Brevet FR2481977A1 — publié le 19811113

-e La présente invention se rapporte à des ma- chines à souder à arc électrique puisé et elle vise spécialement une machine à souder de ce type, dans laquelle un courant d'arc puisé (que l'on appelera ci-après "courant pulsatoire&') se superpose périodiquement à un courant continu primaire de soudage appliqué entre une électrode constituée par un fil métallique et la pièce à souder. Le courant continu primaire de soudage sera appelé ci-après "courant de base". La partie à l'état de fusion de l'électrode en fil métallique se transforme en gouttelettes sous l'action d'une force électromagnétique de contraction due au courant pulsatoire. Ces gouttelettes sont trans- portées (projetées par pulvérisation) jusqu'à la pièce à souder, assurant ainsi le soudage. Avec une machine à souder à arc pulsé de ce type, le transfert par pulvérisation a lieu même si l'intensité moyenne du courant est faible, de sorte que l'on considère comme excellentes les propriétés de soudage d'une telle machine. Au contraire, avec les machines à souder à arc continu de type classique ou machines à souder au gaz carbonique, il est impossible de procéder au transfert par pulvérisation si la valeur moyenne de l'intensité est faible. Par conséquent, l'opération de soudage doit s'effectuer en courtcircuitant le transfert. Les machines à souder de type connu présentent donc cet inconvénient que, lorsque le fil métallique servant d'électrode est court-circuité, le métal fondu a tendance à faire des éclaboussures sur la pièce à souder et sur le chalumeau ou sur d'autres pièces. En vue de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé une machine à souder du type aà arc pulsé, dans. lequel le courant de l'arc électrique revêt la forme pulsatoire, ce qui permet de procéder 248 1977 au soudage à transfert par pulvérisation dans une gamme de valeurs moyennes de l'intensité du courant de soudage. On décrira ci-après cette machine à souder à arc pulsé de la technique antérieure: dans la source d'énergie de cette machine à souder à arc pulsé de type connu, le nombre d'im- pulsions par unité de temps est égale à la fréquence fondamentale ou représente un multiple de cette fré- quence et le courant de base et/ou la largeur des impulsions varient en fonction de la vitesse du dé- roulement du fil métallique comme représenté sur les figures lA et lB, o le temps (t) est porté en abscis- ses et l'intensité du courant en ordonnées. De façon plus précise, la figure IA donne un exemple de forme d'onde du courant.de soudage (ou courant d'arc), c'est à dire de la somme du courant de base et du courant pulsatoire, dans le cas d'une faible vitesse d'ali- mentation du fil métallique et d'une intensité moyenne de courant de soudage (ou de courant d'arc) de valeur faible. Comme on le voit sur la figure 1A, les trois grandeurs suivantes: intensité 12 du courant de base, courant pulsatoire 10 et largeur d'impulsionT sont toutes faibles. Quant à la figure IB, elle correspond à la figure 1A mais dans le cas d'une vitesse plus grande du déroulement du fil métallique et d'une valeur moyenne plus grande du courant de soudage. Dans ce second cas, les trois grandeurs indiquées ci-des- sus (intensité 12 du courant de base, courant pulsatoi- re 10 et largeur d'impulsion T) ont toutes une va- leur importante. Par conséquent, si l'on effectue un soudage dans une gamme de valeurs faibles de l'intensité moyen- ne du courant de soudage avec la machine à souder à arc pulsé de type connu décrite ci-dessus, la valeur maxima du courant pulsatoire, et, par suite, la force électromagnétique de contraction due à ce courant pulsatoire est faible également. Il est donc diffi- cile, dans ce cas, de projeter le métal fondu sous la forme de gouttelettes. De façon plus précise, la partie en fusion du fil métallique servant d'électrode est transportée sous la forme d'une très grosse goutte de métal 16 jusqu'à la pièce à souder 16, comme re- présenté sur la figure 2A,-de sorte que cette pièce à souder est fâcheusement abimée par les éclaboussures. Par ailleurs, si, avec cette même machine à souder à arc pulsé de type connu, on effectue un soudage dans une gamme de valeurs moyennes importantes du courant de soudage, la quantité de chaleur que reçoit le fil métallique 20 est exagérément importante, de telle--sorte que la goutte 16 de métal en fusion présente la forme affaissée représentée sur la figure 2C. Par conséquent, même si l'on donne une grande longueur à l'arc électrique, le fil métallique se trouve momentanément en courtcircuit avec la pièce à souder. De plus, si l'arc électrique est de faible longueur, il est certain que le fil métallique sera en court circuit avec la pièce à souder. Or lorsque le fil métallique et la pièce à couler sont ainsi en court circuit, la partie en fusion de ce fil métal- lique a-tendance à faire des éclaboussures. Comme représenté sur la figure 2C le goutte en fusion 16 se détache du fil métallique 20 longtemps après que le courant pulsatoire a atteint sa valeur maxima-, ou valeur de crète; autrement dit, la goutte se déta- che du fil métallique à un moment o seul passe le courant de base. Par conséquent, lorsque ce courant de base est faible et que la tension à vide d'une source d'énergie qui fournit le courant de base est faible, l'arc électrique 22 est rompu, et, par suite, le fil métallique 20 qui continue de se dérouler adhère à la pièce à souder 18, de telle sorte qu'il se produit de nouveau des éclaboussures de métal en fusion. On peut remédier à cet inconvénient en effec- tuant l'opération de soudage avec un arc électrique de grande longueur. Mais malgré tout cette solution présente encore cet inconvénient qu'un gaz protecteur se trouve absorbé par le cordon de soudure ou qu'il se forme dans la pièce à souder, une entaille qui empêche d'augmenter la vitesse de soudage. Pour ces deux raisons, le soudage à l'aide d'une machine à souder de type connu continue de présenter des incon- vénients auxquels il s'agit de remédier. Comme expliqué ci-dessus, la machine à souder à arc pulsé classique présente de nombreux inconvé- nients. En outre, cette machine connue présente des difficultés en ce qui concerne le règlage du fait que, si l'on veut obtenir un transfert de goutte en fusion avec peu d'entailles dans la pièce à souder, autrement dit un transfert satisfaisant, il faut choisir le diamètre du fil métallique, le matériau dont est constitué ce fil et le gaz protecteur dans une gamme de valeurs bien définies. De plus, s'il se produit des éclaboussures du métal en fusion du fil métallique servant d'élec- trode, l'organe de rxglage risque d'être endommagé et il faut alors procéder à l'opération complémentai- re consistant à retirer le métal en fusion qui a éclaboussé la pièce à souder, ce qui diminue le ren- dement'de l'opération de soudage. L'invention vise-une machine à souder à arc pulsé présentant les propriétés et avantages 248 1 977 - tous les inconvénients décrits ci-dessus et qui sont liés à la machine à souder à arc pulsé de type connu, sont supprimés et la partie en fusion du fil métallique servant d'électrode-ne forme pza- tiquement pas d'éclaboussures; - sur une vaste gamme de valeurs moyennes de l'intensité du courant de soudage, la longueur de l'arc électrique demeure constante et le cordon de soudure reste bien régulier; - de même, sur une vaste gamme de vitesses de déroulement de fil métallique, la longueur de l'arc électrique demeure constante et le cordon de soudure reste bien régulier; - on peut facilement obtenir un soudage satisfaisant à partir de gouttes en fusion; et - l'opération de soudage à arc pulsé peut s'effectuer convenablement et de façon stable pour toute une vaste gamme de conditions opératoires. De façon plus précise, l'invention a pour objet une machine à souder à arc pulsé caractérisée par le fait qu'elle comprend une électrode consistant en un fil métallique, un chalumeau disposé en regard d'une pièce à souder à une certaine distance de cette dernière, un dispositif servant à envoyer un gaz protecteur sur la partie à souder de ladite pièce, un dispositif de déroulement servant à amener le fil métallique servant d'électrode Jusqu'au chalumeau,, une source de courant qui fournit le courant de base à appliquer entre cette électrode et la pièce à souder, une autre source de courant qui fournit un courant pulsé à appliquer entre ce fil métallique servant d'électrode et la pièce à souder, et un circuit de réglage de fréquence d'impulsions servant à régler le nombre des impul- sions de courant pulsé fournies, par unité de temps, par ladite source de courant pulsé, de manière que 248 1 977 ce nombre soit proportionnel à la vitesse d'ali- mentation du fil métallique servant d'électrode et de manière à fixer ainsi une valeur moyenne de l'intensité du courant d'arc,. