Brevet FR2324053A1 — publié le 19770408

La présente invention a trait aux perfectionnements aux dispositifs pour le traitement des métaux au plasma et peut entre utilisé avec le plus de succès pour le soudage, le coupage, de même que pour la mise à jour et l'élimination des défauts à la surface des métaux et aussi dans d'autres cas lorsque l'on fait appel à l'arc à plasma. En outre, le dispositif proposé peut titre employé dans les installations à l'arc et dans les installations électriques à l'électrorosion aussi bien que pour le soudage à l'électrodc consommable et à l'électrode non consommable sous protection gazeuse. On sait que pour assurer une qualité élevé de traitement des métaux, par exemple lors du soudage au plasma et lors du micro-soudage au plasma des métaux facilement oxydables, il est indispensable de pouvoir régler de façon continue et indépenda.. > . les courants de l'arc de polarité directe et de polarité inverse. Dans la description qui suit, on appellera arc de polarité direct un arc entre l'éléctrode du plasmatron et la pièce dont la puissance thermique forme les joints s@udés. L'arc de polarité inverse est engendré entre la pièce ce la buse du plasmatron et assure le nettoyage du métal et, tout particulièrement, enlève la pellicule d'oxyde. Le rapport des courantsde l'arc de polarité directe et inverse dépend de l'épaisseur et de la géométrie de la pièce i souder, de ses propriétés physiques et chimiques, de la configuration de la soudure et du procédé technologique utilise. C'est ainsi que, lors de la détection et ltélimination des défauts à la surface des pièces coulées en aluminium, le courant de l'arc de polarité inverse peut être supérieur à celui de l'arc de polarité directe. Dans d'autres cas,par exemple lors du soudage à ltelectrode consommable, les valeurs efficaces de courants doivent Etre égales. Les exemples cités montrent que la relation des courants de l'arc de polarités directe et inverse doit varier. On connatt des dispositifs pour le traitement des métaux au plasma, comportant, en tant que régulateurs de courant de l'arc de polarités directe et inverse, un transformateur ayant une résistance inductive réglable de court-circuit. Ces transformateurs ont des caractéristiques externes "douces". Chaque phase du transformateur comporte un enroulement primaire et deux enroulements secondaires alimentant des redresseurs correspondants de l'arc de polarités directe et inverse. La mise en circuit successive des redresseurs en régime assigné se fait à l'aide d'un commutateur électronique constitué par un ensemble de thyristors.Le réglage de la résistance inductive de courtcircuit du transformateur est réalisé par le déplacement des enroulements secondaires par rapport à l'enroulement primaire fixe, soit par déplacement d'un shunt destiné à faire varier les flux de fuites du transformateur. Ces types de transformateurs sont largement utilisés dans les équipements de soudage. Or vu la présence dans le transformateur des éléments mobiles, ces dispositifs ont une faible fiabilité, une grande inertie. Le décalage des enroulements secondaires par rapport à l'enroulement primaire augmente les char . de fuites du transformateur et rend moins bons les paramètres énergétiques du dispositif.Le rapport choisi des courants de l'arc de polarités directe et inverse ne cliange pas pratiquement lors du réglage du courant, étant donné que les deux enroulements secondaires se déplacent en même temps par rapport à l'enroulement primaire. La différence des courants dans ces enroulements est due au fait que les distances suivant la hauteur des noyaux du transformateur qui séparent ces enroulements, sont différentes. La variation de cette différencet peut etre réalisée soit en appnrtan-t des modifications à la construction du transformateur, ce qui est très difficile à faire, soit en faisant varier la tension à vide du transformateur, ce qui rend l'arc moins stable. Lorsqu'on fait usage d'un transformateur triphasé, l'enroulement primaire et les enroulements secondaires sont placés sur les noyaux disposés à 1200 l'un par rapport à l'autre. Dans les dispositifs connus pour le traitement des métaux au plasma on a recours à des commutateurs électroniques constitués par un ensemble de thyristors. L'inconvénient général de ces commutateurs est la faible fiabilité de leur fonetionnement, Une capacité de commutation, assurant l'extinction des thyristors en régime de fonctionnement, est insérée dans circuit principal. Ceci diminue la qualité du soudage vu les surtensions élevées apparaissant au moment de la décharge de la capacité. On assiste alors à la formation de coups thermiques détruisant les soudures obtenues et rendant difficiles les conditions de réallumage de l'arc. Le -but de la présente invention est d'obtenir la possibilité d'une régulation continue et indépendante des courants de l'arc de polarités directe et inverse. Pour atteindre ce but, la présente invention vise à mettre au point un dispositif pour le traitement des métaux au plasma, dans lequel le circuit magnétique et les enroulements d'aimantation du transformateur seraient réalisés de manière à pouvoir assurer le réglage de la résistance inductive du transformateur par redistribution des flux magnétiques dans un transformateur- triphasé, sans pour cela déplacer les éléments dudit transformateur. Ce problème est résolu gracie au fait que, dans le dispositif pour le traitement des métaux au plasma, le transformateur triphasé symétrique est pourvu d'un shunt réalisé sous la forme d'un polygone feuilleté dont le circuit magnétique est totalement feuilleté. Les sommets du circuit magnétique du shunt se ferment en dehors des noyans du transformateur. Le circuit magnétique du shunt porte des enroulements d'aimantation parcourus par le courant continu. Chacun des enroulements secondaires est