Brevet FR2493742A1 — publié le 19820514

La présente invention concerne le soudage bout-à-bout par contact et par fusion ou étincelage, et elle concerne plus particulièrement les dispositifs de commande programmée du soudage bout-à-bout par étincelage. L'invention peut être utilisée avec le plus d'effica- cité pour le soudage simultané de plusieurs joints d'about aussi bien que de pièces ayant une section à souder développée telles que des tôles métalliques larges de plusieurs mètres et des tubes de grand diamètre. On connaît un dispositif pour la commande programmée du soudage bout-à-bout par étincelage (certificat d'auteur de 1'URSS NO 557889) comportant des capteurs de courant de soudage incorporés dans chacun des circuits de soudage ainsi qu'un dispositif de programmation du soudage muni d'un circuit d'alimentation et ay'ant sa sortie réunie à la commande de déplacement des pièces à souder. Ce dispositif connu comprend en outre un détecteur du signal le plus grand dont les entrées sont couplées aux sorties des capteurs de courant de soudage et dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire de circuits différentiateurs réunis en parallèle, à un organe comparateur. Ce dispositif connu fonctionne comme suit. L'organe comparateur reçoit, en provenance d'un capteur, la valeur voulue de courant et, en provenance de circuits de réaction, la valeur instantanée du courant et sa dérivée par rapport au temps. Une fois amplifié, le signal est envoyé de ltorga- ne comparateur au dispositif de programmation du soudage, qui commande le mécanisme de déplacement des pièces à souder. Il est à remarquer que la vitesse de rapprochement des pièces est proportionnelle audit signal. On voit donc que le fonctionnement du dispositif connu est basé sur la séparation de la valeur maximale de la densité de courant dans un des circuits parallèles et sur la régulation du soudage suivant cette valeur du courant afin de rendre stable le processus de soudage. Cependant, lors de l'utilisation de ce dispositif connu, on constate une augmentation de la surépaisseur de fusion initiale des pièces à souder. On voit croître aussi le temps de soudage pour pouvoir compenser la préparation inégale des faces des joints à assembler avant le soudage. Il s'ensuit donc la diminution du rendement du soudage. D'autre part, la mise à des températures inégales des différents joints fait baisser la qualité des jonctions soudées. L'invention vise à mettre au point un dispositif de commande programmée du soudage bout-à-bout par étincelage qui, grâce à une analyse des signaux provenant de chacun des joints durant la fusion des faces des pièces à souder, puisse permettre d'accroître le rendement du soudage et d1a- méliorer la qualité de la jonction soudée. Le problème posé est résolu en ce que le dispositif de commande programmée du soudage bout-à-bout par étincelage, de préférence de plusieurs joints en même temps, comportant des capteurs de courant de soudage branchés sur chacun des circuits de soudage et un dispositif de programmation du soudage possédant un circuit d'alimentation et ayant sa sortie reliée à une commande de déplacement des pièces à souder, comprend selon l'invention un dispositif de coïncidence logique dont les entrées sont reliées aux sorties des capteurs de courant de soudage et dont la sortie est reliée à l'entrée de commande du dispositif de programmation du soudage. Il est intéressant de munir le dispositif de coinciden- ce logique d'un circuit logique NON-ET, d'une bascule bistable, d'un circuit logique ET et d'un relais dont le contact constituant l'entrée de commande du dispositif de programmation du soudage est branché sur le circuit d'alimentation dudit dispositif de programmation et dont l'enroulement est, par l'intermédiaire du circuit logique ET et de la bascule bistable, relié à la sortie du circuit logique NON-ET, les entrées de ce dernier étant reliées aux sorties des capteurs de courant de soudage. Un tel mode de réalisation du dispositif selon l'invention assure une haute productivité du soudage et permet d'améliorer la qualité des articles à souder. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé et donnée uniquement à titre d'exemple. Sur ce dessin - la Fig. 1 représente le diagramme synoptique d'un dispositif selon l'invention - la Fig. 2 représente un exemple de réalisation du dispositif de colncidence logique selon l'invention. Les pièces à souder 1 et 2 sont serrées dans des mors 3 et 4 conducteurs de courant auxquels on applique une tension depuis des transformateurs 5 suivant plusieurs circuits parallèles. Le nombre des transformateurs 5 est fonction de la longueur des périmètres a' souder et atteint, dans les conditions réelles, dix à douze. Dans le circuit de soudage de chacun des transformateurs 5, on a incorporé des capteurs 6 de courant de soudage. Lesdits capteurs 6 sont destinés à délivrer des signaux en présence d'un courant déterminé dans le circuit de soudage. En guise de capteurs 6 on utilise des transformateurs 7 de courant dont les sorties sont couplées aux entrées de redresseurs 8. Les sorties desdits redresseurs 8, qui servent de sorties des capteurs 6, sont reliées aux entrées d'un dispositif 9 de coincidence logique. La sortie du dispositif 9 est réunie à l'entrée de commande d'un dispositif 10 de programmation du soudage. Le dispositif 9 fait démarrer le dispositif 10 au moment où le courant atteint un niveau déterminé suivant tout le périmètre du circuit de soudage. Le dispositif 10, possédant un circuit d'alimentation 11, a sa sortie couplée à une commande 12 de déplacement des pièces 1 et 2. Selon un mode de réalisation, le dispositif 10 est un relais temporisé à circuits multiples tandis que la commande 12 comporte un amplificateur électronique ou un amplificateur convertisseur, un