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limi- tatif, plusieurs formes de réalisation. Sur ces dessins, - les Fig. 1A et 1B représentent les formes d'onde du courant pulsatoire d'une machine à souder à arc pulsé de type connu, dans deux cas différents; - les Fig. 2A à 2C, qui se rapportent également à la technique antérieure, sont des schémas représentant divers états d'une goutte en fusion dans son déplacement vers une pièce à souder, - la Fig. 3 est un schéma des circuits d'une première forme de-réalisation de la machine à souder à arc pulsé selon l'invention; - les Fig. 4A et 4B représentent des formes d'onde, respectivement de tension (Fig. A) et d'intensité (Fig. 4B); - la Fig. 5 représente les variations de l'intensité critique I (en ampères) en courant continu en fonction du diamètre d (en millimètres) du fil métallique servant d'électrode (ce dernier étant en acier doux), pour divers gaz de protection; - la Fig. 5 est un schéma explicatif repré- sentant le déplacement de gouttes de métal en fusion sous l'action d'un courant continu et d'un courant pulsatoire, tel qu'on pourrait l'observer à l'aide d'une caméra à grande vitesse; - les Fig. 7A et 7B sont des schémas relatifs respectivement au courant continu et au courant pul- satoire; le temps t est porté en abscisses et 248 1977 l'intensité. en ordonnées - la Fig. 8 représente des courbes de variation des intensités critiques (en ampères) en fonction du diamètre d (en millimètres] du fil métallique servant d'électrode pour des courants pulsatoires, avec divers gaz de protection; - la Fig. 9 représente les variations de l'intensité critique (en ampères) en fonction du diamètre d (en millimètres) du fil métallique servant d'électrode, dans le cas o ce dernier est en aluminium - la Fig. 10 représente les variations, en fonction du diamètre d (en millimètres) du fil métallique servant d'électrode, du diamètre (en millimètres) des gouttes de métal en fusion et de la quantité de chaleur nécessaire pour former de telles gouttes - la Fig. 11 représente un schéma de circuit- équivalent de la source d'énergie principale de la machine à souder selon l'invention; - la Fig. 12 est un schéma représentant le résultat de calculs effectués sur les paramètres Ip, QI Q2 et T utilisés dans l'invention; en abscisses, est portée la durée d'excitation - les Fige 13A à 13B sont des schémas expli- catifs relatifs à un procédé visant à diminuer la fréquence des impulsions produites; le temps (t) est porté en abscisses et l'intensité, en ordonnées - les Fig. 14 à 18 sont des schémas expli- c'+Iifs représentant divers dispositifs selon l'in- vention, pour la détection de la vitesse de dérou- lement d'un fil métallique servant d'électrode; - les Fig. 19, 20 et 21 sont des schémas de circuits correspondant à une seconde, une troisième une quatrième formes de réalisation de la machine à souder à arc puisé selon l'invention; - les Fig. 22 et 23 sont des schémas d'un circuit de variation d'impulsions utilisé dans l'invention; et - la Fig. 24 représente des formes d'onde du circuit des Fig. 22 et 23. La machine à souder à arc pulsé selon l'in- vention telle que représentée sur la Fig. 3 comprend un chalumeau de soudage 24 présentant un trou de projection de gaz de protection et une partie centrale par laquelle passe une électrode 20 consistant en un fil métallique, une source principale d'énergie 26 et.une source auxiliaire d'énergie 28. La source principale d'énergie 26 comprend un transformateur 30 servant à fixer la tension d'ali- mentation à une valeur donnée et à isoler électri- quement l'entrée et la sortie; des éléments actifs 32, 34 et 36 constitués par des semi-conducteurs, par exemple des thyristors qui font subir aux tensions sinusoïdales d'entrée un redressement et une mise en forme, ces thyristors étant déclenchés, ou excités, selon des phases données; une réactance servant à protéger le circuit d'alimentation en énergie contre les court-circuits et à mettre en forme une intensité de courant d'impulsion; enfin, un circuit 40 servant à faire varier le nombre d'impu-lsions par unité de temps, circuit que l'on appellera le cas échéant par la suite "circuit 40 de variation de la fréquence d'impulsions". Ce circuit 40 a pour rôle de détecter la vitesse du moteur d'un dispositif 70 de déroulement du fil métallique ou la tension d'induit du moteur (qui varie en fonction de la vitesse de ce moteur) en vue de faire varier la fréquence d'impulsions. La source d'énergie auxiliaire 28 comprend des diodes redresseuses 42,44, 46, 48, 50 et 52 ainsi qu'une résistance hmique 54 de limitation de l'in- tensité. Une source électrique haute fréquence 56 est incluse dans la source principale d'énergie 26 et elle comprend un transformateur survolteur 5B, un éclateur et un condensateur 54. Lorsqu'on excite l'éclateur , la source électrique haute fréquence 56 résonne en association avec le condensateur 62, en fournissant une tension élevée de haute fréquence. Ce circuit électrique haute fréquence 56 comprend en outre une bobine de couplage 64 servant à appliquer la tension haute fréquence ainsi obtenu, entre le fil métallique servant d'électrode et une pièce 18 à souder. Sur cette même figure 3, la référence 66 désigne un condensateur de dérivation servant à empê- cher cette tension élevée de haute fréquence d'gtre appliquée sur le côté du transformateur 30; la réfé- rence 68 désigne une bobine sur laquelle est enroulé le fil métallique 20 servant d'électrode; la référence désigne le dispositif de déroulement de fil indi- qué plus haut; la référence 72 désigne un condensateur de dérivation servant à empêcher la tension élevée de haute fréquence d'être appliquée à ce dispositif de déroulement 70; enfin la référence 74 désigne un corps magnétique cylindrique, par exemple en ferrite, intercalé entre le chalumeau 24 et le dispositif de déroulement de fil 70, ce corpscylindrique étant percé d'un trou pour le passage de l'électrode 20. Le fonctionnement de cette machine à souder à arc pulsé est le suivant: après avoir été renforcé par le transformateur survolteur 58, une tension d'entrée est appliquée aux bornes de l'éclateur 60. Lorsque cette tension d'entrée 248 1977 atteint une certaine valeur limite, il se produit une décharge dans l'éclateur. Par suite, le condensateur 62 et la bobine de couplage 64 constituent un circuit résonnant qui fournit la tension élevée de haute fré- quence appliquée entre l'électrode 20 et la pièce à souder 18. Au cours de cette opération, le condensa- teur de dérivation 18 empêche l'application élevée de haute fréquence sur le côté du transformateur 30, tan- dis que l'application de cette tension de haute fré- quence sur le dispositif 70 de déroulement de l'élec- trode se trouve empêchée par le condensateur de déri- vation 72 et par le corps cylindrique magnétique 74 qui joue le râle d'impédance de limitation. De la sorte, le circuit de la source d'énergie et le dispo- sitif de déroulement de l'électrode en fil métallique sont parfaitement protégés contre cette tension élevée de haute fréquence. La tension élevée de haute fréquence provoque la formation d'une décharge électrique entre le fil métallique 20 servant d'électrode et la pièce à souder. Etant donné que cette tension d'entretien de la dé- charge électrique est élevée et qu'il est souvent difficile d'entretenir la décharge uniquement à l'aide de la tension pulsatoire fournie par la source princi- pale d'énergie, la source auxiliaire d'énergie 28 vient à l'aide de cette dernière en fournissant une tension à vide nettement supérieure à la tension d'entretien de la décharge électrique. De façon plus précise, après que cette source auxiliaire 28 a fournit sa ten- sion, la source principale d'énergie 26 fournit une tension pulsatoire qui constitue le courant pulsatoire et, en nmême temps, le fil métallique 20 servant d'élec- trode se déroule du dispositif 70 et l'opération de soudage peut avoir lieu. Comme cela ressort de la description qui pré- cde, le soudage peut commencer alors que le fil métal- lique servant d'électrode ne touche pas la pièce à souder. Par conséquent, grâce à la machine.