divisé en deux parties connectées en série. Une partie de ces enroulements, comprenant deux bobines, est placée entre une culasse du transformateur et le shunt, à l'endroit du circuit magnétique où se trouve l'enroulement primaire. Dans la description qui suit, la paras du circuit magnétique qui est limitée par le shunt et une culasse du transformateur et où se trouve le primaire, sera désignée sous le nom de fenêtre inférieure du transformateur, et la partie du circuit magnétique située entre une autre culasse et le shunt sera appelée entre supérieure du transformateur. Les culasses respectives seront qualifiées de "supérieure" et "inférieure". La partie restante des enroulements secondaires est disposée dans la fenêtre supérieure du transformateur. C'est ainsi que chacun des enroulements secondaires est constitué par deux parties réalisées sous forme de bobines sépares. Une bobine de l'enroulement secondaire se trouve au voisinage du primaire et, par conséquent, sa résistance inductive est minimale.Une deuxième bobine de ce même enroulement se trouve dans la entre supérieure du transformateur et de ce fait sa résistance inductive diffère de celle de la bobine placée dans la entre inférieure. A la résistance inductive principale de nroulement de la fenêtre supérieure s'ajoute la résistance magnétique de fuites. La valeur de cette résistance est proportionnelle au carré du nombre de spires dans la partie d'enroulements décalée par rapport à l'enroulement primaire du transformateur. Si l'on dispose & un nombre différent de spires dans les bobines des enroulements secondaires de l'arc de polarités directe et inverse, se trouvant dans une des fenêtres du transformateur, on a différentes résistances magnétiques de court-circuit de ces enroulements.Cela permet d'obtenir les relations nécessaires des courants de l'arc de polarités directe et inverse. Les deux parties des enroulements secondaires se trouvant dans les fentres supérieure et inférieure du transformateur ont des bornes, ce qui donne la possibilité d'obtenir différents rapports de ces courants. Lors du soudage de l'aluminium, par exemple, la valeur efficace du courant de polarité directe doit être, comme le prouve l'expérience, 2 ou 3 fois plus élevée que la valeur efficace du courant de polarité inverse. Par conséquent, selon la présente invention, la fenêtre inférieure du transformateur abrite la plus grande partie des spires de l'enroulement, alimentant un redresseur de polarité directe, et la moindre partie des sbires de l'enroulement, alimentant un redresseur de polarité inverse.La plage recommandée de variation du rapport des courants, déterminée par le rapport des carrés fes nombres de spires des enroulements respectifs, est d'environ 3/4 à environ 1/4. Dqns certains cas le traitement des métaux par le plasma, par exemple lors de la détection et de l'élimination des défauts à la surface des pièces coulées en alliage léger, la puissance thermique de l'arc de polarité inverse doit dépasser de plusieurs fois celle de l'arc de polarité directe. Dans ce cas, le courant de polarité inverse doit etre supérieur au courant de polarité directe. Le rapport recommandé des carrés des nombres de spires des enroulements de polarités directe et inverse varie d'environ 4/3 à environ 2/1. Pour pouvoir changer le rapport des courants d'arc de polarités directe et inverse, les enroulements de l'arc de polarité inverse, se trouvant dans la fenêtre supérieure du dispositif proposé, sont embrassés par des concentrateurs de champ de fuites. Les concentrateurs de champ de fuites sont réalisés sous la forme de noyaux feuilletés en U et sont équipe- d'enroulement d'aimantation. Lorsque le courant continu vient saturer lesdits noyaux, le flux de fuites se formant autour de l'enroulement de polarité inverse varie, ainsi que, par conséquent, la résistance inductive de cet enroulement et le courant d'arc de polarité inverse.De cette façon, durant un seul cycle de procédé technologique, par exemple lors du soudage de profilés, il s'avère possible de régler le courant de nettoyage, ce qui était impossible avec les dispositifs connus jusqu'à présent. Dans le transformateur selon la présente invention, le circuit magnétique du shunt peut titre réalisé sous la forme d'uni hexagone feuilleté dont les noyaux portent des enroulements de commande. Les culasses supérieure et inférieure, elles aussi, sont réalisées sous la forme d'hexagones. Trois faces des culasses et du shunt, par l'intermédiaire d'un entrefer non magnétique, touchent aux noyaux du transformateur. Pour réduire le courant magnétisant, ces entrefers peuvent abriter des lames magnétodiélectriques à base de poudres ferromagnétiques. S'il s'avère nécessaire d'éliminer les harmoniques pairs dans la courbe de tension secondaire du transformateur, la circuit magnétique du shunt est réalisé en étoile à trois branches dont les bouts sont limités paroles noyaux du transformateur. Les culasses supérieure et inférieure du transformateur sont, dans ce cas, de mme configuration. Vu la présence, dans le dispositif de traitement des métaux au plasma, proposé, d'un transformateur triphasé avec un shunt réalisé sous la forme d'un polygone feuilleté comportant des enroulements d'aimantation, la résistance de court-ciruit du transformateur change lors de l'aimantation du shunt, ce qui permet de réguler le courant de soudage sans modifier la disposition réciproque des éléments faisant partie du transformateur. En mtme temps, la disposition des enroulements secondaires, selon l'invention, permet d'obtenir les rapports voulus des courants de l'arc de polarités directe et inverse. Tout cela permet d'augmenter la fiabilité du dispositif gråce au fait quil n'y existe pas d'éléments mobiles ; d'élargir la plage de réglage continu du courant grtce au fait que les enroulements secondaires de l'arc