Brevet FR2212206A1 — publié le 19740726

La présente invention concerne un procédé, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, pour commander le courant dans les travaux à l'arc électrique au moment de l'amorçage de 1 t arc principal, suivant lesquels une source de courant électrique commandée par le courant est utilisée pour.établir un arc principal entre une électrode et une pièce à usiner et un dispositif activateur est utilisé pour amorcer l'arc entre l'électrode et la pièce. L'utilisation de sources de courant électrique utilisant une réaction du courant dans le domaine des travaux à l'arc électrique -entraSne fréqueiment des problèmes pour l'amorçage de l'arc principal, c'est-à-dire l'arc entre l'électrode et la pièce. L'impédance de charge de la source de courant, ctest-å- dire l'impédance entre l'électrode et la pièce, est élevée avant l'amrç'age de l'arc. Lorsque la source de courant électrique commandée par le courant est branchée, du fait du mécanis- me de la réaction du courant, le système de commande provoque le débit de la pleine puissance de sortie.Lorsque le dispositif d'activation crée un trajet ionisé entre l'électrode et la pièc l'intensité s'élève très rapidement. et il se" produit une forte surintensité. L'amplitude et la urée de cette surintensîté dépendent de la caractéristique dynamique courant/tension, de la grandeur de l'impédance de charge et du temps de réponse du système de commande. Il peut en résulter des effets nuisibles. Par exemple, dans le soudage "TIG", cette surintensité peut provoquer une forte érosion de 1 t électrode dans le porte-6lectro- de.. En outre, un Fratère profond peut être formé dans la pièce. Dans le soudage au plasma et le découpage au plasma, il pent même se produire une destruction par brulage de la buse. Dans l'appareillage normalement employés, un dispositif d'activation est utilisé pour l'amorçage de l'arc principal. Le dispositif est constitué, pour le soudage TIG, en général par un générateur haute fréquence, et , pour le soudage au plasma et le découpage au plasma, par un arc dit arc pilote. La présente invention a pour objet de réaliser un procédé, et un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, gr çe auxquels 1es inconvénients gérants qui se produisent à l'amorçage de 1'arc principal sont évités. Le procédé est caractérisé principalement en ce que le dispositif activateur qui est utilisé pour amorcer l'arc principal est actionné de façon à débiter un courant entre l'électrode et la pièce, courant qui est détecté au moyen d'un dispositif détecteur. Ce dernier est actionné à une valeur du courant prédéterminée, qui correspond à une impédance donnée aux bornes de la source de courant électrique-principale.Le dispositif détecteur applique alors un signal de commande à la source de courant électrique dont le système de commande règle le courant principal à la valeur préétablie pour l'établissement de l'arc principal. Le dispositif poursla mise en oeuvre du procédé de la présente invention est caractérisé essentiellement en ce qu'un dispositif détecteur est monté en parallèle ou en série avec le dispositif activateur et est réalisé de façon à détecter le courant d'essai entre la pièce et l'électrode. L'invention sera décrite en détail ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente le schéma du circuit de l'invention, dans le cas général Les figures 2 et 3 représentent le schéma du circuit pour le soudage au plasma et le découpage au plasma; Les figures 4 et 5 représentent le schéma pour le soudage TIG. La figure 1 représente le circuit de principe pour l'exécution de travaux à l'arc électrique d'une manière générale. La source de courant électrique principale, qui est commandée par le courant, est connectée à l'électrode 1 et à la pièce 2. Entre l'électrode et la pièce existe un espace d'arc électrique 3. Un dispositif activateur 5 constitué, par exemple, par un générateur haute fréquence ou une source d'énergie électrique pilote est monté en parallèle avec la source de courant 4. Le dispositif activateur 5 peut/étÓXaelement monté en série avec la source de courant 4. Un dispositif détecteur 6 tel, que, par exemple un relais de détection du-courant est en outre monté en parallèle avec le dispositif activateur 5. Le dispositif détecteur peut être également connecté en série avec le dispositif activateur. Lorsque le dispositif activateur 5 est mis sous tension, un certain courant s'écoule de la pièce 2 à l'électrode 1. Ce courant est détecté au moyen du dispositif 6. A une valeur prédéterminée du courant d'essai qui correspond à une impédance suffisamment faible aux bornes de la source de courant principale, le dispositif 6 est déclenché. Ce dispositif transmet alors un signal de commande à la source de courant principale qui établit alors l'arc principal entre l'électrode et la pièce et règle le courant à sa valeur préétablie. De cette manière, la forte surintensité du courant principal, qui se produirait autrement, est supprimée. Sur la figure 2, on a représenté schématiquement le circuit qui est utilisé, lorsqu'une torche à plasma 7 est placée au-dessus de la pièce 2. La source de courant 4 est connectée à la pièce et à l'électrode 1 de la torche. Entre l'éléctrode 1 et la buse 8 de la torche est connectée une source de courant pilote 5. Entre la buse et la pièce, un dispositif de détection du courant 6 est monté en série avec une résistance 9. La source de courant pilote 5 produit un arc pilote entre l'électrode 1 et la buse 8. Un jet de plasma jaillit alors de la buse de la torche vers la pièce. Un