moteur à courant continu, un réducteur, un tiroir hydraulique d'asservissement et un vé rin hydraulique (voir brevet US 3 335 257). Selon le mode préférentiel de réalisation, le dispositif 9 comprend un circuit logique 13 NON-ET (Fig.2), une bascule bistable 14, un circuit logique 15 ET et un relais 16 dont le contact 17 qui sert d'entrée de commande du dispositif 10 de programmation du soudage est branché sur le circuit d'alimentation 11 du dispositif 10 et dont l'enroulement est relié, par l'intermédiaire du circuit 15 et de la bascule bistable 14, à la sortie du circuit 13 NON-ET, dont les entrées sont réunies aux sorties des capteurs 6. Le circuit 13 sert à délivrer un signal à destination de la bascule 14 en présence de tous les signaux d'entrée. La bascule bistable 14 a pour fonction de conserver le signal à sa sortie en cas d'absence de signal à la sortie du circuit 13. Le circuit 15, possédant un grand pouvoir de charge, sert de découplage lors de la mise en jeu du relais 16. Un tel mode de réalisation du dispositif 9 permet d'enregistrer avec un grand degré de fiabilité le moment d'arrivée simultanée de signaux à ses entrées et d'opérer la mise en jeu du circuit 11 (Fig.l) d'alimentation du dispositif 10 de programmation du soudage. Le dispositif 9 se caractérise par une haute insensibilité aux parasites, étant donné que le branchement des circuits d'alimentation est réalisé directement par l'intermédiaire du contact de sortie du relais. Il est possible de recourir à un autre mode de réalisation du dispositif 9. Par exemple, le dispositif 9 peut posséder un circuit logique NON-ET à entrées multiples dont la sortie est couplée à la bascule bistable. La sortie de la bascule bistable est reliée directement à l'entrée de commande du dispositif 10, celui-ci étant à base d'éléments logiques, ce qui rend plus compliquée l'organisation du dispositif 10 et occasionne des frais supplémentaires. Le dispositif selon l'invention fonctionne comme suit. La tension de soudage provenant des transformateurs 5 est appliquée aux pièces à souder 1 et 2 par l'intermédiaire des mors 3 et 4 conducteurs de courant. On fait rapprocher l'une de l'autre les pièces 1 et 2 au moyen de la commande 12 à une vitesse initiale établie par le dispositif 10. La vitesse initiale est choisie de façon à assurer une fusion accélérée des bouts inégaux et en même temps à ne pas lai sa ser les parties à fondre des bouts des pièces s'échauffer avant que ne commence la fusion des pièces suivant toutes leur section. Pendant le rapprochement des pièces à souder 1 et 2, on voit commencer à fondre leurs bouts à certains endroits, ce qui est dû aux défauts de préparation des bouts des pièces 1 et 2 et au fait que lesdites pièces sont serrées dans les mors 3 et 4. Le courant de soudage ne circulera que dans le circuit de ceux des transformateurs 5 qui correspondent à une partie concernée par le contact et la fusion des bouts des pièces 1 et 2. Il en résulte que les signaux correspondant à la présence du courant de soudage dans le circuit n'arrivent qu'aux entrées correspondantes du dispositif 9. On n'aura pas de signal, dans ce cas, à la sortie du dispositif 9. Comme il a été déjà dit, le dispositif 9 est conçu de telle sorte que le signal de sortie ntapparatt qu'en présence de signaux à toutes ses entrées, dont le nombre est déterminé par celui des capteurs 6. Au fur et â mesure que les bouts des pièces 1 et 2 fondent, leurs faces s'égalisent et, lorsque le courant de soudage apparaîtra dans le circuit de chacun des transformateurs 5, les signaux provenant des capteurs 6 attaqueront toutes les entrées du dispositif. Il y aura alors aussi un signal à la sortie du dispositif 9, signal qui fera démarrer le dispositif 10. On voit donc que le soudage suivant un programme rigoureux ne débutera qu'au moment où les pièces a' souder commenceront de fondre sur tout leur périmètre. On examinera maintenant plus en détail le fonctionnement du dispositif 9 représenté à la figure 2. Des signaux étant apparus à toutes les entrées du circuit 13, on aura un signal fixé à la sortie du circuit 13. Arrivé à l'entrée du circuit 15, ce signal provoque le déclenchement du relais 16, dont le contact 17 fait démarrer le dispositif 10. C'est à partir de ce moment que le dispositif 10 commence le compte du temps, ctest-à-dire que commence le soudage d'après le programme. Le dispositif de l'invention permet de réduire sensiblement la surépaisseur de fusion, dtaccrottre la producti- vité et d'améliorer la qualité du soudage. P#EVEND ICAT IONS 1 - Dispositif de commande programmée du soudage bouta-bout par contact et étincelage, de préférence de plusieurs joints à la fois, du type comportant des capteurs de courant de soudage incorporés dans chacun des circuits de soudage et un dispositif de programmation du soudage possédant un circuit d'alimentation et ayant sa sortie reliée à une commande de déplacement des pièces à souder, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de coSnciaence logique (9) dont les entrées sont reliées aux sorties des capteurs (6) de courant de soudage et dont la sortie est reliée à l'entrée de commande du dispositif de programmation du soudage (10). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de coincidence logique (9) comprend un circuit logique NON-ET (13) une bascule bistable (16), un circuit logique ET (15) et un relais (16) dont le contact (17) constituant l'entrée de commande du dispositif de programmation du soudage (10) est branché sur le circuit (11) d'alimentation de ce dispositif de programmation et dont l'enroulement est relié, par l'intermédiaire du circuit logique ET et de la bascule bistable, à la sortie du circuit logique NON-ET, les entrées de ce dernier étant reliées aux sorties des capteurs (6) de courant de soudage.