Brevet FR2028823A1 — publié le 19701016

La présente invention a pour objet un montageepour le raccordement de trois fils, ~ou baguettes, à souder d'un dispositif de soudage à l'arc à trois électrodes à un réseau triphasé au moyen de trois transformateurs. Le souci d'arriver, dans le soudage à l'arc et notamment dans le soudage automatique de gros tubes, à des vitesses de doudage de plus en plus élevées, a conduit, depuis assez longtemps déjà, à utiliser le procédé de soudage à deux fils, sous poudre protectrice. On a également décrit des dispositifs dans lesquels on soude avec trois fils, ce qui permet d'amener au point de soudage une puissance encore accrue. Pour le raccordement au réseau, de trois fils à souder, la solution la plus simple consiste en un raccordement symétrique aux trois phases d'un réseau triphasé. Mais il est apparu qu'un tel montage ne permet pas d'obtenir des lignes de soudure satisfaisantes. Pour obtenir un maximum d'efficacité, il faut en effet disposer les trois fils à souder aussi près que possible les uns des autres. Mais, en raison des très fortes intensités du courant de soudage, une importante action magnétique alternative apparaît alors entre les trois arcs électriques. Avec les déphasages de 12000 de la tension et de l'intensité entre les différents arcs, déphasages dus au montage symétrique, les actions magnétiques alternatives provoquent une instabilité des arcs. La conséquence en est que la ligne de soudure est très irrégulière, qu'elle présente des marques de brûlures en forme d'entailles et ne satisfait donc pas aux exigences de qualité. Ces inconvénients ayant été reconnus, on a déjà réalisé un autre montage pour trois fils à souder. Dans ce montage, les enroulements primaires des deux transformateurs, auxquels sont raccordés les fils à souder antérieur et postérieur, sont en parallèle sur deux phases d'un réseau triphasé. Une des bornes de l'enroulement primaire du transformateur prévu pour le fil à souder médian est raccordée à la troisième phase du réseau, tandis que autre borne de ce primaire est raccordée à une prise médiane du transformateur correspondant au fil à souder antérieur (montage SC0TT). Dans ce montage, le fil à souder antérieur est donc en phase avec le fil à souder postérieur, tandis que la tension et l'intensité sont déphasées de 900 sur le fil à souder médian.Ce montage a permis d'obtenir des lignes de soudure lisses-, régulières, de bonne apparence, mais il subsiste encore un certain risque de marques de brûlure. Les images d'échantillons polis montrent, d'autre part, que les lignes de soudure ainsi réalisées ont une section transversale en forme de champignon. Or l'expérience a montré qu'en raison de ses faces latérales concaves, une telle ligne de soudure présente des risques de criquage. Le but de la présente invention est de procurer un montage du type mentionné au début, permettant d'obtenir des lignes de soudure lisses et régulières avec moins de risques de criquage que ce n'est le cas avec les lignes de soudure réalisées selon les procédés connus. Selon l'invention, ce problème a été résolu dans un montage pour le raccordement, à un réseau triphasé et au moyen de trois transformateurs, des trois fils à souder d'un dispositif de soudage à l'arc à trois électrodes, par le fait que, côté primaire et coté secondaire, les transformateurs sont branchés symétriquement, à la seule exception que l'enroulement primaire ou lten- roulement secondaire du transformateur correspondant au fil à souder médian est, par rapport aux enroulements correspondants des deux autres transformateurs, soit branché dans le sens inverse, soit bobiné dans le sens inverse. Dans une forme de réalisation préférée dans laquelle les enroulements secondaires sont montés symétriquement en étoile, les enroulements primaires forment un montage en triangle dans lequel les piles de l'enroulement primaire du transformateur correspondant au fil médian sont inversés par rapport aux-deux autres enroulements primaires. Dans une autre forme de réalisation avantageuse dans laquelle les enroulements primaires sont montés symétriquement en triangle, les enroulements secondaires forment un montage en étoile dans lequel les pales de ltenroulement secondaire correspondant au fil médian sont inversés par rapport à ceux des deux autres enroulements secondaires. Dans ce qui suit, on va décrire l'invention de façon plus détaillée en se référant au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est un schéma du raccordement de trois fils, ou baguettes à'souder d'un dispositif de soudage à l'arc à trois électrodes, selon un premier exemple de réalisation - la figure 2 est un schéma de raccordement de trois fils, ou baguettes à souder d'un dispositif de soudage à l'arc à trois Olectrod4s selon un second exemple de réalisation - la figure 