Brevet FR2387110A1 — publié le 19781110

La -jonction de sections tubulaires en matière thermoplastique soudable par alimentation en courant électrique d'une résistance métallique placée entre les sections å relier, est une technique qui a fait ses preuves depuis des années. Comme moyens auxiliaires pour la mettre en oeuvre, on a mis au point différents types dtappareils de dosage de l'énergie qui permettent de régler la puissance de soudage et la durée de soudage sur les conditions prévalant dans chaque cas. Le réglage de puissance dépend du type et de la dimension du raccord à souder et a des effets sur la durée de soudage par l'énergie nécessaire. Comme les opérations de soudage sont des processus thermiques non-stationnaires, il existe une corrélation entre la durée de soudage et la consommation d'énergie.Par conséquent, on ne peut supposer pour des jonctions de mâme type et de même grandeur, même lorsque les conditions initiales et environnantes sont thermiquement identiques, une consommation d'énergie constante que si l'on effectue la soudure avec une puissance au moins approximativement constante Par suite, un dosage d#énergie# sans stabilisation de puissance simultanOe implique de renoncer & une régulation ou la prise en considération qualitativement contraignante d'un paramètre de soudage supplémentaire qui n'est que difficilement saisissable par la technique du contrale automatique. De ces points de vue, il était évident qu'il fallait chercher, pour résoudre le problbmc, b respecter aussi précisément que possible des valeurs prescrites correspondantes, en ce qui concerne la puissance et la durée. Cependant, l'exp~Frience montre qu#il faut des investissements techniques relativement élevés pour pouvoir garantir la précision du réglage de puissance nécessaire dans ce contexte. A cela s'ajoute le fait qu'en pratique, il faut prévoir l'apparition d'insuffisances de la technique du réglage d'autant plus que la latitude de fonctionnement tolérable est étroite.Par conséquent, le coût technique d'une régulation de puissance corré#ativement sévère n'est donc judicieux qu'en liaison avec une sécurité efficace contre les erreurs de réglage éventuelles, seule la puissance elle-mflme pouvant servir de critbre d'erreur dans les conditions données. Par suite, pour venir à bout de ce problème, il faut un investissement suppl6mentaire dont l'importance correspond- å la précision du réglage de puissance La présente invention concerne une solution du problème qui vite les difficultés décrites, de sorte qu'on peut atteindre l'objectif de la théorie du contraIs automatique de façon satisfaisante, sans avoir b demander aux différents circuits de réglage partiels plus que la précision commerciale courants. On y parvient par conbinaison dune stabilisation de la puissance avec un dosage d'éner- gie régulant la durée de soudage en fonction de la puissance.La compensation sur le temps des écarts de puissance (limités) éventuels par rapport à la valeur prescrite, permet de réduire lea **i- gences de qualité de la régulation de puissance autant qu'on le peut, en tenant compte du fait que la valeur prescrite de l'énergie, dépend du temps de soudure. Lt expérience montre qu'il en est ainsi, lorsque la durée de soudure ne s'écarte pas de plus d'environ 10 A 15 % de la durée de soudure prescrite correspondant b la valeur prescrite de la puissance de soudage.On peut compter sur une tolérance sensiblement identique, lme lorsque les résistances métalli- ques rattachées aux parties de liaison se caractérisent par une va ration marquée avec la température et que le réglage de puissance ntenvisage que l'une des deux composantes de la puissance comme grandeur de réglage. Dans les mêmes conditions, une régulation d'intensité ou de tension ntagissant qu'à 6 % environ peut déjà donner satisfaction. Par suite, dans l'état actuel de la technique du contrôle automati- que électrique, il n'est pas difficile de rendre le réglage, de toutes façons nécessaire dans la plupart des cas, de la puissance de soudure, en liaison avec les moyens de stabilisation connus, ajustable et stable dans une mesure suffisante sur un domaine étendu. Un autre avantage également important de l'invention consiste en la possibilité d'utiliser la durée de soudage comme indicateur du fonctionne ent correct de l'appareil de dosage de l'énergie. Si, en effet, la durée de soudage s'écarte d'une valeur prescrite donnée su-delV d'une mesure tolérable, il doit y avoir une erreur dans le dosage de puissance et/ou dans le circuit de durée de soudage.Par suite, en dehors d'erreurs grossières de réglage de puissance, il ne peut y avoir que des erreurs de réglage de durée, et celles-ci n'ont d'effet ftcheux du point de vue de la technique de soudage que dans des proportions linéaires. En outre, la durée de soudage a pour avantage d'être particulièrement appropriée pour une automatisation du contrSle de l'appareil, et ce n'est qu'une question de conformation du circuit de durée de référence, de pouvoir détecter même le cas très improbable de la superposition dtune erreur de réglage de puissance et d'une erreur sur le circuit de soudure ayant un effet de compensa- tion sur l'indication de l'erreur de fonctionnaient. Une détection automatique des erreurs de fonctionnement correspond de façon idéale au besoin de sécurité accru dans le cadre des canalisations de transport de fluides dangereux. Des deux possibilités de limitation du réglage de puissance à une seule des deux composantes de la puissance déjb mentionnées, c'est la régulation de l'intensité de soudage qui est la plus avan tapeuse, dans la mesura où l'on ne doit pas tenir compte de la chute de tension dans la conduite de liaison entre l'appareil de commande et la résistance d'utilisation du point de vue de la technique du réglage. En outre, la régulation de l'intensité de soudage est particulièrement appropriée pour homogénéiser les valeurs de réglage prescrites ò l'intérieur d'un domaine d'application déterminé par accord mutuel des éléments de liaison faisant partie du programme. L'invention a pour but de réaliser un appareil électrique pour fournir une quantité d'énergie dosée å des parties