de polarités directe et inverse sont portés dans les fenêtres supérieure et inférieure du circuit magnétique ; d'obtenir différents rapports des courants de l'arc de polarité directe et inverse et de régler ce rapport tout au long du processus de traitement des métaux au plasma. La présente invention fait appel à un commutateur électronique comportant deux thyristors réunis en série en concordance. le point commun de ces deux thyristors est relié à la "pièce", tandis que les extrémités libres des thyristors sont branchées surales redresseurs de polarités directe et inverse. Les pales libres des redresseurs sont reliés à l'électrode et à la buse du plasmatron. Les électrodes de commande desdits thyristors sont connectées à un générateur d'impulsions assurant le déblocage des thyristors en régime prescrit. Une capacité, dont la valeur dépasse celle de la capacité de chacun des thyristors, est miS en parallèle avec les deux thyristors. Dans le commutateur, selon l'inventiont ladite capacité se charge à une tension égale à la somme des tensiorsappliquées sur lez deux redresseurs. La valeur de cette tension permet le bloquage très sdr des thyristors insérés dans le circuit de courant continu. La décharge de la capacité se fait dans un circuit qui ne fait pas partie du circuit de l'arc. tela améliore la qualité de la soudure par rapport aux schémas connus des commutateurs électroniques dans lesquels la capacité se décharge dans l'entrefer d'arc. Une inductance linéaire, dont la valeur de la résistance inductive est sensiblement supérieure à celle de la résistance de capacité, est montée en parallèle avec la capacité. Ladite inductance améliore les conditions de commutation des thyristors. Dans les commutateurs du type connu cette inductance fait défaut, ses fonctions étant remplies par la résistance inductive des conducteurs. La valeur de ces résistances est, en général, insuffisante pour bloquer de façon sûre les thyristors, ce qui conduit aux défaillances que l'on observe dans leur fonctionnement. Le schéma du commutateur, selon l'invention, coopère très bien avec les sources alimentant les redresseurs. Comme on le verra par la suite, pour les dispositifs en question, le schéma du commutateur, selon l'invention, est optimal et fiable. Par ailleurs, ce commutateur peut fonctionner avec les dispositifs qui font appel à d'autres types de transformateurs. Dans l'exposé qui suit, l'invention est expliquée par la description d'exemples non limitatifs de mise en oeuvre avec référence aux dessins annexés , sur lesquels : - la figure 1 représente un schéma électrique du dispositif pour le traitement des métaux au plasma, selon l'invention ; - la figure 2 représente une variante d'exécution d'un transformateur triphasé symétrique utilisé dans le dispositif selon l'invention, dont les culasses et le shunt sont réalisés sous la forme d'un hexagone - la figure 3 représente une vue d'en haut de l'ensemble de la figure 2 ; - la figure 4 est une autre variante d'exécution d'un transformateur et notamment d'un transformateur avec un shunt sous forme d'étoile à trois branches - la figure 5 représente une vue d'en haut de l'ensemble de la figure 4 ;; - la figure 6 représente ur-e vue en coupe d'une phase d'un transformateur symétrique de la figure 2, utilisé dans le dispositif pour le traitement des métaux au plasma ; - la figure 7 représente les caractéristiques externes tension-courant du dispositif, selon l'invention ; - la figure 8 représente un schéma électrique d'un commutateur à thyristors sur lequel sont indiqués les sens des courants de travail et auxiliaires - la figure 9a et b représentent les courbes des courants de l'arc de polarité directe lors du fonctionnement du commutateur en régimes continu et impulsionnel ; - la figure 10a et b représentent les courbes de courant de l'arc de polarité inverse et du courant de soudage bipolaire impulsionnel. la figure 1 représente un schéma électrique de principe du dispositif pour le traiteaent des métaux au plasma. Cette figure fait ressortir un transformateur triphasé symétrique de puissance avec un circuit magnétique 1. Le circuit magnétique porte des enroulements primaires 2 couplés en -étoile et alimentés à partir du-seeteur de courant alternatif triphasé. Le transformateur triphasé est équipé d'un shunt 7 ayant des enroulements d'aimantation 8. Une variante de disposition du shunt dans le transformateur sera décrit ciessous. Le circuit magnétique i porte deux groupes d'enroulements secondaires débitant dans les redresseurs de l'arc de polarités directe et inverse. Chacun des enroulements secondaires est divisé en deux parties : les enroulements, alimentant un redresseur 12 de polarité inverse, sont désignés sur le schéma par 4 et 6 et les enroulements, alimentant un redresseur 11 de polarité directe sont désignés respectivement par 3 et 5. Les enroulements 3 et 4 sont couplés en étoile. Les parties du méme enroulement, par exemple 3 et 5, sont réunies en série en concordance. Les extrémités de sortie des secondaires 5 vont vers le redresseur 11. Par l'intermédiaire d'un thyristor 13, appartenant au commutateur électronique A, le redresseur Il est relié à l'entrefer, constitué par une électrode 17 et une pièce à traiter 18. Le. deuxième groupe d'enroulements secondaires 4 et 6, connectés en série en concordance, est branché sur le mdresseur 12 dont les sorties sont reliées, par l'intermédiaire d'un thyristor 14, à la buse 19 d'un plasmatron et à la pièce 18. L'arc de polarité inverse est allumé entre la pièce et la buse et c'est pourquoi le redresseur 12 et les enroulements secondaires 4 et 6 sont nommés respectivement redresseurs et enroulements de polarité inverse. La régulation du courant de l'arc de polarités directe et inverse se fait par le courant continu prélevé sur une source E1. Ce courant de la source E traverse