à souder à arc pulsé, selon l'invention, il n'y a pas à.craindre les éclaboussures qui normalement se forment au début d'une opération de soudage. La source auxiliaire d'énergie 28 a pour râle, d'une part, de fournir du courant au moment de l'amorçage de l'arc comme expliqué plus haut et, d'autre part d'entretenir l'arc entre les impulsions fournies par la source principale d'énergie. Cette source auxiliaire 28 est donc prévue pour fournir en permanence la quantité de courant nécessaire. Ce courant est le courant de base 12. Si l'on excite les thyristores 32, 34 et 36 à l'aide du circuit 40 de variation de la fréquence des impulsions, la source principale d'énergie 26 fournit un courant pulsatoire dont la fréquence est au maximum de 180 périodes par seconde. Pour simplifier les explications, on ne considérera qu'une seule. im- pulsion dans le cas o il n'y a pas de courant de base. La figure 4A représente la tension d'impul- sions (en fonction du temps t) qui est fournie pendant la période à vide au cours de laquelle aucune tension n'est appliquée entre les points P etQ du circuit par la source auxiliaire d'énergie 28, tandis que la figure 4E représente l'intensité d'impulsion qui cir- cule lorsque l'arc de soudage est déclenché par appli- cation de la tension d'impulsion. Sur la figure 4A, la référence E désigne la valeur maximale, ou(valeur de crête)de la tension secondaire dans la partie-du transformateur 30 situé du côté de la source princi- pale d'énergie; la référence T désigne la durée d'une alternance correspondant à la fréquence fonda- mentale de la source d'énergie; la référence t1 désigne l'instant o les thyristores 32 à 36 se dé- clenchent; sur la figure 4B, I désigne la valeur P maximale, ou valeur de créte du courant pulsatoire (en fonction du temps t) et la référence t2 désigne l'instant o le courant pulsatoire fournit par la source d'énergie 26 s'annule. Les valeurs Q1 et Q2 désignant la quantité de chaleur appliquée au fil métallique servant d'élec- trode sont définies par les relations suivantes: {2 r2 2 Q5 | i dt et Q2 = î i2dt' 1 t1 dans lesquels i désigne la valeur instantanée de l'in- tensité du courant pulsatoire. La valeur Q1 est repré- sentée par la surface de la partie hachurée de la for- me d'onde du courant pulsatoire représentée sur la figure 4B. En premier lieu, la-valeur maximale E0 étant fixée, on fait varier l'instant t1 à l'aide du circuit 40 de variation de fréquence d'impulsion. Si cet instant t1 est tardif, la valeur de crête Ip et la-largeur d'impulsionTde l'intensité du courant qui passe entre l'électrode 20 et la pièce à souder 18 sont faibles et, par conséquent, le soudage par projection par pulvérisation ne se produit pas, autrement dit, comme représenté sur la figure 2A, c'est le soudage par transfert de goutte qui a lieu. Au contraire, si l'instant t1 arrive plus tût de telle sorte que la valeur de crête I dépasse l'intensité critique I p o (qui est une valeur d'intensité cohérente dépendant du gaz de protection utilisé, du matériau dont est constitué le fil métallique servant d'électrode et du diamètre de ce fil métallique) et la quantité de chaleur appliquée au fil métallique à chaque impulsion est suffisante pour faire fondre ce fil et pour former une goutte en fusion au moment de la pulvérisations on obtient les conditions de soudage par transfert par pulvérisation représentées sur la figure 2B. Enfin, si l'instant t1 arrive trop tôt, le total de la chaleur - de l'arc électrique et de la chaleur dégagée par effet Joule dans le prolongement du fil métallique 20, c'est à dire la quantité de chaleur appliquée à ce fil mé- tallique, est trop important, et, par suite, on obtient les conditions de soudage par déplacement de gouttes représentées sur la figure 2C. Si l'on veut obtenir des conditions convenables de soudage par transfert de gouttes, il faut donner à l'intensité maxima I p une valeur supérieure à la valeur I de l'intensité critique et règler la forme d'onde du courant pulsa- toire de façon à donner à la quantité W de chaleur appliquée au fil métallique servant d'électrode (y compris le courant de base) la valeur optima. On décrira ci-après de façon détaillée un procédé de règlage de la forme d'onde du courant pen- dant la durée d'une impulsion, avec application d'un faible courant de base. La figure 5 représente les variations de l'in- tensité critique 'c (en ampères) en fonction du dia- mètre d (en mm) du fil métallique servant d'électrodes pour divers gaz de protection, le fil métallique étant en acier doux et le courant de soudage étant un courant continu 83 représenté sur la figure TA sans aucun courant pulsatoire. La figure 8 représente les varia- tions de l'intensité critique IC (en ampères) en fonction du diamètre d (en mm) du fil métallique, pour divers gaz de protection, le matériau dont est consti- tué l'électrode étant de l'acier doux et le courant de soudage étant un courant composite constitué par un courant de base faible et un courant pulsatoire 84, comme représenté sur la figure 7B (ou le temps t est porté en abscisse). Sur les figures 5 et 8, les courbes 76, 77, 78 et 79 et 80 et 81 correspondent à des gaz de protection dont les rapports de débits ont respectivement pour valeur: Ar / C02 = 6 / 4; Ar / C02 = 8 / 2 et Ar / C02 = 98 / 2. Dans ce cas, chaque gaz de protection est un mélange d'argent et de C02 et la proportion de CO2 va de 2 % à 40 % pour les raisons suivantes. On ne peut pas utiliser l'argent seul pour le soudage car il étalerait trop fortement l'arc électrique. Si l'on ajoute une trop grande quan- tité de C02, l'intensité critique Ic se trouve accrue de façon exagérée. Si l'on applique un courant pulsa- toire correspondant à l'intensité critique ainsi aug- mentée, l'arc électrique sera trop puissant et fera fondre en profondeur la pièce à souder 18. De plus, le gaz protecteur sera emprisonné dans le cordon de soudure qui, de la sorte, risquera d'être irrégulier. Comme cela ressort des figures 5 et 8, l'intensité critique Icoy dans le cas o l'on applique un courant continu, est plus faible que dans le cas ou l'on applique le courant de base et le courant pulsatoire. C'est ainsi par exemple que si on utilise un gaz pro- tecteur constitué par l'argent et du C02 dans des proportions de 8/2 et si l'on utilise un fil en acier doux de 1,2 mm de diamètre, l'intensité critique est de l'ordre de 290 A dans le cas d'application de cou- rant continu. Au contraire, l'intensité critique est de l'ordre de 370 A dans le cas d'application du cou- rant de base et du courant pulsatoire. Cela se comprend aisément.d'après. les formes d'ondes représentées sur les figures 7A et 7B. La figure 7A est un schéma 248 1977 correspondant à l'application d'un courant continu 83 dans le cas d'une valeur T O (en millisecondes) de la période de transfert de la goutte en fusion obtenue à partir des résultats (figure 6) fournis par la photographie de gouttes à l'état de fusion à l'aide d'une caméra à grande vitesse de déroulement. La quan- tité de chaleur appliquée au fil métallique servant d'électrode pendant la durée T 0 de la partie hachurée de la figure 7A est pratiquement égale à la quantité- de chaleur appliquée au fil métallique pendant la durée T de la partie hachurée de la figure 7B. Chacune de ces quantités de chaleur est suffisante pour fondre le fil métallique jusqu'au point d'obtenir une goutte. Cela représente la gamme optima de quantités de chaleur. Par conséquent, si la quantité de chaleur appliquée au fil métallique se trouve dans la gamme optima et au moins si l'intensité de crête Ip est supérieure à l'intensité critique IC dans le cas d'application d'un courant continu, on peut obtenir des conditions satis- faisantes de soudage par transfert de gouttes. Dans le cas o on utilise un fil métallique en acier doux, avec un gaz protecteur constitué par un mélange d'argent et de CO2 dans la proportion de 8/2, en se reportant à la figure 1, on obtient la valeur rapprochée suivante de l'intensité critique IcG: IC = 230d + 10 (ampères). La figure 9 représente les variations de l'intensité critique IC(en ampères) en fonction du diamètre d (en milimètres) du fil métallique avec application de courant pulsatoire, le fil servant d'électrode étant un fil en aluminium d'un diamètre de 1,6 mm et le gaz protecteur étant constitué unique- ment par de l'argent, ce métal pouvant convenir dans le cas d'un fil en aluminium ( voir courbe 82 figure 9). Si, dans le cas d'un fil en aluminium, la valeur de crête I atteint 400 A ou davantage, l'arc risque p d'emprisonner de l'air ce qui rend défectueux le cor- don de soudage. Il est donc nécessaire de limiter la valeur de crête I à une valeur à la fois supérieure p à l'intensité critique I et inférieure à 400 A. co