compare une puissance d'une grandeur proportionnelle au courant de soudage, mesurée pendant l'exécution du soudage et intégrée sur le temps de soudage, avec une grandeur de comparaison mesurée, élevée à la puissance et intégrée d'une façon analogue, laquelle grandeur, d'après les résultats d'essais de soudage effectués sur les même pièces et avec la même force appliquée sur les électrode., a donné lieu à des soudures jugées de bonne qualité. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la puissance à laquelle on élève la grandeur proportionnelle au courant de soudage, mesurée pendant l'exécution du soudage, a un exposant situé sur un intervalle allant de 1 à 2 et que ladite pais- sanve est intégrée sur le temps de soudage0 3.Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 at 2 à l'aide d'un dispositif pour la production d'une grandeur électrique proportionnelle au courant de soudage, caractérisé en ce qu'il coaprend un dispositif qui in pègre, sur le temps de passage du courant, une puissance de la grandeur proportionnelle au courant de soudage et indique la valeur de l'intégrale ainsi obtenue. 4. Dispositif selon la revendication 3 pour le conter d'une machine à souder à circuit de soudage alternatif, nni d'une cein- ture de Rogovski, qui a pour but d'entourer une pièce de la machine, conductrice du courant de soudage, et qui est raccordée k l'entrée d'non dispositif intégrateur, caractérisé en 0e que la sortie du dispositif intégrateur allient. un montage o-portant, icatés en série, un redresseur à deux alternances ou un redresseur à deux al ternances équipé d'au moins un élément non linéaire destiné à force mer une puissance d'exposant allant de 1 b 2, ainsi qu'un eeaend dispositif intégrateur, intégrant sur le temps de passage du courant de soudage, dont la grandeur de sortie est indiquée par us diapositif indicateur, 5.Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second dispositif intégrateur est suivi d'un convertisseur ana logique-digitil, dont les impulsions de sortie sont indiquées par un dispositif indicateur constitué par un compteur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le convertisseur analogique-digital comporte un condensateur, des moyens qui chargent ce condensateur avec un courant qui est proportionnel au résultat à un instant donné de la seconde intégration et pratiquement indépendant de la tension du condensateur et qui, lorsqu'une valeur prédéterminée de la tension du condensateur est atteinte, le déchargent en un temps pratiquement négligeable par rapport à son temps de charge, et des moyens qui, à partir de chaque décharge de condensateur, élaborent une impulsion de sortie. 7. Application du procédé selon la revendication 1, pour la commande du temps de passage du courant de soudage d'une machine à souder, caractérisé en ce qu'on produit une impulsion de commande, servant à interrompre le courant de soudage, lorsque l'intégrale de la puissance de la grandeur proportionnelle au courant de soudage atteint la valeur de la grandeur de comparaison.