les enroulements 8 et change la perméance du shunt 7. Les enroulements 6 de l'arc de polarité inverse sont couverts de concentrateuzs 9 de champ de fuites dont la construc- tion est décrite ci-dessous. Sur le circuit magnétique du concentrateur 9 sont placés des enroulements 10 couplés en série en concordance. Le courant de commande, provenant d'une source E2, traverssles enroulements 10 et peut saturer le concentrateur 9. Ainsi, l'aimantation du concentrateur change les flux de fuites et le courant parcourant les enroulements de polarité inverse. la mise en circuit des redresseurs il et 12 s'effectue à l'aide d'un commutateur électronique A constitué par deux thyristors 13 et 14, montés en parallèle. Lq pièce 18 est branchée sur le point commun des deux thyristors. Les extrémité libres des thyristors 13 et 14 sont connectées aux redresseurs respectivement de polarités directe et inverse. Le circuit de commutation est constitué par une capacité 15 et une inductance 16 couplées en série. Ce circuit est monté en parallèle avec les deux thyristors 13 et 14. Les électrodes de commande du commutateur sont reliées à des générateurs d'impulsions (absents sur la figure) débloquant les thyristors 13 et 14 en régime assigné. Les générateurs d'impulsions peuvent titre réalisés suivant tout schéma connu, aussi ne sont-ils pas montrés sur le schéma de principe de la figure 1. Les figures 2, 3 font apparattre la conception d'un transformateur triphasé symétrique réglé par l'aimantation du shunt utilisé dans le dispositif 1 proposé de traitement des métaux au plasma. Le circuit magnétique 1 du transformateur (figures 2, 3) est composé de deux culasses et de trois noyaux disposés à 1200 l'un par rapport à l'autre. Les culasses du transformateur sont réalisées sous la forme d'hexagones totalement feuilletés dont les sommets sont situés en dehors des noyaux du transformateur. Le shunt magnétique 7, constitué par un circuit magnétique et des enroulements d'aimantation 8, est placé entre les culasses du transformateur. Le circuit magnétique du shunt 7 représente un hexagone feuilleté qui, d'après sa forme, est analogue aux culasses du transformateur. Les trois faces du circuit magnétique qui ne coopèrent pas avec les noyaux du transformateur, portent les enroulements d'aimantation 8 (figures 2, 3). Lesdits enroulements sont réunis entre eux en série en concordance, comme indiqué à la figure 1. L'insertion du shunt 7 conduit à la formation de fentres". Le fenêtre inférieure B est limitée par une face du shunt et lqeulasse inférieure et la entre supérieure C est limitée par une autre face du shunt et la culasse supérieure. Les enroulements secondaires, alimentant le redresseur de l'arc de polarité directe, sont composés de deux parties. Une partie de ces enroulements 3 se trouve dans la fenêtre inférieure B du transformateur et la seconde partie 5 est placée dans la fenêtre supérieure C du transformateur. Les enroulements alimentant le redresseur de polarité inverse, eux aussi, sont en deux parties : la partie 4 se trouve dans la fenêtre inférieure et la partie 6 est logée dans la fenêtre supérieure du transformateur. Les enroulements primaires sont placés dans la fenêtre inférieure du transformateur (figure 2). Les parties de mme nom des enroulements secondaires, se trouvant dans les fentres inférieure et supérieure, sont connectées en série et en concordance (figure 1). Les enroulements primaires et secondaires sont couplés en étoile ou en triangle. Les enroulements secondaires 6, alimentant le redresseur de l'arc de polarité inverse et disposés dans la fenêtre supérieure, sont embrassés par des concentrateurs de champ de fuites. Ces concentrateurs sont réalisés sous la forme de circuits magnétiques en U portant des enroulements de commande 10. Les figures 4, 5 représentent un transformateur analogue ayant des culasses ét un shunt sous forme d'une étoile à trois branches. Les branches de cette étoile sont limitées par les noyaux du transformateur. Les enroulements primaires et secondaires du transformateur (figure 4) sont similaires à ceux du transformateur décrit ci-dessus (figure 2). Le circuit magnétique est réalisé sous la forme d'une étoile feuilletée à trois branches. La fenêtre de ce circuit magnétique abrite 1'enroulement d'aimantation 8. La figure 6 illustre une coupe d'une phase de tout le transformateur déjà décrit. Les enroulements logés dans la fenêtre inférieure sont enroulés coaxialement, de sorte que la longueur moyenne des spires de l'enroulement alimentant le redresseur de polarité directe est plus faible que la longueur moyenne des spires de l'enroulement débitant dans le redresseur de polarité inverse. Les enroulements de la fenêtre supérieure sont également coaxiaux et l'enroulement relié au redresseur de l'arc de polarité directe se distingue par une plus faible longueur moyenne de spires Le fonctionnement du transformateur avec shunt, utilisé dans le dispositif proposé est basé sur le principe de la redistribution du flux magnétique en faisant varier la perméance du shunt. Lorsque le shunt est saturé par le courant continu parcourant les enroulements d'aimantation 8, la perméance du shunt baisse. Le circuit magnétique 7 étant totalement saturé, le flux qui le traverse cesse. C'est ainsi qu'en faisant varier la perméance du shunt du maximum au minimum à l'aide de l'aimantation par courant continu, on peut régler le courant de soudage. Dans le transformateur proposé la variation de la perméance du shunt conduit à la variation de la résistance inductive des enroulements secondaires. La résistance inductive totale des enroulements secondaires est donnée par la formule : X a 1 + k où (1) X1 est la résistance inductive des enroulements situés dans la fenêtre inférieure, la la résistance inductive des enroulements placés dans la entre supérieure. Dans la