On décrira ci-après un mode de réglage de la quantité de chaleur appliquée à un fil en acier doux. La figure 10 représente une variation du dia- mètre (en mm) de gouttes à l'état de fusion, en fonction du diamètre d (en millimètres) du fil métallique. Sur cette figure, la courbe 84 représente les mesures réelles dans le cas o l'allongement de chaque fil est de 5mm. Ces mesures réelles ont été obtenues pour une valeur:de crête E de la tension = 165 V et une valeur o de crête Ip de l'intensité égale à l'intensité critique Icet, par conséquent, on peut les considérer comme correspondant aux valeurs minima du diamètre.a des gouttes. Les valeurs portées sur l'axe des ordonnées de droite de la figure 10 sont les quantités d'énergie, y compris la chaleur latente, nécessaires pour faire passer, dans le cas de divers diamètres de gouttes, la température du fil métallique de la température ambiante (00C) au point de fusion (15350C). On voit par exemple, sur la figure 10,qu'un fil métallique d'un diamètre de 1,2 mm exige une quantité d'énergie de l'ordre-de 7,4 joules. Par ailleurs, si l'on veut empêcher que ne se produisent des conditions de soudage par dépla- cement de gouttes telles que représentées sur les figures 2A et 2C, il est indispensable que la quantité de chaleur appliquée au fil métallique 20 à chaque 1 7 impulsion soit comprise dans une certaine gamme optima. La courbe 86 de la figure 10 correspond aux résultats de mesure des quantités de chaleur nécessaires pour fondre les fils métalliques en vue d'obtenir une goutte lorsque, le courant de base ayant une intensité de A, les conditions satisfaisantes de soudage par dé- placement de gouttes, représentées sur la figure 2B, sont remplacées par des conditions défavorables repré- sentées par la figure 2C. Si l'on considère la courbe 86, le diamètre a et un indice max. d'une goutte à l'état-de fusion peut être représenté par l'expression suivante amax = 0,05d + 1,38. Par conséquent, si l'on considère la figure 10, la gamme optima de diamètres des gouttes à l'état de fusion et la gamme optima des quantités de chaleur d'un fil métallique servant d'électrode d'un diamètre d sont indiquées au tableau suivant diamètre des gamme optima du gamme optima des fils métalliques diamètre (en mm) quantités de cha- (en mm) des gouttes leur (J) 09 de 0,99 à 1,43 de 4,96 à 14,6 1,2 de 1,14 à 1,44 de 7,4 à 15,1 1,6 de 1,24 à 1,46 de 9,4 à 15,7 Remarque v le fil métallique servant d'électrode est en acier doux. Le tableau 1 indique diverses valeurs dans le cas o le fil métallique servant d'électrode est en acier doux, Les vues prises à l'aide d'une caméra à grande vitesse de déroulement ont confirmé que, même si le fil métallique servant d'électrode est en alu- minium ou en acier inoxydable, la gamme optima de diamètres des gouttes à l'état de fusion demeure vala- ble pour l'obtention de conditions satisfaisantes de soudage par décalage de gouttes représentées sur la d figure 2B. En outre, si le fil métallique servant d'électrode est en acier inoxydable, les gammes optima de quantités de chaleur indiquées au tableau t sont applicables directement, du fait que le point de fusion, à chaleur spécifique et la densité de l'acier inoxyda- ble sont pratiquement les mêmes que pour l'acier doux. 'Cela a été confirmé par les expériences faites dans des conditions réelles. Si le fil métallique servant d'électrode est en aluminium, on a constaté expérimen- talement que la gamme optima de quantités de chaleur est comprise entre 1, 95 et 3,8 joules. Il est donc indispensable de déterminer la forme d'ondes de l'in- tensité pendant une seule impulsion, c'est à dire une * période (à savoir la périodeT de la figure 7) de ma- nière telle qu'elle soit comprise dans la gamme optima de quantités de chaleur indiquées plus haut. La quantité W de chaleur fournie au fil mé- tallique par le courant pendant une seule impulsion est égale à la somme de la quantité de chaleur W1 due - à l'arc électrique et de la quantité de chaleur W2 due à l'effet joule de la partie du fil métallique comprise entre le point d'arrivée du courant à l'ex- trémité du chalumeau 24 et l'extrémité de l'arc. W est défini par l'expression suivante W W1 + W2 =A i dt + B 4 i dt = AQ1 + dans laquelle A et B sont des constantes et o t3 et t4désignent respectivement l'instant début et l'instant de la fin de la période T - On décrira ci-après de façon plus détaillée la quantité de chaleur W2. Cette valeur W2 correspond à un effet dit de chauffage préalable de la partie sortie du fil métallique et elle représente la chaleur fournie par effet Joule qui est fournie au fil métalli- que:pendant le temps qui s'écoule entre le moment o le fil métallique dépasse le point d'arrivée du coupant et le moment o le fil atteint l'extrémité de l'arc. Les résistances ohmiques R par unité de lon- gueur du fil métallique obtenus en recouvrant des fils en acier doux par du cuivre et qui sont utilisées de façon courante dans les machines à souder à arc pulsé, ainsi que les caractéristiq ues correspondantes d'intensité-tension de l'arc (la longueur moyenne de l'arc étant de 3 mm) sont indiquées au tableau 2: Tableau 2 acier doux: Point de fusion... 1535 C Chaleur latente... 65 cal/g Chaleur spécifique...0,15 cal/gOC Densité... 7,8 g/cm3 diamètre d Résistance ohmique par caractéristique en (mm) unité de longueur R intensité-tension (en m /cm) de l'arc 0,9 5,33 V = 22 + 0,0481 1,2 3,00 V = 15 + 0,041 1,6 1,69 V = 17 + 0,0281 Lorsque l'on augmente la longueur de la partie sortie du fil métallique de façon à augmenter Q29 la quantité de chaleur appliquée au fil métallique 20 à chaque impulsion devient supérieure à la valeur indi- quée par. la courbe 84 de la figure 10 (cette courbe 84 correspondant au cas de la valeur minima Q1) Toutefois, la quantité de chaleur doit être réglée à une valeur inférieure à celle qui est indiquée par la courbe 86 248 '1977 de la figure 10, compte tenu de l'effet produit par l'accroissement de la longueur de la partie sortie du fil métallique. Si l'on peut diminuer le diamètre a de la goutte à l'état de fusion, on peut réduire la longueur de l'arc électrique sans court-circuiter le fil métallique 20 et la pièce à souder 18. Il ne convient donc pas que la quantité de chaleur appliquée au fil métallique 20 soit supérieure à la quantité nécessaire. Cela signifie qu'il convient de régler la quantité Qi à une valeur aussi faible que possible lorsque l'on règle l'instant t3 pour qu'il arrive le plus tard possible. Compte tenu du fait que la quantité de chaleur absorbée par la pièce à souder est prati- quement proportionnelle à Q1, cette quantité de chaleur peut ne pas dépasser la valeur nécessaire et dans ce cas il ne produit pas d'entailles, ce qui a pour effet d'augmenter la vitesse du soudage. On peut donc donner à la partie sortie du fil métallique une longueur d'au moins 5 mm. Si cette longueur est de 5 mm, la quantité de chaleur appliquée au fil métallique 20 étant égale à la valeur indiquée par la courbe 84, la forme d'onde de l'intensité fournie par la source principale d'éner- gie est fixe et la quantité de chaleur restante, qui est de 7,7 Joules (= 15,1 - 7,4) pour un fil métallique d'un diamètre de 1,2 mm, ce calcul est utilisé comme chaleur par effet Joule pour la partie sortie du fil métallique. On décrira ci-après un procédé de détermina-- tion des conditions (E0, t3, Ql et Q2) du circuit de la forme de réalisation de la machine à souder repré- sentée sur la figure 3. On effectuera les calculs d'après un circuit équivalent simplifié correspondant à la source principale d'énergie 26 de la figure 3. Ce circuit 248 1977 équivalent est représenté sur la figure 11. Sur cette dernière, la référence 260 désigne une source de cou- rant électrique qui fournit la tension d'impulsion 10 représentée sur la figure 4A. Le circuit à la sortie de cette source de courant électrique 260 comprend une inductance 262 (par exemple de 350 pH) et une résis- tance 264 (par exemple de 5 mQ) qui agissent lorsque l'on utilise la réactance 38. Dans ce cas, la carac- téristique intensité-tension de l'arc électrique 22 est celle qui est indiquée au tableau 2. La figure 12 représente, sous forme de courbes, les valeurs calculées de 1p, Q1,' Q2 et-rdes formes d'ondes des intensités qui circulent dans le circuit de la figure 11, en fonction du temps t1 (en milli- secondes), correspondant au temps t1 de la figure 4, pour un fil métallique d'un diamètre de 1,2 mm et pour une valeur de crgte E0 égale à 65 V. Pour ces calculs, on a négligé l'influence du courant de base en raison de