Brevet FR2562453A1 — publié le 19851011

La présente invention concerne une installation de commande d'une torche de soudage ou coupage, du genre com- prenant une électrode et une tuyère montées à débattement axial de contact avec un moyen élastique de sollicitation vers un débattement maximal correspondant au mode opératoire normal, ladite torche étant alimentée d'une part par une source électrique de courant de soudage ou coupage, dont une borne est connectée à ladite électrode et dont l'autre borne est destinée à être raccordée électriquement à la pièce à souder ou à couper, d'autre part par une source de gaz plas- magène. Dans ce genre de torche, l'allumage de l'arc inter- vient par simple appui de la torche contre la pièce à souder ou à couper, ce qui a pour effet d'amener l'électrode en contact avec la tuyère, qui, elle-même, est en contact avec la pièce, de sorte que la cessation de l'appui provoque l'écartement de l'électrode par rapport à la tuyère et la création d'un arc initial entre électrode et tuyère, arcqui est ensuite transféré entre l'électrode et la pièce. Ce type d'allumage est considérablement simplifié par rapport à la technique d'allumage par haute fréquence qui est ici totale- ment absente. La présente invention a pour objet de simplifier encore ce type d'installation en supprimant la gâchette de mise en marche et les connexions électriques associées qui s'étendent jusque dans le corps de torche. Cet objectif est atteint, selon l'invention, par une source électrique auxi- liaire très basse tension de sécurité, branchée entre élec- trode et pièce par l'intermédiaire d'un moyen électrique de commande de fermeture automatique d'un interrupteur du cir- cuit principal de courant de soudage ou coupage, entrant en action initiale lors de la mise en contact de l'électrode avec la pibce à souder via la tuyère de torche et maintenu en cette action par l'existence du courant principal de soudage ou coupage. Le maintien en action du moyen de com- mande de fermeture automatique de l'interrupteur de courant principal de soudage ou coupage comporte un circuit de main- tien de l'alimentation dudit moyen de commande, qui est assurée par une tension assujettie à l'existence du courant de soudage ou coupage, par exemple, celle obtenue aux bornes d'une impédance parcourue par ledit courant principal. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limita- tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue schématique d'une installa- tion selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont des schémas de deux varian- tes de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, l'installation con- cerne une torche 1 h électrode 2 et tuyère 3 montée à cou- lissement dans le corps 4 de torche avec isolement par rap- port à l'électrode 1. La torche 1 est ici représentée à faible distance d'une pièce à souder ou à couper 7. La sour- ce électrique d'alimentation de la torche 1 est un trans- formateur 10 dont un primaire monophasé 11 est raccordé, par deux conducteurs 12 et 13, à un réseau d'alimentation 14 via un interrupteur à commande automatique 15, qui peut d'ail- leurs être placé en aval du transformateur 10. Un secondaire 16 alimente un pont redresseur 17 dont une borne négative 18 est branchée à l'électrode 2 de la torche 1 via un conduc- teur 19, tandis qu'une borne positive 20 est raccordée, par un conducteur 21, à une borne 22 d'une inductance 23 dont l'autre borne 24 est raccordée par un conducteur 25 à la pièce à traiter 7. Un circuit auxiliaire de commande 30 incorpore un transformateur très basse tension de sécurité 31 dont un primaire 32 est branché, via un interrupteur ma- nuel 34, au réseau 14, en amont de l'interrupteur 15. Aux bornes d'un secondaire 33 du transformateur 31 sont bran- chés, en parallèle: - une lampe 40 d'indication de mise sous tension du circuit auxiliaire de commande 30. - un circuit de commande 41 comprenant un enroule- ment de commande 42 de l'interrupteur principal 15 en série avec un contact de relais 43, - un bobinage d'excitation 44 d'une électrovanne,non non représentée, placée sur le conduit d'alimen- en gaz. Une borne 45 du secondaire 33 du tranformateur 31 est également