littérature connue (voir l'ouvrage de B.E. Paton, V.K. Lebedev "Equipements électriques pour le soudage à lårc et sous laitier", en russe, Moscou, 1966) les composantes de la résistance inductive sont déterminées par les expressions : X1 = 7.9fw . # . #o (a12 + a1 + a2 ) (2) H 3 f étant la fréquence du secteur, W2 le nombre de spires dans lwenroulement, la la longueur moyenne d'une spire, H la hauteur moyenne des enroulements, a1,az l'épaisseur de l'enroulement primaire et de l'enroulement secondaire, a12 la distance entre lesdits enroulements bobinés coaxialement. étant la fréquence angulaire du secteur, la perméabilité magnétique de l'air, g la conductivité magnétique entre les noyaux du transformateur la distance séparant l'enroulement primaire, placé dans la fenêtre inférieure, et l'enroulement secondaire, logé dans la fenêtre supérieure. Il s'ensuit de l'expression (2) que la valeur de la résistance inductive dépend de la géométrie de l'enroulement et du nombre de spires. Avec les bobinages coaxiaux (figure 6) la longueur moyenne des spires de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité inverse est plus grande que la longueur moyenne d'une spire de la partie de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité directe. Il en découle que la résistance inductive de l'enroulement 3 est plus petite que la résistance inductive de l'enroulement 4. L'intensité du courant de courtircuit parcourant ces enroulements est inversement proportionnelle aux résistances inductives de ces enroulements. C'est pourquoi le courant de l'arc de polarité directe est plus élevé que le courant de l'arc de polarité inverse. Ces démonstrations sont évidentes, si l'on examine l'expression (2), le nombre de spires des enroulements 3 et 4, placés dans la fenêtre inférieure, étant le même. En outre, il est possible d'obtenir différents rapports des courants de l'arc de polarités direct et inverse grâce aux dispositions différentes des enroulements secondaires dans les fenêtres supérieure et inférieure. On va examiner le cas où l'enroulement secondaire de l'arc de polarité directe se trouve entièrement dans la fenêtre inférieure, tandis que l'enroulement secondaire de polarité inverse est placé dans la entre supérieure. Dans ce cas, la résistance des enroulements de l'arc de polarité directe est déterminée à partir de l'expression (2), et la résistance des enroulements de l'arc de polarité inverse, à partir de l'expression (3). On peut démontrer que dans tous les cas h > X1. Dans l'expression (3), le produit g. est 1a perméance rencontrée par le flux principal de fuites. La résistance (2) ne dépend que des fuites dans les ermoulements logés dans la fenêtre inférieure. La grandeur car les fuites magnétiques dans le noyau d'acier sont toujours plus importantes que les fuites dues aux conducteurs d'un enroulement. Aussi le courant de l'arc de polarité directe est-il plus élevé que le courant de l'arc de polarité inverse. Les tensions à vide de deux redresseurs sont égales et les résistances sont inversement proportionnelles au courant. Les caractéristiques externes du redresseur de polarité directe sont plus "rigides" que celles du redresseur de polarité inverse. Les démonstrations ci-dessus sont valables pour un enroulement divisé en deux parties. Dans l'hypothèse où le nombre des spires dans les parties 3 et 5 de l'enroulement secondaire est le même, on peut dire, les expressions (2) et (3) à l'appui, que la résistance de l'enroulement 5 est plus forte que celle de l'enroulement 3. Si le nombre des spires dans ces parties des enroulements est différent, il s'avère possible d'obtenir des résistances inductives inégales des enroulements secondaires. C'est ainsi, par exemple, que si pour la fenêtre inférieure du transformateur (figures 2, 3, 4, 5, 6) le nombre des spires d'enroulements W3 > W4 et dans la entre supérieure respectivement W5 > W6 la résistance des enroulements de l'arc de polarité directe est inférieure à la résistance de l'arc de polarité inverse. Cela signifie qu'avec la mtme tension à vide appliquée sur les deux redresseurs, cSest-à-dire lorsque W3 + W5 = W4 + W6, le courant circulant en sens direct est supérieur au courant de l'arc de polarité inverse.Da résistance de l'enroulement est proportionnelle au carré des nombres de spires les w3 > w4, alors D'une façon générale, dans les installations de soudage 7 courant de l'arc de polarité directe est plus élevé que le courant de l'arc de polarité inverse. Le rapport de ces courants est fonction du nombre de facteurs technologiques. Le plus r-4pandu pour le soudage de l'aluninium et de ses alliages est le rapport entre le courant de l'arc de polarité directe et le courant de l'arc de polarité inverse qui est égal F 2/1. Pour obtenir ce rapport il suffit que le rapport des carrés des nombres de spires des enroulements 3 et 4 soit 1/2. Le rapport des parties d'enroulements qui restent est inverse.Ce rapport peut varier en fonction du procédé technologique. La pratique montre que le rapport entre le carré des nombres de spires des enroulements alimentant le redresseur de polarité directe et le carré des nombres de spires alimentant le redresseur de polarité inverse varie d'environ 4/3 à environ 4/1. La figure 7 représente les caractéristiques externes du dispositif proposé. Le rapport du courant de l'arc de polarité directe (a) et du courant de l'arc de polarité inverse se chiffre ici à 2 (courbes "a" et ";b"). Lors de la régulation du courant ce rapport reste constant (courbes "c" et "d"). Si ce rapport change, il est indispensable de procéder à une nouvelle commutation des enroulements se trouvant dans les fenêtres inférieure et supérieure du transformateur.Il s'ensuit de ce qui a été dit plus haut que dans le cas général il faut respecter la condition suivant laquelle le rapport des carrés des nombres de spires