sa faible valeur. Si t, est égal à 5,75 ms, on a Ip = Ic (=370 A). Dans ce cas, la longueur de la partie sortie du fil étant de 5mm, il se forme une goutte d'un diamètre de 1,2 mm et une énergie calorifique W égale à 7,4 Joules est appliquée à ce fil. Du fait que l'on tient compte de l'onde du courant pulsé, l'intensité critique concerne égaement cette onde. Dans la quantité de chaleur W appliquée au fil métallique, la quantité de chaleur W1 correspondant à l'arc électrique est proportionnelle à Q1 (W1 = KQ1) et la quantité de chaleur W2 due à l'effet Joule dans la partie sortie du fil métallique est proportionnelle à Q2 La relation entre W2 et Q2 s'établit comme suit on considérera un segment de fil métallique ayant un volume égal à celui d'une goutte à l'état fondu (la longueur étant désignée parA = 0,0 mm pour un fil d'un diamètre de 1,1 mm)0 Le dégagement de chaleur par effet Joule fourni à chaque impulsion se calcule à partir de la résistance R (6/cm) d'une longueur unité de fil métallique et de la valeur Q2 (A2 5) et elle est égale à l'expression: Q2.R 1 (Joules). Si l'on appelle 1 la longueur de la partie sortie du fil métallique, la quantité de chaieur absorbée par la partie sortie du segment de fil métal- lique a pour expression: 1 W2 = Q2 x R x A1 x - x Q2.R (Joules) A1N N désignant le nom d'impulsions appliquées par unité-. de temps. A partir des valeurs de Ip = Ic, Ql et de Q2' dans le cas o t1 = 5,75 ms et/ou on applique une quantité de chaleur égale à 7,4 joules par impulsion, on obtient les valeurs W1, W2 et K indiquées au tableau 3A suivant: *b TABLEAU 3A. Longueur sortie de fil métal- liqus d l 11-A tique mm d(t ' [] ICtA]tl1mS] T[mS] a[Ui, &ZF1] [ [AS]I] P. WL2] Wi[j] K[V] (en rmxi)QLC 2 1 .,,.......DTD: 0.9 340 5,70 4,10 0,99 0,80 0,90 250 4,96 0,67 4,29 4.76 ,0 ,0 1,2 450 5,45 4;67 1,11 0,69 1,40 520 7,40 0,78 6,62 4'73 1,6 650.4,33 5,75 1,24 0,50 2,43 1280 9,40 1,08 8,32 3,42 0,9 275 5,98 3,60 0,99 0,80 0,65 150 4,96 1,60 3,36 5,17 ,0 1, 2 400 5,65 4,35 1,14 0,69 1-,15 380 7,40 2,28 5.12 4.45 1i6 600 5,00 5,50 1,24 0,50 '2,13 1040 9,40 3j52 5,88 2,76 0.9 250 6>08 3,45 0,99 0.,80 0,58 120 4.96 1,92 3,04 5,24 ,0 1. 2 370 5,75 4,20 1,14 0,69 1,0S 320 7,40 2,88 4,52.4t30 1,6 550,15 5,25 1,24 0.,50.,88 860 9,40 4,36 5,04 2?68 w r'> oe no -!j -"I TABLEAU 3B Longueur sortie de fil métal-n2 le il métal- d[.]Ico[A] to[mS] AF, AZ[m Qi[C] Q2[A2 S] W[J] W2[J] W1[J] K[V] licue e Co (en mm) 0,9 300 2,78.0,99 0,80 0,83 249 4,96 0,66 4,3 5,18 ,0 1,2 350 4,S7 1,14 0,69 1!,60 560 7,40 0,'84 6,56 4,10 1,6 383 6,60 1,24 0,50 2,53 968 9,40 0,818 8,58 3,40 0,9 240 Z,72 0,99 0,80 0,65 157 4,96 1,67 3;29 5,06 ,0 1,2 310 4,4Z 1,14 0,69 1,37 425 7'40 2,55 4,85 3,54 __ 1,6 354 5,85 1,24 0,50 2,07 733 9f40 2,48 6,92 3i34 0,9 218 2',68 0,99 0,80 0,58 127 4,96 2,03 2,93 5,05 ,0 1,2 290 4,21 1,14 0,69 1,22 354 7,40 3,19 4,21 3,45 1,6 324 5,76 1,24 0,50 1,87 605 9,40 3 07 6,33 3,40 NM Le tableau 3A indique les valeurs pour les diamètres du fil métallique de 0,9mm et de 1,6 mm, les valeurs obtenues de la manière-expliquée plus haut. Si l'on suppose que les valeurs K ainsi obtenues sont constantes quelle que soit la valeur de Eo si le dia- mètre du fil est constant, on peut alors obtenir, avec Ip = Ic, les quantités de chaleur W pour diverses longueurs de sortie de fil métallique lorsque E a une valeur différente de 165 V. Le tableau 3A indique également les valeurs réelles mesurées de Ic dans le cas o la partie sortie du fil métallique a pour longueur 20 mm et 5 mm ainsi que les résultats des calculs des valeurs W2 et Wl et K pour diverses longueurs de la partie sortie du fil métallique, dans le cas o on applique une quantité de chaleur égale à 7,4 joules avec Ip = IC Le tableau B indique les valeurs mesurées de Ico et del 0 ainsi que les résultats du calcul des valeurs W2, Wl,et K pour diverses longueurs de la partie sortie du fil mécanique et pour divers diamètres de ce fil, dans le cas ou une partie de chaque fil métal- lique se déplace sous la forme d'une goutte à l'état fondu d'un diamètre minimum, avec I = I t p O Dans le cas ou l'intensité de crête ou in- tensité maxima, et la largeur de chaque impulsion du courant pulsatoire sont déterminées de telle manière que la quantité de chaleur W appliquée au fil métalli- servant d'électrode à chaque impulsion soit comprise dans la gamme optima de la quantité de chaleur indiquée au tableau 1, la vitesse v(en cm/s) de déroulement du fil métallique, c'est à dire la longueur de fil déroulée par unité de temps, doit être égale au produit du volume d'une goutte à l'état fondu d'un diamètre d à l'état de chute formée par une seule impulsion, par le nombre N d'impulsions par unité de temps (en seconde). Cela peut se représenter sous la forme suivante: i a 3 I V x(d)2 x 1x = x (a)3 x N x 1 2 -f-0-- = x () x2 1000 quantité de fil quantité de métal fondue métallique déroulée par unité de temps par unité de temps De cette expression on tire la vitesse v de déroulement du fil métallique ( en cm/s)): 3 v = 0,0667 x 2 x N. Si le fil métallique ne se déroule pas à cette vitesse v, l'opération de soudage ne peut pas avoir lieu si l'on ne modifie pas la longueur de l'arc élec- trique. Si, en vue de donner une plus grande portée à l'expression indiquée ci-dessus, on fait passer N nom- bre d'impulsions dans le membre de gauche de l'égalité, la relation entre la vitesse de déroulement du fil métallique et le nombre d'impulsions de vient: v 0,0667 x a (cm/impulsion). Si l'on donne à a une valeur comprise dans la gamme optima de diamètres des gouttes à l'état fondu, indiquées au tableau 1, on obtient alors les gammes de valeurs optima suivantes v/N en fonction du diamètre du fil métallique: TABLEAU 4 diamètre du fil quotient de la vitesse optima de dé- métallique d en roulement du fil métallique par le mm nombre d'impulsions (cm/impulsion) 0,9 de 0,080 à 0,241 1,2 de 0,068 à 0,138 1,6 de 0,050 à 0, 031 Si l'on donne à v/N une valeur indiquée au tableau 4, la quantité de chaleur appliquée au fil métallique à chaque impulsion se trouve dans la gamme optima de quantité de chaleur qui assure les conditions satisfaisantes de soudage par transfert de gouttes. Si l'on. veut maintenir l'arc électrique stable, il faut que l'intensité du courant de base soit égale au moins à 10A. Toutefois, -si l'intensité du courant de base est trop forte, il faut augmenter la puissance de la source auxiliaire d'énergie. Dans ce cas, la quantité de chaleur fournie au fil métallique par le courant de base devient supérieure à celle qui est fournie à ce fil métallique par le courant pulsatoire. Par conséquent, si l'on veut maintenir l'intensité critique nécessaire et maintenir la quantité de chaleur fournie au fil métallique à une valeur constante, il faut augmenter E et t1 et diminuer T. Cela a pour effet de diminuer le rendement du transformateur 30. Si l'on augmente l'intensité du courant de base tout en faisant varier le nombre d'impulsions appliquées par unité de temps en fonction de la vitesse de dérou- lement du fil métallique comme expliqué ci-après, on ne peut pas conserver le quotient de la vitesse de déroulement du fil métallique par le nombre d'impulsions de sorte qu'il est difficile de faire fonctionner la machine à souder de façon automatique. Pour les raisons que l'on vient d'exposer, il faut fixer comme limite supérieure de l'intensité du courant de base, la valeur - de 59A. Il faut fixer des conditions de la manière exposée ci-dessus si l'on veut obtenir des conditions satisfaisantes de soudage par transfert de gouttes, et, d'une façon générale, les conditions satisfaisantes de soudage. Par ailleurs, il faut que la machine à souder soit en mesure de traiter les pièces à souder ayant des épaisseurs différentes de celles qui sont indiquées ci-dessus. Autrement dit, dans le cas d'une pièce à souder 18 épaisse, il faut augmenter l'intensité moyenne du courant de l'arc électrique, l'importante de la fusion et la profondeur de pénétration de la pièce à souder ainsi que le degré de fusion du fil métallique alors que, dans le cas d'une pièce à souder 18 mince, il faut au contraire, diminuer l'intensité moyenne du courant de l'arc électrique, l'importance de la fusion et la profondeur de pénétration de la pièce à souder ainsi que le degré de fusion du fil métallique. Dans la machine à souder à arc pulsé de la technique antérieure, c'est surtout la valeur de crête, ou valeur maxima I de l'intensité du courant pulsatoire p ou la courant de base que l'on modifie pour faire varier l'intensité de l'arc électrique en fonction de l'épaisseur