Brevet FR2027970A1 — publié le 19701002

.,. 2027970 • L'invention concerne un dispositif uti= . lisé pour souder automatiquement en courant continu par le procédé dë l'.arc éléctrique dés' tôles minces passant à travers une tête de soudage fixe. L'invention concerne en particulier un dispositif 5 utilisé pour le soudage sous-gaz inerte de tubes. Les électrodes de la tête de soudage sont soumises à-une source de tension par l'intermédiaire d'un transformateur, un organe de réglage réglant le cour.ant de soudage et une génératrice tachymétrique dépendant de la vitesse. 10 On connaît déjà un dispositif de ce genre dans lequel 1'organe de réglage'a la forme d'une bobine d'arrêt préaimantée en courant continu. Sans ce dispositif connu, sont disposés, dans le circuit du courant d'excitation de la génératrice tachymétrique, un diviseur de tension réglable pour le réglage d* 1,5 d'une valeur de base du courant de soudage dépendant de la matière, et, dans le circuit de courant de l'inducteur de la génératrice tachymétrique, une résistance réglable pour le réglage d'un facteur de proportionnalité dépendant de la pièce pour la pente de la caractéristique du courant de soudage. Le déplacement de l'organe de 20 réglage, c'est-à-dire dans ce cas la variation de la préaimantation de la bobine par courant continufest donc effectué par la génératrice tachymétrique, qui est accouplée avec le dispositif d'avance de la tôle à souder, ou directement avec cette tôle. Le réglage du courant de soudage n'est donc simplement commandé 25 qu'en fonction de la vitesse avec laquelle la tôle avance sous la tête de soudage. Il n'est pas tenu compte dans ce dispositif connu des fluctuations de la tension d'alimentation et de la distance entre électrodes, de sorte qu'on obtient éventuellement des points de de soudure qui ne sont pas soudés à coeur et provoquent dej ruptures 30 en cas de fortes contraintes. L'invention se propose de réaliser un dispositif pour le soudage automatique à l'arc électrique en courant continu, à l'aide duquel il est assuré que la tension entre les électrodes correspond toujours aux exigences instantanées, de sorte 35 que le courant de soudage donne toute garantie que le point de soudure est complètement soudé à coeur en tout point. Ce problème est résolu, selon l'invention, en ce que des moyens sont prévus pour régler l'intensité du courant de soudajge en fonction de la tension d'alimentation, de l'écart 4-0 entre électrodes et des fluctuations de température. 6942366 - 2 - 2027970 L'avantage de l'invention réside en ce que, on réalise pour la première fois un dispositif régulateur pour le soudage en courant continu, c'est-à-dire que la valeur instantanée du courant de soudage est mesurée en permanence et, au 5 moyen de l'introduction de grandeur" perturbatrice, influence l'organe de réglage même pour les fluctuations les plus minimes, de sorte que l'intensité du courant de soudage correspond aux conditions instantanées. Le réglage peut se faire très rapidement, 10 de sorte que les fluctuations de la tension d'alimentation, de la distance entre électrodes,ou encore les variations de température n'ont pas d'effet sur le courant de soudage, mais l'intensité du courant conserve toujours la valeur qu'il faut à tout instant pour produire une soudure à coeur du point. 15 I1invention sera mieux comprise en regard I . ' de la description ci-aprèsebcfcs figures annexés représentant deux exemples de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 montrent deux schémas dans lesquels les organes de réglage sont constitués différemment. 20 1 désigne la source de tension d'alimenta tion, par exemple le secteur alternatif à 50 hz. A la source de tension 1 est connecté le transformateur 2, lui-même relié côté secondaire au transducteur 3. Entre les électrodes 4 de la tête de soudage désignées par (+) et (-), et le transducteur 3 est insé-25 ré un convertisseur continu 5 au secondaire duquel on peut prélever un courant correspondant à la valeur réelle du courant de soudage. 6 désigne une génératrice tachymétrique correspondant à la valeur de consigne du courant de soudage. La valeur de consigne et la valeur réelle du courantcle soudage sont comparées et, appliquées, 30 après superposition, au régulateur 7. Le régulateur 7 reçoit son alimentation en énergie par le transformateur 8. Le potentiomètre 9 a pour rôle de permettre le réglage de différentes valeurs de consigne pour le courant de soudage. Le fonctionnement du dispositif de l'inven-35 tion selon le montage de la figure 1 est le suivant ï - ' A 1'enclenchement du redresseur de soudage le transducteur 3 reçoit une préaimantation déterminée qui lui est fournie par 1© régulateur 7. Cette pré&imaatation a été prévue d'après les spécifications de la matière d® la tôle à souder, par 4-0 exemple par le réglage ou déplacement du potentiomètre 9. Si, 6942366 - 3 - 2027970 pendant le fonctionnement, l'écart entre