de canalisations thermoplastiques soudables par effet Joule, caractérisé en ce que la puissance de soudage ou la valeur réelle indiquée sous forme quadratique J, respectivement U, du courant de soudage J ou de la tension de soudage U, est stabilisée de façon connus en soi, par exemple au moyen d'un réglage commande par déphasage, au moins apprs- ximativement à une valeur prescrite;;^ et en ce que l'écart résiduel de la valeur instantanée est compensé sur la durée de soudage t, de façon que l'intégralej t (J.U) dt tiu ouj J2 dt, respectivement##U. dt donne toujours, au moins approximativement, la valeur établie pour la jonction concernée. Bien entendu, dans le cas d'appareils de dosage selon l'invention, la possibilité d'adaptation de l'énergie de soudage b une température caractérisant les conditions marginales de la technique de soudage (par exemple la température ambiante), connue déjh depuis longtemps et utilisée b l'occasion dans la pratique, est également présente, du fait que l'on peut exercer de façon courants, h l'aide d'organes de réglage dépendant de la température, une influence me surée sur le réglage de la durée de soudure et aussi, en cas de né- cessité, sur le circuit de durée de référence. On peut effectuer une régulation de la durée de soudure selon l'invention dans l'hypothèse d'une stabilité de réglage relativement bonne, par exemple, en faisant commander à la composante de la puissance servant de grandeur de réglage, uns source lumineuse agissant quant å elle sur une résistance photosensible faisant partie du circuit de charge d'un condensateur, de façon que les durées s'écoulant jusqu'a obtention d'une tension de condensateur déterminée, varient sensiblement de façon inversement proportionnelle au carré de la grandeur de commande. Le carré de la grandeur de commande peut être obtenu directement au moyen d'un thermoconvertisssur.On obtient une possibilité largement indépendante de la qualité de la stabilisation de puissance et, par conséquent, également pour d'autres raisons, particulièrement attractive, par des combinaisons connues en soi d'éléments électroniques multiplicateurs et intégrateurs, l'interruption des processus de soudure se produisant lorsqu'une valeur d'inté- gration prédéterminée est atteinte. On peut, grâce A la fabrication en série, obtenir de tels éléments h des prix qui sont économiquement supportables pour le but décrit. On va décrire å présent l'invention avec davantage de détails au moyen d'un exemple d'exécution non limitatif, représenté sous forme de diagramme synoptique fonctionnel sur la figure unique du dessin annexé. L'alimentation électrique est effectuée par un cible de rac corderont au réseau 1 et un interrupteur principal d'appareil de ré galago 2. Un bloc d'alimentation 3 assure l'alimentation des diff6- rents circuits de réglage.Lorsqu'on branche le cibla de courant de soudure 4 sur la résistance d'utilisation 5, il peut circuler par exemple, un courant de contrôla basse tension par les contacts 6 (représentés en position de repos) d'un contacteur appartenant b un circuit conjoncteur-diejoncteur 7. Il donne la condition du déclen- chenet des processus de soudure, ce qui est en liaison avec une commutation des contacts 6 sur la tension de soudure. Le déclenche- ment est effectué par actionnement de la touche 8.Pendant le soudage, la régulation de puissance 9 assure selon la valeur réelle détectée de la puissance 10, par l'intermédiaire de l'organe de ré glane de puissance 11, un réglage et une stabilisation de la puissance de soudure h la mesure de la résistance d'utilisation. Dès que l'intégration sur le temps des informations de puissance de soudage transmises par le détecteur de valeurs réelles ou instantanées 12 au circuit de durée de soudage 13 atteint une valeur prescrite prédéter- minée, le circuit de régulation de durée de soudage 13 provoque l'in terruption de l'opération de soudage par l'intermédiaire du circuit conjonctaur-diejoncteur 7. Le circuit différentiel de temps 14 fournit l'intervalle de temps entre l'interruption du processus de sou dague et un signal fourni par le circuit de durée de référence 15 et provoque le déclenchement de l'indicateur d'erreurs 16, lorsqu'uns limite de tolérance donnée est dépassée. REVENDICATIONS 1. - Appareil électrique pour fournir une quantité d'énergie dosée à des parties de canalisations thermoplastiques soudables par effet Joule, dans lequel la puissance de soudage ou la valeur réelle indiquée sous forme quadratique J, respectivement U, du courant de soudage J ou de la tension de soudage U, est stabilisée de façon connue en soi, de préférence au moyen d'un reglage commandé par déphasage, approximativement à une valeur prescrite, caractérisé en ce que l'écart résiduel de la valeur réelle est compensé sur la durée de soudage t, de façon que l'intégralet (ju). dt ou Jot J2 dt, respectivementjo U2 dt donne toujours, ou moins approximativement, la valeur établie pour la jonction concernée 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la limitation dans le temps de la fourniture d'énergie s'effectue au moyen de composants électroniques multiplicateurs et intégrateurs 3. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de la durée de soudage t par rapport à une durée de référence donnée par un circuit de durée séparé est captée au moyen d'un troisième circuit de durée, celui-ci déclenchant un signal en cas de dépassement d'une limite de tolérance prédéterminée. 4. - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on choisit comme-durée de référence, la durée de soudage prescrite rattachée à la valeur prescrite de la puissance de soudage ou à l'intensité, ou tension de soudage prescrite. 5. - Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de durée de référence présente une dépendance de la puissance de soudage au moins semblable au circuit de durée de soudage. 6. - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au lieu d'une quadratisation de la valeur réelle de courant ou de la tension au moyen d'un élément multiplicateur, la valeur réelle est obtenue directement comme valeur moyenne quadratique, de préférence au moyen d'un moyen thermoconvertisseur.