Brevet FR2539342A1 — publié le 19840720

Dispositif de surveillance pour un appareil de soudage à l'arc électrique La présente invention se rapporte à un dispositif de surveillance des intensités sur un appareil de soudage manuel à l'arc électrique3 permettant à la suite de dépassements d'intensité de réaliser une signalisation et une protection. Ce dispositif est particulièrement adapté à un appareil de soudage à électrodes enrobées. On connaît par le brevet FR-A 1.363.338, un appareil de soudage manuel à l'arc électrique qui comporte un dispositif de commande à distance de l'intensité de soudage ce qui permet de changer, en cours de travail, l'intensité de soudage Ce dispositif permet de couper l'arc à pleine charge mais il n'apporte pas de protection, ni de signalisation, ni de coupure d'alimentation automatique en cas de dépassement d'intensité en cours de soudage. La présente invention a pour objet un dispositif de surveillance des intensités de soudage qui contrôle en continu les dépassements d'intensité pour les signaler et pour soit couper l'alimentation électrique du porte-électrode à la suite d'au moins deux dépassements réalisés au cours de deux passes successives, soit arrêter la signalisation si un premier dépassement d'intensité réalisé au cours d'une passe n'est pas suivi d'un autre dépassement au cours de la passe suivante L'opérateur est protégé pendant tout le cycle de soudage contre les coupures intempestives de l'arc et il est prévenu au premier dépassement d'intensité.En cas de coupure de courant d'alimentation du poste, l'opérateur sait qu'il a effectué un second dépassement d#intensité et il doit alors modifier sa façon de procé- der ou réviser les réglages de l'appareil avant de manoeuvrer un contact servant à rétablir le courant d'alimentation du poste. Le dispositif de surveillance selon l'invention est adapté à un appareil de soudage composé d'un porte-électrode connecté à un poste de soudage dont le circuit d'alimentation comprend un contacteur et adapté à la réalisation de passes successives de soudage et il est caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de mesure de l'intensité du courant d'alimentation du porte-électrode pour fournir un signal à un ensemble électronique de traitement détectant les dépassements des intensités par rapport à un seuil maximum prédéterminé et mémorisant lesdits dépassements pour commander l'ouverture du contacteur Si au moins deux dépassements successifs dBin- densité sont détectés. Selon une autre caractéristique, l'ensemble de traitement commande au moins un organe de signalisation de manière à déclencher le signalement en fin de passe à la suite d'un dépassement d'intensité et à maintenir cette signalisation jusqu'à la fin de la seconde passe suivante. Selon une caractéristique, l'ensemble de traitement se compose d'un circuit analogique traitant le signal des moyens de mesure et fournissant d'une part un signal logique limité par le début et la fin de passe et d'autre part un signal logique correspondant à un dépassement d'intensité et un circuit logique recevant lesdits signaux logiques de ce circuit analo gique pour mémoriser les dépassements d'intensité et commander le contacteur principal. Selon une caractéristique, le circuit logique comporte un regis- tre à décalage ayant deux sorties raccordées à un circuit NAND commandant le contacteur et une entrée recevant le signal de sortie d'une bascule con tôlée par les signaux provenant du circuit analogique. L'invention va maintenant etre décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés La figure 1 représente schématiquement les circuits constituant le dispositif selon l'invention. La figure 2 représente le diagramme des signaux en différents points du circuit de la figure 1 et sert à expliquer le fonctionnement du dispositif. En se référant à la figure 1, le dispositif de surveillance selon l'invention est adapté à un appareil de soudage manuel à l'arc électrique connu en soi. Cet appareil se compose d'un porte-électrode qui est connecté par un câble à un poste de soudage comprenant un transformateur dont le secondaire sert à alimenter le porte-électrode Le circuit d'alimentation arrivant au primaire du transformateur comprend un contacteur principal 8 qui est commandé par les circuits du dispositif. Le dispositif de surveillance se compose essentiellement d'un d ment de mesure 11 qui mesure le courant d'alimentation du