3, enftx, est le diagramme vectoriel de la tension aux trois fils à souder. Selon la figure 1, les fils, ou baguettes-, à souder 1, 2 et 3 sont raccordés aux trois phases R, S, d d'un réseau triphasé, par l'intermédiaire de trois transformateurs dont les enroulements primaires sont désignés respectivement par la, 2a, 3a, et les enroulements secondaires par 1b, 2b et 36. Considéré dans le sens du soudage, le fil I est en avant, le fil 2 au milieu et le fil 3 à l'arrière. les trois enroulements secondaires lb, 2b, 3b forment un montage symétrique en étoile, la masse étant en même temps conducteur neutre. Les trois enroulements primaires la 2a, 3a forment un montage en triangle qui se différencie toutefois du montage en triangle symétrique habituel par le fait que les pales de l'enroulement 2a sont inversés. Alors que l'enroulement la est connecté en BS et l'enroulement 3a en TR, l'enroulement 2a est connecté en TS et non pas, comme ce serait le cas pour un montage en triangle symétrique, en SI. Du fait de ce montage et comme on le voit sur la figure 3, le vecteur-phase de la tension au fil à souder 2 est décalé de 1800 par rapport à la position figurée en trait mixte et qui correspondrait au montage symétrique.Il en résulte que le déphasage entre deux fils à souder contigus est chaque fois de 600 et non pas de 1200 comme c'est le cas dans le montage symétrique. Dans ltesemple de réalisation de la figure 2, les~enrou- lements primaires la, 2a, 3a des trois transformateurs forment un montage symétrique en triangle. Du caté des secondaires, on a un montage en étoile qui se différencie toutefois du montage symétrique en étoile habituel, par le fait que les pales de l'enroulement 2b sont inversés. Ce montage procure, tout comme le montage de la figure 1, un diagramme vectoriel conforme à la figure 3. Les montages représentés au dessin sont des exemples de réalisation. On peut encore imaginer d'autres montages appliquant le moyen général de l'invention. L'essentiel pour l'invention est que, partant d'un montage symétrique, on inverse les pales du transformateur correspondant au fil à souder médian, de façon à inverser le sens du vecteur phase correspondant, afin que le déphasage par rapport aux fils à souder anté rieur et postérieur ne soit ainsi plus que de 600 dans chaque cas. Il est évident qu'une inversion des pales du transformateur peut être obtenue, non seulement en intervertissant les bornes de raccord mais aussi en inversant le sens de bobinage de l'un des deux enroulements du transformateur. L'effet procuré par le montage se manifeste indépendamment du sens de rotation du courant triphasé. L'étude d'images d'échantillons polis a montré qu'en utilisant des caractéristiques de soudage appropriées et fondées sur l'expérience, la zone des lignes de soudure réalisées avec ce montage a une section transversale à côtés latéraux droits ou convexes. Le danger de criquage s'en trouve considérablement diminué par rapport aux soudures réalisées selon les procédés connus. En outre, il est possible de modifier dans une large mesure les caractéristiques de soudage, sans tomber dans la plage où l'on risque des marques de brtlure en entailles. Un autre avantage du montage selon l'invention est que l'on peut utiliser des transaormateurs simples. En particulier, il n'est pas indispensable, c'est le cas avec le montage SCOTT, de munir l'un des transformateurs d'une prise médiane. Un autre avantage par rapport aux procédés connus est que les trois phases du réseau sont chargées de façon parfaitement équilibrée. REVENDICÂTI ONS =========================== 1 -) Montage pour le raccordement, à un réseau triphasé et au moyen de trois transformateurs, des trois fils à souder d'un dispositif de soudage à l'arc à trois électrodes, caractérisé par le fait que, côté primaire et coté secondaire, les transformateurs sont branchés symétriquement, à la seule exception que l'enroulement primaire ou l'enroulement secondaire du transformateur correspondant au fil à souder médian est, par rapport aux enroulements correspondants des deux autres transformateurs,soit branché dans le sens inverse, soit bobiné dans le sens inverse. 20) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les enroulements secondaires sont montés symétriquement en étoile, les enroulements primaires forment un montage en triangle dans lequel les pales de l'enroulement primaire du transformateur correspondant au fil médian sont inversés par rapport aux deux autres enroulements primaires. 30) Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque les enroulements primaires sont montés symétriquement en triangle, les enroulements secondaires forment un montage en étoile dans lequel les pâles de l'enroulement secondaire correspondant au fil médian sont inversés par rapport àceuxdesdeuxau- tres enroulements secondaires.