de la pièce à traiter. Par suite, le nombre des conditions imposées au circuit pour obtenir l'état optimum'de soudage par déplacement de gouttes indiqué cidessus est plus faible et le fonctionnement de la machine à souder beaucoup moins commode. Au contraire, la machine à souder à arc pulsé selon l'invention fait appel au procédé suivant pour faire varier l'intensité moyenne de courant de l'arc électrique en fonction de l'épaisseur de la pièce à souder. On règle la durée de déclenchement, ou d'exci- tation, t1 du thyristore à une valeur optima de façon à obtenir la gamme optima de quantités de chaleurs et intensités de crêtes I qui assurent les conditions optima de soudage par déplacement de gouttes. Les grilles des thyristors 32 à 36 sont rendus passantes o sont bloquées par le circuit 40 de variation de la fréquence d'impulsions, de manière à ramener la fré- quence des impulsions à 180 impulsions par seconde fournies par la source principale de courant 26, afin de faire varier le nombre des impulsions produites par unités de temps. Cela se comprend mieux si l'on considère les figures 13A à 13D(o le temps t est porté en abscisses et l'intensité, en ordonnée@. La figure 13A représente les impulsions qui sont émises à la fréquence de 180 impulsions par seconde (360 impulsions/seconde'si la source principale d'énergie 26 est du type à 6 phases à une seule alternance ou du type triphasé à deux al- ternances ou un multiple, pour une fréquence de 50Hz. Les figures13B à 13D représentent des impulsions dont les fréquences sont réduites respectivement au 2/5 au 1/4 et au 2/3 de la fréquence indiquée sur la figure 13A. Si les impulsions voisines se chevauchent, il est difficile d'analyser séparément le-décalage de gouttes pour chaque impulsion. Cependant, nous allons procéder à l'opération de soudage. En raison de la stabilité de l'arc électrique, il convient que la suppression d'impulsions soit effectuée à intervalle régulier,comme représenté sur les figures 13B à 13D. Le circuit 40 de variation de fréquence des impulsions est conçu de manière à effectuer cette opération de suppression d'impulsions de cette manière. En vue de fixer l'intensité moyenne du courant de l'arc élec- trique, on modifie le nombre des impulsions formées par unité de temps de la manière exposée plus haut. Grâce à un réglage convenable de la valeur moyenne de l'in- tensité du courant de l'arc électrique, on peut obtenir le soudage optimum par déplacement de gouttes pour toutes les valeurs du courant de l'arc et, par suite, pour toute sorte de pièces à souder, quel que soit leur épaisseur.De la sorte, la vit esse de déroulement du fil métallique devient proportionnel au nombre de gouttes à l'état de fusion et au nombre des impulsions formées par unité de temps. Par conséquent, on peut rendre la vitesse de déroulement du fil métal- lique pratiquement proportionnel au nombre des impul- sions émises. Cet effet avantageux est mis à profit dans une machine à souder automatique conforme à l'in- vention. - On peut rendre la vitesse de déroulement du fil métallique proportionnelle au nombre d'impul- sions, de la manière suivante: (1) on détecte la vitesse de déroulement du fil métallique servant d'électrode à l'aide d'un tachymètre et on obtient en réponse un signal, par exemple une tension proportionnelle à la vitesse. (2) On détecte ce signal et on l'introduit dans un calculateur électronique ou appareil analogue et ce calculateur effectue les calculs nécessaires pour la détermination d'une ombre d'impulsions correspondant (qui est proportionnel par exemple à ce signal). (3) On applique ce nombre d'impulsions ainsi obtenu au circuit 40 de variation de fréquences des impulsions. 248 1 9 77 Un tel procédé permet d'empocher le retard par inertie qui se produit dans l'arc électrique, au moment de son amorçage (lorsque l'on commence à amener le fil métallique 20) ou au moment de son extinction (lorsque l'on cesse de dérouler le fil métal- lique 20) et, en outre, ce procédé empêche le fil métal- lique 20 d'adhérer à la pièce 18 à souder. Un tel pro- cédé est applicable quel que soit le type de gaz pro- tecteur, de matériaux dont est constitué le fil métal- lique et le diamètre de ce fil. On décrira ci-après, en se reportant à la figure 14, un dispositif permettant de détecter la vitesse de déroulement du fil-. Un détecteur de vitesse, ou tachymètre 332 est monté sur l'arbre du moteur 314 de déroulement du fil et il a pour râle de détecter la vitesse de rotation ou vitesse de ce moteur. Dans cet exemple, on détecte la vitesse de déroulement du fil métallique de façon indirecte, par détection de la vitesse du moteur 314. La figure 15 représente un autre exemple de dispositif de détection de la vitesse d'ar- rivée du fil métallique. Dans cet exemple, un détecteur de vitesse 334 est monté sur l'arbre d'une bobine 316 dans laquelle est enroulé le fil, cette bobine étant entrainée par un moteur 314 de déroulement du fil; ce détecteur permet de connaître la vitesse de rotation de cette bobine 316. Dans cet exemple, la vitesse de déroulement du fil métallique est détectée encore de façon indirecte, mais, ici, par détection de la vitesse de rotation de la bobine 316 de déroulement du fil. Ces deux exemples sont interressants en ce qui concerne les points suivants. En premier lieu, la construction est simple et, malgré tout, on peut détecter la vitesse de déroulement du fil métallique d'une manière assez précise; un tel détecteur de vitesse se trouve facilement sur le marché;enfin, on peut obtenir le signal de détection sous la forme d'un signal d'inten- sité susceptible d'être traité facilement. La figure 16 représente un troisième exemple de dispositif de détection de la vitesse de déroulement d'un fil métallique. Un galet de détection 336 est disposé de manière telle qu'il soit entrainé en rotation par le fil métallique 20 qui se déroule. Un détecteur 338 servant à faire connattre la vitesse de rotation de ce galet 336 ou la vitesse périphérique de ce dernier, est associé à cet galet 336, de telle sorte que l'on connait directement la vitesse de déroulement du fil métallique; Le dispositif de détection selon cet example is est donc int éressant en ce sens que, par exemple la détection de la vitesse de déroulement du fil métallique n'est pas affectée par les erreurs résultant de varia- tions de la vitesse angulaire et de la vitesse périphé- rique qui se présentent lorsque le nombre de tours du fil métallique 20 dans la bobine 316 diminue. On peut donc effectuer la détection de façon plus précise. La figure 17 représente un quatrième exemple de dispositif de déroulement du fil métallique, ce dispositif comprenant un moteur 314 de déroulement du fil, un galet 340 entraîné par ce moteur et un galet 342 associé au premier, le fil métallique étant coincé entre ces deux galets. Les éléments 344 (figure 18) qui doivent être détectés par un détecteur 348 sont situés sur la face latérale ou sur la surface périphérique de l'un de ces galets 340 ou 342. Ce détecteur 348 est installé à une distance donnée du galet 342 en regard du galet de manière à détecter ces éléments 344 qui sont disposés de manière représentée sur la figure 18; Dans le cas o l'on utilise un détecteur optique, les éléments 344 à détecter peuvent être des trous percés dans le galet ou des bandes réfléchissantes disposées sur ce galet. Si l'on utilise un détecteur magnétique, on monte des pièces métalliques sur la surface latérale ou à l'intérieur du galet. Ce détecteur 348 est relié, par une ligne 350, à la sortie de la source de courant électrique de soudage. Ce dispositif de détection de la vitesse de déroulement du fil métallique. tout comme les dispositifs des Fig.:-14 et 15, détecte la vitesse de déroulement du fil de façon indirecte. par détection de la vitesse de rotation du moteur. Selon un cinquième exemple de dispositif (non représenté) de détection de vitesse de dérou- lement du fil métallique, il est prévu un moteur à courant continu pour dérouler le fil métallique servant d'électrode et un circuit de détection servant à détecter la force contre-électromotrice de ce - moteur à-courant continu émet un signal de détection de force contreélectromotrice, à partir duquel on détecte indirectement la vitesse de déroulement du fil métallique. Sur la Fig. 3, qui représente une première forme de réalisation d'une machine à souder à arc pulsé selon l'invention, selon laquelle la source principale d'énergie 26 est une source de courant triphasé à une seule alternance et o la source auxiliaire d'énergie 28 est-une source