porte électrode et d'un ensemble électronique de traitement 2 qui se compose essentiellement de circuits 3, 4, 51, 52, 61, 62. Le circuit analogique 3 détecte les séquences de soudage et les dépassements d'intensité. Le circuit logique 4 mémorise les informations de dépassement d'intensité et commande les circuits de pilotage 51, 52. Ceux-ci commandent le connecteur principal 8 et un voyant d'alarme 71 qui est incorporé à un boitier de commande 7 connecté au poste de soudage et équipé de diverses commandes de soudage. Ce boitier peut être mis en place à distance du poste de soudage et peut etre déplacé librement par l'opérateur.Il est facilement visible par l'opérateur pendant les opérations de soudage. L'élément de mesure 11 est un shunt qui est monté sur le circuit d'alimentation du porte électrode connecté au secondaire du transformateur du poste. Le signal de mesure donné par le shunt entre sur le circuit intégré 31 monté en amplificateur intégrateur. Le signal de sortie de ce'cir- cuit 31 est appliqué à deux circuits intégrés comparateurs 32 et 33 montés en redresseur sans seuil. Le comparateur 32 est chargé de commander chaque séquence ou passe de soudage à partir d'un certain seuil dit seuil de séquence, déterminé par la résistance 39. Une entrée du comparateur 33 est connectée à la sortie du circuit amplificateur 31 et, par l'intermédiaire d'un sélecteur 35, à un jeu de résistances 34. Chaque résistance détermine un seuil maximum d'intensité de soudage. Le circuit comparateur 33, en fonction du paramètre affiché par le sélecteur 35 détecte chaque dépassement d'intensité au-delà du seuil maximum ci-dessus. Les signaux issus des comparateurs 32 et 33 sont des signaux logiques. Le signal de sortie du circuit comparateur 33 est appliqué par l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme 37 à l'entrée d'une bascule bistable 42. La sortie de cette bascule 42 est appliquée à l'entrée d'un registre à décalage 41. L'entrée RAZ servant à la remise à O de cette bascule reçoit le signal de la sortie Q d'une bascule bistable 43. Cette bascule 43 à son entrée H reçoit le signal de sortie d'un élément monostable 41 tandis que l'entrée RAZ servant à la remise à O reçoit le signal de sortie d'un élément monostable 45-. Le signal de sortie du comparateur 32 est appliqué par l'intermé- diaire d'un circuit de mise en forme 36 simultanément à une entrée du registre à décalage 41 et à une entrée de l'élément monostable 44 qui est couplé à l'élément monostable 45. La remise à O du registre à décalage 41 est #ommandée à partir d'un interrupteur 461 par l'intermédiaire d'un circuit d'interface 46. Les signaux des sorties QA et QB du registre décalage 41 sont appliqués à un circuit NAND 48. Le circuit logique 4 commande les circuits de pilotage 51 et 52 par les circuits d'interface 61 et 62. Le circuit NAND 48 attaque le circuit d'interface 61 et la sortie QA attaque le circuit d'interface 62. Le signal de sortie du circuit d'interface 61 est injecté au circuit de pilotage 51 à triacs. Ces triacs commandent le contacteur principal 8 placé sur le circuit d'alimentation du poste de soudage. Le signal de sortie du circuit d'interface 62 est injecté au circuit de pilotage 52 à triacs. Ces triacs commandent un voyant d'alarme 71 situé sur le boitier de commande-à distance 7. Le signal de sortie du comparateur 33 attaque à la fois la bascule 42 et un voyant de dépassement 9 qui est incorporé au poste de soudage. Le réglage du seuil d'intensité correspondant au début de la séquence de soudage est obtenu par la résistance 39. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué en se référant à la figure 2. Au début de l'opération de soudage, l'opérateur amorce l'arc de soudage. A partir du seuil d'intensité dit seuil de séquence déterminé par la résistance 39, la séquence de soudage est enclenchéeg le niveau logique en sortie du circuit 38 changeant d'état. Si l'intensité ne dépasse pas le seuil maximum déterminé (cas de la passe 1) en fin de passe (état O à la sortie du circuit 37) aucune mémoire n'a été sollicitée et le dispositif est prêt pour une nouvelle passe. Supposons qu'un dépassement d'intensité se produise au cours de la passe 2. Le voyant de dépassement 9 qui est situé sur le poste de soudage s'allume pendant la durée de dépassement et le signal donné par le comparateur 33 fait changer d'état la bascule bistable 42. En fin de passe, le niveau logique en