dans les parties des deux enroulements secondaires placés dans la méme fenêtre du transformateur doit être proportionnel au rapport des courants de l'arc de polarités directe et inverse, Il existe certains procédés technologiques de traitement au plasma, dans lesquels il est nécessaire que le courant d'arc de polarité inverse soit plus intense que le courant d'arc de polarité directe. Dans ce cas, les résistances inductives des enroulements de l'arc de polarité inverse doivent être plus faibles que les résistances des enrouldments de l'arc de polarité directe.Cela seyait grace au fait que dans la fenêtre inférieure du transformateur sont placées la plus grande partie des spires de l'enroulement de polarité directe et la plus petite partie des spires de l'enroulement de polarité inverse. Les recherches pratiques effectuées ont démontré que le rapport du carré des nombres de spires de l'enroulement de polarité directe et du carré des nombres de spires de l'enroulement de polarité inverse doit titre entre environ 3/4 et environ 1/2. Pour un tel rapport, le courant de l'arc de polarité inverse est de 1,5 à 2 fois plus élevé que le courant de l'arc de polarité directe. Lors du soudage et du coupage de profilés il s'avère indispensable de régler le courant de l'arc de polarité inverse indépendamment du courant de polarité directe. A cet effet, les enroulements de polarité inverse sont embrassés par des concentrateurs de champ de fuites constitués par des circuits magnétiques 9 en U (figure 6). Lors de la saturation des circuits magnétiques 9 par le courant continu parcourant les enroulements 10, leur perméabilité magnétique varie. Cela conduit à la variation des flux de fuites autour de l'enroulement 6. La réduction du champ de fuites provoque-la baisse de la résistance magnétique, et le courant dans les enroulements 6 et 3 de polarité inverse croit. Le circuit magnétique du transformateur (figures 2, 3, 4, 5) conforme à l'invention est constitué par deux types de lames de dimensions différentes. Un type de lames est prévu pour les noyaux du transformateur, et l'autre type de lames, pour les culasses et le shunt ei l'hexagone et l'étoile sont équilatéraux. Il est possible de combiner les polygones et da réaliser, par exemple, les culasses sous forme d'hexagones et le shunt sous forme d'une étoile à trois branches. Il y a encore un avantage du transformateur proposé, qui réside dans le fait qu'il est possible d'obtenir un réglage d'amplitude du courant sans distorsion de sa forme Dans les systèmes plans des transformateurs triphasés on observe dans le noyau central une surcharge de la phase, ce qui conduit aux distorsions de la forme sinusoïdale de la tension et du courant. De plus, le circuit magnétique de ce transformateur comporte des lames au minimum de trois types et dimensions. Dans les dispositifs connus on emploie des transformateurs ayant des enroulements mobiles. Le principe de régulation du courant dans ces transformateurs, de même que dans le transformateur conforme à la présente invèntion, est basé sur le réglage de la résistance inductive. Cependant, en vue d'obtenir une large plage de régulation du courant, les enroulements secondaires sont disposés à une grande distance des enroulements primaires. Alors les pertes d'énergie magnétique croissent et, par conséquent, il se produit une diminution des paramètres Snergétiques du dispositif, qui varient en fonction de la distance entre les bobines des enroulements. Dans le système de régulation de courant conforme à l'invention, les enroulements secondaires et primaires e trouvent toujours à une distance constante. La hauteur des noyaux du transformateur est négligeable par rapport à l'art antérieur, c'est pourquoi les pertes y sont moins importantes. Le dispositif pour le traitement des métaux au plasma, conforme à la présente invention, fait appel à un commutateur électronique constitué de deux thyristors de puissance. Le schéma de principe de ce commutateur est représenté sur la figure 8, sur laquelle sont représentés deux thyristors 13 et 14 couplés en série et en concordance. La cathode du thyristor 13 est branchée sur le redresseur 11 de polarité directe dont le pôle libre est relié à l'électrode 17-du plasmatron. Le redresseur 12 de polarité inverse est relié, par l'intermédiaire du thyristor 14, à la pièce à traiter 18. L'extrémité libre de ce redresseur est reliée à lause du plasmatron (figure1). L'anode du thyristor 13 et la cathode du thyristor 14 ont un point commun et sont connectées à la pièce 18. La cathode du thyristor 13 et l'anode du thyristor 14 sont réunies à un circuit de commutation constitué par une capacité 15 et une induct:oe 16. A la différence des commutateurs électroniques connus, constitués par un ensemble de thyristors, le schéma (fIgure 8) conforme à l'invention se distingue tant par le mode d'inserton des thyristors que par son principe de fonctionnement. De plus, comme il a déjà été indiqué plus haut, le circuit de commutation se trouve en dehors du circuit d'alimentation de l'arc. On va maintenant considérer le principe de fonctionne d'un commutateur dont le schéma de principe est montré sur la figure 8. Au début, un arc auxiliaire est amorcé entre la buse plasmatron 19 et l'électrode 17. La source d'alimentation de l'arc auxiliaire n'est pas montre sur le schéma, car on peut utiliser à cet effet tout oscillateur connu. Des que la colonne ionisée de l'arc touche la pièce 18, on voit apparatre entre l'électrode 17 et la pièce 18 un arc de polarlt directe qui est alimenté par l'intermédiaire du redresseur 1 et du thyristor 13 débloqué. Le signal de déblocage du thyristor 13 envoyé par un générateur d'impulsions (absent sur le schéma). Le courant I2 commence à parcourir le circuit, et le condensateur 15 se charge à une tension égale à la somme des tensions à vide des