électrodes de soudage vient à augmenter par suite d'une circonstance imprévue, il faut un courant plus intense ou une tension plus élevée. Le courant secondaire du convertisseur continu 5 croit en proportion, c'est-à-5 dire le couranb réel, et le régulateur reçoit en conséquence, par la différence apparaissant maintenant entre la valeur réelle et la valeur de consigne du courant, une information telle que la préaimantation du transducteur 3 diminue, ce qui permet à un courant plus intense d'accéder aux électrodes 4. De même, les fluctuations 10 de tension de la source d'alimentation 1 sont compensées de cette façon, car il leur correspond immédiatement des fluctuations du courant de soudage et ces fluctuations sont compensées par l'intermédiaire du régulateur, par la variation de la préaimantation du transducteur 3. De même, les variations des conditions dans le 15 dispositiffdues aux changements de température qui pourraient avoir un effet sur le courrant, sont très rapidement compensées par le dispositif de l'invention. Par le dispositif de l'invention, on a donc l'assurance que le courant de soudage pour les électrodes 4 possède en permanence la valeur nécessaire pour souder un joint à 20 coeur. L'exemple de réalisation selon la figure 2 se distingue de celui de la figure 1 uniquement par le choix de l'organe de réglage. Alors que, dans la figure 1, il est prévu un transducteur, celui-ci est remplacé par un thyristor dans la figure 25 2. Dans la figure on a dessiné schématiquement un seul thyriBtor 10, qui, en pratique pourrait bien entendu être remplacé par un montage complet. Toutefois pour la compréhension de l'invention,seul de l'importance le fonctionnement d'un tel thyristor, de sorte qu'on adopte une représentation simplifiée. Le fonctionnement du 30 dispositif de la figure 2 est, en principe,le même que celui du dispositif de la figure 1, mais l'emploi de l'élément électronique thyristor améliore considérablement la vitesse de réglage3 car un tel élément a des temps de compensation plus courte qu'un transducteur. Comme on le sait, à chaque annulation de la tension, le 35 thyristor devient non conducteur et doit chaque fois être réamorcé. Cet amorçage est produit par3e régulateur 7 qui avance ou retarde le moment d'allumage du thyristor 10 selon les nécessités, de sorte qu'un courant plus ou moins intense accède aux électrodes de soudage 4. 40 Les dispositifs selon l'invention 6942366 - 4 - 2027970 présentent encore sur d'autres dispositifs l'avantage qu'au démarrage il n'y a plus besoin d'artifices particuliers. Grâce à la lente croissance de la valeur du démarrage on peut obtenir un début de soudure exactement défini et un début doux de courant de soudage. Selon un autre aspect de l'invention, le transformateur d'alimentation 2 est un transformateur à fuites. De tels transformateurs ont l'avantage de réagir "mollement" à des variations^ brutales de courant secondaire, donc de les atténuer. En particulier, à la mise en service du thyristor 10, il apparaît des sautes de courant, de sorte que l'emploi d'un transformateur à fuites, comme transformateur 2 est très avantageux. le régulateur 7, qu'on peut désigner comme amplificateur de réglage, est avantageusement un amplificateur à transistors à grand gain. Cet amplificateur doit être connecté de façon à avoir un comportement proportionnel-intégral. Bien entendu, l'invention n'est pas limité aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés^ à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 6942366 - 5 - 2027970 REVENDICATIONS 1° - Dispositif pour le soudage automatique à l'arc électrique à courant continu de tôles, en particulier pour le soudage sous gaz inerte de tubes, dans lequel les électrodes de 5 soudage sont alimentées à partir d'une source de tension par un transformateur, un organe de réglage réglant le courant, de soudage et des éléments redresseurs, et dans lequel l'organe de réglage est contrôlé par me génératrice tachymétrique variant en fonction de la vitesse, dispositif caractérisé en ce que des moyens sont 10 prévus pour régler 1* intensité du courant de soudage en fonction de la tension d'alimentation, de l'écart entre électrodes et des fluctuations de température. 2° - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage est un transducteur. 15 3° - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de réglage est un thyristor. 4° - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transformateur eBt un transformateur à fuites. 20 5° - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'antre les éléments redresseurs et les électrodes est placé un convertisseur continu dont le courant secondaire est comparé avec le courant de l'a génératrice tachymétrique puis est appliqué à un régulateur qui 25 règle la conductance de l'organe de réglage. 6° - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le régulateur est un amplificateur à transistors.