de courant triphasé à deux alternances. On peut toutefois obtenir les mêmes effets avec des sources d'énergie d'un type différent. La Fig. 19 représente une seconde forme de réalisation de la machine à souder à arc pulsé selon l'invention. dans laquelle la source principale d'énergie 26 et une source auxiliaire d'énergie 28 sont toutes deux du type triphasé à deux alternances. Toutefois, la source principale d'énergie 26 peut être du type monophasé et la source auxiliaire d'é- nergie 28 peut être d'un type comportant un circuit (par exemple un transformateur de fuite) autre qu'un circuit à résistance. Dans la forme de réa- lisation représentée sur la Fig. 19, la vitesse d'un moteur de dispositif 70 de déroulement du fil métallique varie en fonction de la fréquence d'impulsions d'un circuit 40 de variation de fréquence d'impulsions. La Fig. 20 représente une troisième forme de réalisation de la machine à souder à arc pulsé selon l'invention. Dans cette forme de réa- lisation, une source électrique 56 à haute fréquence est comprise dans une source auxiliaire d'énergie 28 et la bobine de couplage est prévue plus petite. Dans la machine à souder représentée sur cette - Fig. 20, un condensateur de dérivation 66 joue le rôle du condensateur de dérivation de la Fig. 3. La Fig. 21 représente une quatrième forme de réalisation de la machine à souder à arc pulsé selon l'invention. La tension au secondaire d'un transformateur 30 subit un redressement à deux alternances sous l'action des diodes 96, 98. 100i 102, 104 et 106 puis elle est appliquée aux collecteurs de transistors 1081 à 108n. Ces tran- sistors 1081 à 108n sont rendus passants par des impulsions de déclenchement qui sont émises par un circuit 40 de variation de fréquence d'impulsions; il en résulte qu'une intensité d'impulsions ayant la-fréauence désirée est appliquée à une réactance 38. Etant donné que les transistors 1081 à 108n fonc- tionnent de la manière expliquée ci-dessus, il est possible de faire varier de façon continue le nombre 248 1977 des impulsions fournies par unité de temps. Autrement dit, on détermine le nombre des impulsions par unité de temps en modifiant en permanence les périodes de repos (qui correspondent aux états bloqués du transistor) entre impulsions successives. Leo nombre des transistors 1081 à 108n montés- en parallèle - est convenablement déterminé en fonction des capacités de ces transistors et de la valeur de l'intensité du courant de l'arc électrique. On peut obtenir de façon stable un fonctionnement parallèles des divers tran- sistors en faisant appel aux chutes de tension dans les fils métalliques conducteurs qui sont branchés sur ces divers transistors. Sur la Fig. 21, il est prévu une diode 109 ayant pour rôle de supprimer les montées brusques de tension dans les transistors, et un condensateur 110 a pour rôle de supprimer des montées brutales de tension et d'améliorer le front de montée du courant pulsatoire. Comme cela ressort de la description qui précède, on fixe la valeur moyenne de l'intensité du courant de l'arc électrique en faisant varier le nombre des impulsions émises par unité de temps de façon que ce nombre d'impulsions soit propor- tionnel à la vitesse de déroulement du fil métallique. Par suite, on obtient un cordon de soudage bien régulier pour toute une vaste gamme d'intensités moyennes du courant de soudage et, par conséquent, pour-toute une vaste gamme de vitesses de déroulement du fil métallique. En outre, conformément à l'invention, la vitesse maxima de la somme du courant pulsatoire et du courant de base est réglée à une valeur supérieure à l'intensité critique"I qui dépend du diamètre du fil métallique servant d'électrode, du matériau dont est constituée cette électrode et du type de base 248 1 977 protecteur. La quantité de chaleur appliquée au fil métallique servant d'électrode pour chaque période de l'ensemble des deux courants est réglée pour une gamme optima de quantité de chaleur qui dépend du diamètre du fil servant d'électrode, du matériau dont est constituée cette électrode et du-type de gaz protecteur en vue d'assurer des conditions convenables de soudage par transfert de goutte et, par suite, d'assurer des conditions de soudage fournissant des cordons de soudure satisfaisants pratiquement exempts d'éclaboussures. On décrira ci-après, en se reportent aux Fig. 22 à 24, un exemple de circuit 40 de variation de fréquence des impulsions. Au début des opérations de soudage, les courants A, B, C à la sortie d'un transformateur 401, dont chacun a la même phase que le signal corres- pondant du transformateur 30, sont appliqués par un dispositif déphaseur 403 dans lequel ils sont soumis à une conversion de manière que leurs largeurs d'impulsions soient définies par un circuit 402 de réglage de largeurs d'impulsions. Comme indiqué par les références A', B' et C' sur le schéma de la Fig. 24, le déclenchement se produit pour un angle de phase at donné. Puis, lorsqu'un générateur 405 d'impulsions de référence reçoit, d'un circuit 404 de réglage du nombre d'impulsions, un signal que l'on obtient en transformant en une tension le npmbre d'impulsions caractéristiques de la vitesse de dérou- lement du fil métallique, ce générateur 405 d'im- pulsions de référence fournit un signal d'impulsions d'une fréquence constante. On décrira ci-après de façon plus détaillée le fonctionnement de ce géné- rateur 405. On commence par intégrer le signal émis 248 1977 par le circuit 404 de détermination du nombre d'im- pulsions afin d'obtenir un signal de tension croissante dont la pente est donnée par le produit RC. Si le signal de tension croissante ainsi obtenu dépasse une valeur de seuil définie en fonction d'une tension. en un point S, une impulsion de déclenchement est appliquée à un élément commutateur 407, à la suite de quoi le signal cesse de croître puis se met à décroître brusquement. La tension à la jonction T s'annule. Par conséquent, le signal de tension à cette -jonction T a une forme en dents de scie. Lorsque la tension à la jonction T est nulle, la tension à la jonction U diminue. Par conséquent, le signal de tension qui apparait à la jonction U est un signal d'impulsions de fréquences constantes. Un distributeur 408, qui reçoit les signaux du transformateur 401, du dispositif de déphasage 403 et du générateur 405 d'impulsions de référence, fonc- tionne de manière à appliquer, selon le cas, son signal à l'un ou à l'autre des trois dispositifs de déclenchement 409. L'un de ces dispositifs 409 recevant le signa.l fourni par le distributeur 408. émet un signal de déclenchement pour un angle de phase a déterminé par le dispositif de déphasage 403, de telle sorte que les thyristors 32, 34 et36 sont excités les uns après les autres en fournissant un courant pulsatoire. La Fig. 23 est un schéma de circuit repré- sentant une forme de réalisation possible du distri- buteur 408 de la Fig. 22. Les signiaux A, B, C indiqués sur la Fig. 24 sont appliqués, par l'intermédiaire de diodes 410. aux éléments de commutation 411 respec- tifs. A la porte des éléments de commutation 411 sont appliqués lés signaux A', B' et C' du dispositif déphaseur 403, qui se déclenchent pour l'angle de phase a. A cette fin, comme indiqué par les références D, E, *F, lorsque les signaux du dispositif 403 de déphasage sont appliqués au distributeur 48, les éléments de commutation 411 sont rendus passants, ce qui a pour effet d'annuler pratiquement le potentiel aux bornes d'entrée des circuits bistables 421. Lorsque la tension aux bornes d'entrée est nulle, aucun signal n'est appliqué aux circuits bistables 412, même si une artère 405 d'impulsions de référence émet le signal d'impulsions G. Pendant les périodes de tension élevée des signaux d'impulsions 0, E, F qui sont indiquées par les zones hachurées sur la Fig. 24, les circuits bistables 412, en recevant le signal G du générateur 405 d'impulsions de référence, sont réglés respectivement de manière à fournir les signaux H, I, J qui sont appliqués à un dispositif de déclenchement 409. Les signaux émis par le dispositif 403 de déphasage sont éga- lement appliqués aux dispositifs de déclenchement 409 respectifs. Ces dispositifs de déclenchement 409 fournissent des signaux qui correspondent aux signaux émis par le dispositif de déphasage 403 et qui sont en phase avec les signaux de déclenchement H. I et J, de telle sorte que les signaux d'impulsions désignés par les références K, L et M sur la Fig. 24 sont appliqués aux grilles des thyristors 32, 34 et 36 qu'ils déclenchent. Par suite, ces thyristors 32, 34 et 