redresseurs 11 et 12. La polarité de la charge du condensateur est indiquée sur la figure 8. Lors du passage du courant de polarité directe, un potentiel positif est appliqué à l cathode du thyristor 14 qui se débloque en recevant son impulsion de commande. Au moment où les deux thyristors 13 et 1A sont débloqués, la capacité 15 commence à se décharger (I3) dans le circuit constitué par les thyristor 13 et 14 et l'inductance 16. Une force contre-électronotrice apparaît alors dans l'inductance 16 et provoque le blocage des deux thyristors par son potentiel.Lorsqu 'une deuxième impulsion est appliquée à l'électrode de commande du thyristor 14@ ce dernier se débloque et le courant de polarité inverse commence à passer par le circuit. Le condensateur t5 se recharge jusqu'à la tension de valeur précédente. Ensuite, une impulsion de commande est appliquée au thyristor 13 et-le débloque. Le condensateur 15 se décharge en engendrant une force contreélectromotrice à l'inductance, qui provoque le blocage des deux thyristors. Une deuxième impulsion de commande débloque le thyristor 13. Un arc de polarité directe prend naissance. Par suite, le cycle de fonctionnement du commutateur se répète. De cette façon, lors de l'extinction de l'arc d'une polarité on voit apparaftre des conditions favorables pour allumer un arc de polarité contraire. la decharge de la capacité de commutation 15 se fait dans un circuit comportant un entrefer d'arc. Aussi peut-on utiliser ce schéma pour des processus sans buse 19, tels que le soudage à l'arc sous argon, le coupage manuel et le soudage à ltéleetrode consommable. La commutation peut se faire sans inductance additionnelle en mettant en jeu les resistances inductives internes. Gepdndant la valeur de ces résistances dépend des paramètres du circuit de soudage et, donc , des défaillances peuvent avoir lieu lors du fonctionnement du schéma. La résistance inductive de l'inductance, lorsqu'elle est insérée dans le circuit, est nettement plus faible que la résistance capacitive du condensateur 15, ce qui rend fiable le fonctionnement du commutateur quels que soient les paramètres du circuit. la valeur des résistances inductives internes est inférieure à celle de la résistance de l'inductance 16. Un autre trait distinctif du commutateur conforme à la présente invention réside dans le fait qu'il est nécessaire d'envoyer deux impulsions de commande aux thyristors. Quel que soit le régime de fonctionnement, la capacité de commutation du dispositif proposé se charge par la tension d'une polarité, suivant la tension appliquée au thyristor. Dans les schémas connus, la tension de la capacité s'applique au thyristor, sa polarité étant contraire. Il s'ensuit que dans chaque cycle de commutation on assiste à la recharge de la capacité. Cela diminue la durée de vie de la capacité et des thyristors et conduit à des dérangements qui interviennent dans le fonctionnement du commutateur. Dans le dispositif proposé, comme indiqué précédemment, lk égulation du courant de l'arc de polarités directe et inverse se fait par aimantation du shunt. De plus, il est possible de réguler le courant de l'arc de polarité inverse indépendamment du courant de l'arc de polarité directe gracie -à l'aimantation des concentrateurs de champ de fuites. Tous ces avantages du transformateur proposé s'associent très bien au commutateur illustré par le schéma de la figure 8. Les transformateurs connus jusqu'ici sont limités par leur plage d'application. Dans les schémas connus des commutateurs, la capacité est insérée de sorte que ledit schéma ne puisse être utilisé que pour un procédé technologique unique. On va maintenant examiner le fonctionnement du dispositif proposé. On va supposer qu'il est nécessaire de réaliser le réglage des courants de polarités directe et inverse conformément aux caractéristiques externes du transformateur, données sur la figure 7 où la courbe "a" est la courbe de la limite minimale de réglage du courut de polarité directe, et la courbe "b" est la limite minimale de réglage du courant de polarité inverse. Les courbes "c" et "dw sont respectivement les tourbes de la limite maximale de réglage des courants de polarités directe et inverse, tandis que-les courbes en pointillé "e" et "f" sont les courbes de réglage du courant de polarité inverse indépendamment du réglage du courant de polarité directe dans le cas d'aimantation des concentratiurs de champ de fuites. Sur la figure 7 on a porté en abscisses le courant de court-circuit du transformateur et en ordonnées la tension à vide du transformateur. Le variation du champ dans les bobines 8 modifie l'aimantation du shunt 7. Par conséquent, on observe une redistribution du flux magnétique entre le circuit magnétique 1 et le shunt 7. Avec le courant maximal parcourant les bobines 8, c'est-à-direExsFe la magnétisation du shunt 7 est maximale, le flux magnétique tout entier, engendré dans le circuit magnétique par les enroulements primaires 2 du transformateur ,--sE ferme dans le circuit magnétique 1. Parmi les caractéristiques externes du transformateur (voir la figure 7), les courbes "d" (polarité inverse) et "c" (polarité directe) correspondent à ce régime d'aimantation. Lorsque le courant continu ne parcourt pas les bobines 8, c'est-à-dire quand le shunt 7 n'est pas aimanté, la plus grande partie du flux magnétique induit dans le circuit magnétique 1 par les bobines primaires 2, se ferme dans le shunt 7. Ainsi, les parties des bobines secondaires se trouvant dans la fenêtre supérieure du transformateur sont traversées par la moindre partie du flux magnétique. Parmi les caractéristiques externes du transformateur (voir la figure 7), ce régime d'aimantation est résumé par les courbes "b" (polarité inverse) et "a" (polarité directe). La variation de l'aimantation du shunt 7 permet de régler simultanément les courants