sortie du circuit 38 retombe à O. Ce changement de niveau fait transférer le signal en mémoire dans la bascule 42 dans le registre a décalage 41. La bascule 43 ainsi que les deux éléments monostables 44 et 45 maintiennent l'état de la bascule 42 pendant le transfert de l'état de cette bascule 42 à la fin de chaque passe. Le niveau logique amené au registre à décalage apparat t à la sortie QA de celui-ci et commande le voyant d'alarme 71 disposé sur le boitier de commande. Ce voyant s'allume avec un décalage très faible après la remise à O en fin de passe. L4opérateur > averti par le voyant 71, doit alors tenir compte de cette signalisation et éventuellement modifier les réglages. Supposons que dans la passe 3 qui suit, la bascule 42 reçoive une information nulle (ou ne reçoive pas de signal susceptible de la faire basculer). A la fin de la passe de soudage 3, le niveau logique 0 de la bascule 42 est transféré au registre à décalage 41. La sortie QA de celui-ci prend le niveau logique 0. Le niveau logique 1 qui apparaissait sur la sortie QA est alors décalé sur la sortie QB qui prend donc le niveau logique 1. Si au cours de la passe suivant la passe 3 il n'y a pas eu de dépassement du seuil maxima d'intensité, le niveau logique de la bascule 42 est transféré au registre 41. Comme le niveau logique est 0, la sortie QA de ce registre est alors au niveau 0. Le niveau logique de la sortie QA qui était 0 est transféré sur la sortie QB, le niveau logique de QB étant lui transféré sur la sortie QC qui n'est reliée à aucun circuit. Les deux entrées du circuit NAND 48 sont à O et sa sortie reste à 1. Supposons maintenant qu'un dépassement d'intensité se produise au cours de la passe 4 et soit suivi d'un second dépassement d'intensité au cours de la passe 5. Le fonctionnement au cours de la passe 4 est le meme que celui qui a été décrit à propos de la passe 2. En ce qui concerne la passe 5, le voyant de dépassement 9 sur le poste de soudage s'allume pendant la durée de dépassement et le signal de dépassement#fait basculer la bascule 42. En fin de passe, le niveau logique 1 est transféré au registre à décalage 41 dont la sortie QA prend le niveau 1 et commande le voyant d'alarme 71. Les deux sorties QA et QB sont à 1. Du fait que les deux entrées du circuit NAND 48 sont à 1, la sortie de celui ci passe à O et commande l'ouverture du contacteur principal 8 du circuit d'alimentation du poste de soudage. L'action manuelle de l'opérateur sur le contact 461 permet de réenclencher le contacteur principal 8. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'inveu- tion imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance pour un appareil de soudage composé d'un porte-électrode connecté à un poste de soudage dont le circuit d'alimentation comprend un contacteur principal (8) et adapté à la réalisation de passes successives de soudage, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de mesure (11) de l'inten- sité du courant d'alimentation du porte-électrode pour fournir un signal correspondant à un ensemble électronique de traitement (2) détectant les dépassements d'intensité par rapport à un seuil maximum prédéterminé- et mémo- risant lesdits dépassements pour commander l'ouverture du contacteur (8) si au moins deux dépassements successifs d'intensité sont détectés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dit ensemble de traitement (2) commande au moins un organe de signalisation (71) de manière à déclencher le signalement en fin de passe à la suite d'un dépassement d'intensité et à maintenir cette signalisation jusqu'à la fin de la passe suivante. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ensemble de traitement (2) se compose d'un circuit analogique (3) traitant le signal des moyens de mesure (11) et fours nissant d'une part un signal logique limité par le début et la fin de passe et d'autre part un signal logique correspondant à un dépassement d'intensité et un circuit logique (4) recevant lesdits signaux logiques de ce circuit analogique (3) pour mémoriser les dépassements d'intensité et comman- der le contacteur principal (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le circuit logique (4) comporte un registre à décalage (41) ayant deux sorties raccordées à un circuit NAND (48) commandant le contacteur (8) et une entrée recevant le signal de sortie d'une bascule (42) contrôlée par les signaux provenant du circuit analogique (3).