36 s'excitent les uns après les autres en réponse aux signaux émis par les divers dispositifs 409, en fournissant un courant pulsatoire indiqué par la référence N sur la Fig. 103. Les signaux émis par les dispositifs 409 sont renvoyés pour remettre à zéro les bornes du circuit bistable 412, par l'intermédiaire des diodes 413. Par conséquent, lorsque l'un des dispositifs 409 émet son signal, tous les circuits bistables 412 sont remis à zéro; Dans ce cas, en raison de la présence des diodes 413, le fonctionnement des dispositifs 409 ne risque pas d'être gêné. Il est prévu une diode 414 pour que les courants A, B, C émis par le transformateur 401 ne puisse pas régler directement les circuits bistables 412. En outre, il est prévu une résistance ohmique 415 grâce à laquelle toute surintensité fournie par le générateur 405 d'impulsions de référence qui peut se produire lorsque l'élément de commutation 411 est rendu passant, est arrêtée. Le circuit décrit ci-dessus s'applique également à la forme de réalisation représentée sur la Fig. 21 dans laquelle on utilise des transistors de commutation. Dans ce cas, un signal en dents de scie défini par la pente RC est émis par le générateur 405 d'impulsions de référence, puis des impulsions d'excitation qui ont chacune une fréquence constante, sont appliquées aux transistors 108 à 108, en réponse au signal ainsi obtenu. REVENDICATIONS 1. Machine à souder à arc pulsé. caractérisée par le fait qu'elle comprend: un fil métallique (20) servant d'électrode; un chalumeau de soudage (24) fixé en regard d'une pièce à souder, à une certaine distance de celle-ci, un dispositif servant à apporter un gaz protecteur sur une zone de soudage de ladite pièce à souder, un dispositif de déroulement ayant pour rôle de dérouler ce fil métallique servant d'électrode en direc- tion dudit chalumeau, une source de courant de base ser- vant à fournir une intensité de base entre ce fil métal- lique (20] servant d'électrode et ladite pièce à souder, une source de courant pulsatoire servant à fournir une intensité pulsatoire entre ce fil métallique (20) servant d'électrode et cette pièce à souder, et un circuit de variation de fréquences d'impulsionsservant à faire varier le nombre des impulsions,par unité de temps, du- dit courant pulsatoire fourni par ladite source de cou- rant pulsatoire, de manière que ce nombre soit propor- tionnel à une vitesse de déroulement de ce fil métallique (20] servant d'électrode, pour faire varier une intensité moyenne du courant de l'arc électrique. 2. Machine à souder selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la valeur de crête, ou valeur maxima, du courant composite constitué par ledit courant de base et par ledit courant pulsatoire. est réglée sur une valeur d'intensité critique qui carres- pond à l'un au moins des paramètres représentés par le diamètre du fil métallique (20) servant d'électrode, le matériau dont est constitué ce fil et le type du gaz protecteur, et la quantité de chaleur qui est fournie à ce fil 'métallique (20) servant d'électrode à chaque période de ce courant composite est comprise dans une gamme optima de quantité de chaleur correspondant à au moins l'un de ces paramètres. 3. Machine à souder selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le quotient de la vitesse de déroulement du fil métallique au nombre d'impulsions par unité de temps dudit courant pulsatoire est fixé de manière à se trouver dans une gamme optima correspon- dant au moins au diamètre dudit fil métallique servant d'électrode. 4. Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que pour des fils métalliques servant d'électrode ayant respectivement des diamètres de 0,9 mm, 1,2 mm et 1,6 mm, lesdits quotients sont compris respectivement dans la gamme de 0,08 à 0,241 cm/ impulsion, de 0,068 à 0,138 cm/impulsion et de 0,05 à 0,081 cm/impulsion. 5. Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit circuit de varia- tion de fréquence d'impulsions a pour rôle de réduire les impulsions d'un signal d'impulsion dont la fréquence est un nombre entier multiplié par la fréquence fonda- mentale de ladite source de courant d'impulsion. pour fixer le nombre d'impulsions par unité de temps de ce courant pulsatoire. Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ladite source de courant pulsatoire comprend au moins un transformateur et des thyristors, et par le fait que ledit circuit de. varia- tion de fréquence d'impulsionsest accouplé de manière à régler le déclenchement et le blocage de ces thyris- tors pour faire varier le nombre d'impulsions par unité de temps dudit courant pulsatoire. 7. Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ladite source de courant pulsatoire comprend au moins des transistors, et par le fait que ledit circuit de variation de fréquence d'impul- sionsrègle le déclenchement et le blocage de ces tran- sistors de manière à régler la période d'arrêt dudit courant pulsatoire en vue de faire varier le nombre d'impulsions par unité de temps de ce courant pulsa- toire. 8. Machine à souder selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ladite source de courant pulsatoire comprend au moins un transformateur et des éléments actifs, et par le fait que ledit circuit de variation de fréquence d'impulsionsrègle les périodes pendant lesquelles lesdits éléments actifs sont pas- sant, de manière à transformer une intensité d'impul- sion en une onde de forme donnée. 9. Machine à souder à arc pulsé, caractérisée par le fait qu'elle comprend: un fil métallique ser- vant d'électrode, un chalumeau de soudage situé en regard d'une pièce à souder, à une certaine distance de celle-ci, un dispositif servant à faire venir un gaz protecteur sur une zone de soudage de ladite pièce à souder, un dispositif d'alimentation ayant pour rôle d'entraîner ledit fil métallique servant d'électrode vers ce chalumeau, une source de courant de base servant à fournir une intensité de base entre ce fil métallique servant d'électrode et ladite pièce à souder, une source de courant pulsatdire servant à fournir une intensité pulsatoire entre ce fil métal- lique et cette pièce à souder, un moyen de détection servant à détecter la vitesse à laquelle ledit fil métallique servant d'électrode se déroule en direc- tion dudit chalumeau, et un circuit de variation de fréquence d'impulsions servant à déterminer le nombre d'impulsions par unité de temps dudit courant pulsa- toire fourni par ladite source de courant pulsatoire, de manière que ce nombre soit proportionnel à ladite vitesse de déroulement du fil métallique par ledit dispositif de détection, en vue de fixer une valeur moyenne de l'intensité du courant de l'arc électrique. 248 i977 10. Machine à souder selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit moyen de détection de la vitesse de déroulement consiste en un détecteur ser- vant à faire connaître la vitesse de rotation d'un moteur de déroulement de fil métallique contenu dans ledit dis- positif de déroulement de fil métallique. 11. Machine à souder selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit moyen de détection de la vitesse de déroulement du fil métallique consiste en un détecteur servant à faire connaître la vitesse de rotation d'une bobine sur laquelle est enroulé ledit fil métallique servant d'électrode. 12. Machine à souder selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit moyen de détection de la vitesse de déroulement du fil métallique consiste en un détecteur servant à faire connaître soit la vitesse de rotation, soit la vitesse périphérique d'un galet rotatif au contact dudit fil métallique servant d'élec- trode fourni par ce dispositif de déroulement et qui est entraîné par celui-ci. 13. Machine à souder selon la revendication 9. caractérisée par le fait que ledit moyen de. détection de la vitesse de déroulement du fil métallique comprend: un détecteur, deux galets logés dans ledit dispositif de dé-roulement du fil métallique et servant à entraîner ce fil métallique servant d'électrode qui est coincé entre ces galets, l'un au moins de ces galets comportant des élément répartis à intervalles réguliers et disposés de manière à pouvoir 9tre détectés par ce détecteur. 14, Machine à souder selon la revendication 9, caractérisée par le fait que ledit moyen de détection de la vitesse de déroulement du fil métallique consiste en un circuit de détection de force contreélectromotrice servant à détecter une force contre-électromotrice d'un moteur à courant continu de déroulement de fil contenu dans ledit dispositif de déroulement de fil métallique.