de court-circuit de l'arc de polarité directe (entre les courbes "a" et "c") et de polarité inverse (entre les courbes T'bw et "d"). La variation de l'aimantation du concentrateur 9 de champ de fuites permet le réglage du courant de court-circuit de l'arc de polarité inverse (entre les courbes "e" et "f") indépendamment du courant de court-circuit de l'arc de poloei:te' directe. Le dispositif, objet de. la présente invention, est universel. L'invention peut faire appel à un transformateur monophasé réglé par un shunt. La constitutkn de ce transformateur ne diffère pas de celle du transformateur triphasé. Cependant, pour les processus de traitement des métaux au plasma, les systèmes triphasés sont préférables. En tant qu'exemple de niise en oeuvre de l'invention, on a réalisé un dispositif pour le soudage au plasma, le microsoudage au plasma et le soudage à l'arc sous argon de pièces métalliques dont l'épaisseur varie de 0,5 à 5 mm. La tension à vide de l'arc de polarités directe et inverse se chiffre à 60V. La plage de réglage du courant est de 10 à iOOA pour la polarité directe et de 8 à 50 A pour la polarité inverse, le rapport des courants étant de 2/1. Le réglage de la polarité inverse peut se faire dans une plage supplémentaire s'étendant de 12 à 70 A. Le schéma du commutateur fait appel à des thyristors de 150 A de courant nominal et de tension inverse d'au moins 300 V. La capacité de commutation est un condensateur de 160 s F, 500 V au maximum. 1s résistance de l'inductance est de 10 à de la résistance capacitive. Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement des métaux au plasma, du type comportant un transformateur triphasé symétrique d'alimentation avec une résistance réglable de co t-circuit, dont les noyaux sont disposés sous un angle de 1200 l'un par rapport à l'autre et dont chacudes phases comprend un enroulement primaire et deux enroulements secondaires, l'un de ces enroulements secondaires étant relié à un redresseur alimentant l'arc de polarité directe allumé entre l'électrode et la pièce à traiter, tandis que l'autre enroulement secondaire est-relié à un redresseur alimentant l'arc de polarité inverse allumé entre la pièce et la buse du dispositif, et un commatatet à thyristors avec une ca1zM::' de commutation, caractérisé en ce que le transformateur triphasé possède un shunt sous forme d'un polygone feuilleté portant des enroulements d'ainrntation, chacun des enroulements secondaires du transformateur étant composé de deux parties connectées en série, dont l'une êst placée entre une culass du transformeur et le shunt, tandis que la partie restante est disposée entre l'autre cuisse du transformateur et le shunt ensemble avec l'enroulement primaire, le rapport des carrés des nombres de spires des parties des deux enroulements secondaires situées d'un m8me o8té du shunt étant proportionnel au rapport des courants d'arc de polarités directe et inverse. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit magnétique du shunt est réalisé sous forme d'un hexagone feuilleté dont les sommets sont situés en dehors des noyaux du transformateur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ne que le circuit magnétique du shunt est réalisé sous forme d'une étoile feuilletée à trois branches dont les branches sont limitées par les noyaux du transformateur. 4.Dispositif suivant l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce que sur le secteur du circuit magnétique portant l'enroulement primaire du transformateur, sont placées la plus grande partie de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité directe, et la moindre partie des spires de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de polarité inverse. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport entre le carré du nombre de spires de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité directe, et le carré du nombre de spires de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité inverse est choisi dans les limites d'environ 4/3 à environ 4/1, lesdits enroulements se trouvait; dans la même partie du circuit magnétique. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport entre le carré du nombre de spires de l'enroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité directe et le carré du nombre de spires de l'nroulement secondaire alimentant le redresseur de l'arc de polarité inverse est choisi dans les limites d'environ 3/4 à environ 1/2. 7. Dispositif suivant l'une des revendications 7 à 6, caractérisé en ce que l'enroulement primaire et les parties précitées de l'enroulement secondaire sont disposés-coaxialement, partie de l'enroulement secondaire comportant le plus grand nombre de spires étant plus proche de l'enroulement primaire. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est équipé de concentrateurs de champ de fuites, dont le circuit magnétique est réalisé sous forme déun noyau feuilleté en U portant des enroulements d'aimantation, lesdits concentrateurs embrassant les enroulements secondaires du transformateur alimentant le redresseur de l'arc de polarité inverse. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les sorties des redresseurs de l'arc de polarités directe et inverse sont reliées aux intervalles entre, d'une part, l'électrode et la pièce etld'autre part, la pièce et la buse d'un plasmatron, par l'intermédiaire d'un commutateur constitué par deux thyristors couplés en série et shunté par une capacité, alors qu'entre la cathode de l'un des thyristors et l'anode de l'autre thyristor est inséré un pale de la pièce, chacun desdits thyristors étant commandé à partir d'un générateur d'impulsions. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à la capacité de shuntage est couplée en série une inductance dont la valeur de résistance inductive est plus faible que celle de sa résistance capacitive.