courant s'écoule de la source de courant pilote par la résistance 9, le dispositif 6 et la pièce 2 jusqu'à I'électrode-l. Ce courant d'essai peut ne pas dépasser quelques dizaines de milliampères.Sa valeur est déterminée par la source de courant pilote, la résistance 9 et l'impédance entre l'électrode 7 et la pièce 2. Lorsque ce courant d'essai atteint une valeur prédéterminée, le dispositif détecteur de courant 6, qui peut être constitué par un dispositif appelé "re- lais à anche", est actionné et applique au signal de commande à la source de courant principal 4 à la suite de quoi le courant principal est commandé à la valeur préétablie. Sur la figure 3, un autre circuit pour torches à plasma a été représenté, Dans ce circuit, la résistance en série 9 a été remplacée par une source de courant d'essai 10. Après que le dispositif activateur 5, c'est-à-dire le circuit pilote, a été actionné, cette source de courant fournit un courant d'essai, par l'intermédiaire de la pièce, à l'électrode. Ce courant, comme dans le circuit précédent, actionne le disco- sitif détecteur 6 à une valeur prédéterminée et un signal de commande est transmis à la source de courant principale 4. La figure 4 représente un circuit destiné à être utilisé pour le soudage TIG. La source d'alimentation principale en courant électrique 4 est connectée à la pièce 2 et à ltélec- trode I de la torche 11. Entre la pièce et l'électrode est connecté un générateur haute fréquence 5. Un dispositif détecteur de courant 6 est monté en parallèle ou en série avec ce générateur. Après que ce générateur a été mis sous tension, il produit une décharge d'étincelles entre l'électrode 1 et la pièce 2. La décharge engendre un courant qui est enregistré au moyen du dispositif 6. A une valeur prédéterminée du courant, le dispositif 6 est actionné et un signal de commande est transmis à la source de courant principale. Celle-ci établit l'arc entre l'électrode 1 et la pièce 2 et le courant est réglé à la valeur prédéterminée. La figure 5 représente une variante du circuit représenté sur la figure 4. Dans cette variante, une source de courant d'essai 10 est connectée en série avec le dispositif détecteur de courant 6. Après que le générateur haute fréquence a été actionné, la source de courant 10 peut faire passer un courant d'essai de la pièce 2 à l'éléctrode 1 et ce courant est détecté par le dispositif 6. Comme dans les circuits précédents le dispositif 6 est actionné à une valeur prédéterminée et un signal de commande est alors transmis à la source de courant principale. Au moyen des circuits précités, un procédé à été réalisé pour commander le processus d'amorçage des arcs élec- triques principaux de telle sorte que les surintensités gênantes qui se produisent en général dans le courant principal sont évitées. Les circuits ne sont pas limités à ceux décrits cidessus mais des modifications portant sur des points divers peuvent très certainement être imaginées sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Un procédé pour commander le courant dans les travaux à l'arc électrique au moment de l'amorçage de l'arc principal suivant lequel une source d'alimentation en courant principale est utilisée pour établis l'arc principal entre l'électrode et la pièce et un dispositif activateur est utilisé sé pour amorcer l'arc entre l'électrode et la pièce, ledit procédé étant caractérisé en ce que le dispositif activateur est actionné de façon a' faire passer un courant d'essai entre l'électrode et la pièce, ledit courant étant détecté au moyen d'un dispositif détecteur qui est actionné à une valeur prédéterminée du courant d'essai, ladite valeur correspondant à une impédance donnée aux bornes de la source de courant principale, un signal de commande dudit dispositif détecteur étant alors transmis à la soSc89Utcipale qui établit alors l'arc principal et commande le courant principal à la valeur spécifiée. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 dans lequel une torche à plasma est utilisée pour travailler ladite pièce et une source de courant pilote est'utilisée comme dispositif activateur, qui est connecté tée entre l'électrode et la buse de la torche, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le dispositif détecteur tel qu'un relais de détection du courant et une résistance sont montés en série ou en parallèle entre la buse-et la pièce, le courant d'essai qui passade la pièce à l'électrode étant déterminé, en particulier, par la tension de la source de courant pilote et la valeur de la résistance. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résistance est remplacée par une source de courant d'essai séparée qui est connectée en série ou en parallèle avec le dispositif détecteur entre la buse et la pièce, ladite source de courant d'essai étant susceptible de faire passer un courant d'essai approprié entre la pièce et l'électrode. 4) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon larevendication 1 dans lequel une torche dite torche TIG est utilisée pour travailler la pièce et un générateur haute fréquence est utilisé comme dispositif activateur, ledit générateur étant connecté à l'électrode de la torche et à la pièce, ledit dispositif étant caractérisé en ce qutun dispositif détecteur est connecté en série ou en parallèle avec le générateur -haute fréquence, entre l'électrode et la pièce. 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'une source de courant d'essai séparée qui est susceptible de faire passer un courant d'essai approprié entre la pièce et l'électrode est montée en série avec le dispositif détecteur.