raccordée à la pièce 7 par un circuit incor- porant en série un contact thermique 46, à ouverture en cas d'élévation anormale de température, placé dans les bobi- nages du transformateur principal 10, un contact 47 à fer- meture sous l'effet d'une pression gazeuse, placé dans le conduit d'alimentation en gaz de la torche, un enroulement d'excitation 48, associé à une impédance 49 (condensateur 50 et résistance 51 en parallèle), cet enroulement 48 comman- dant, à l'état excité, la fermeture du contact 43, le tout étant branché, par un élément unidirectionnel 52, à la borne 24 de l'inductance 23, tandis que la borne négative 18 est branchée, par un élément unidirectionnel 53, à l'autre borne 54 du secondaire 33 du transformateur 31. D'autre part la borne 22 de l'inductance 23 est racordée par un conducteur à résistance 56 à la borne 45 du secondaire 33 du trans- formateur 31. Le fonctionnement de l'installation est le suivant: l'opérateur ferme l'interrupteur 34 du circuit auxi- liaire 30 et ouvre le robinet d'alimentation général en gaz plasmagène, ce qui a pour effet de mettre sous tension le transformateur très basse tension 31, d'allumer la lampe témoin 40 et d'exciter l'enroulement 44 de l'électrovanne, de sorte que le gaz plasmagène parvient et s'écoule dans la torche 1, mais l'interrupteur principal 15 est encore en position d'ouverture. La formation de l'arc est assurée par la venue en contact mutuel de la tuyère 3 avec la pièce 7 et de l'élec- trode 2 avec la tuyère 3. Le circuit alimentant, à partir du transformateur 31, l'enroulement 48 est fermé, viales con- tacts de sécurité 46 et 47 et le court circuit 2-3-7, ce qui provoque la fermeture du contact 43 du relais 48, donc l'excitation du relais 42, donc la fermeture du contact 15 fermant l'interrupteur d'alimentation du transformateur principal 10. L'écartement de l'électrode 2 de la tuyère 3 forme l'arc de soudage ou coupage entre électrode 2 et pièce 7 et établit ainsi le courant de soudage ou coupage. Le maintien de l'excitation du relais 48 est assuré par la tension aux bornes 22-24 de l'inductance 23 qui dépend de l'existence du courant de soudage ou coupage, cette tension assurant l'alimentation du relais 48 via le conducteur 55, la résistance 56, les contacts de sécurité- 46, 47 et l'élément unidirectionnel 52. Dès l'extinction de l'arc de soudage provoquée par l'opérateur, le relais 48 vient au repos, le contact 43 s'ouvre, le relais 42 vient au repos en ouvrant le contact 15. On note que l'arrêt de l'installation est obtenu, en outre, et indépendamment de l'opérateur, si la pression de gaz fait défaut (ouverture du contact 47) ou si le transfor- mateur 10 s'échauffe anormalement (ouverture du contact 46). Un circuit de contrôle (lampe 60 et élément unidirectionnel 61) signale de façon optique l'état correct de l'alimenta- tion gaseuse et le non-échauffement du transformateur 10. En outre, une lampe 62 branchée en série avec un élément uni- directionnel 63 signale optiquement le bon état du relais 42 et de son contact 15. De préférence la lampe 62 est en série avec un interrupteur à bilame 64, de sorte qu'en fonction- nement normal cette lampe 62 s'éclaire faiblement et s'éteint lors d'un arrêt de fonctionnement. Au contraire, la lampe 62 se mettra à clignoter au cas o le relais 42 (ou son contact 15) est défectueux, du fait de l'existence d'une tension à vide élevée aux bornes du secondaire 16 du trans- formateur 10. De préférence, on place un appareil sonore 65 en parallèle sur la lampe 62. En se référant à la figure 2, o l'on retrouve le transformateur principal 10, le redresseur 17, le circuit auxiliaire 30 à transformateur 31, ainsi que l'électrode 2, la tuyère 3 et la pièce 7, on note que le circuit de mainien du relais 42 est assuré, après amorcage, par un relais d'in- tensité 70 fermant un contact 71 en parallèle sur le contact 43. Selon la figure 3, le relais 48 commande directement le contact 15 et est monté en série avec un contact 75 d'un relais d'intensité 76, l'ensemble étant branché aux bornes de la source auxiliaire 31 d'une part, et, via une résis- tance 77 et l'élément unidirectionnel 53, aux bornes de l'ensemble électrode 2, tuyère 3, pièce 7 et relais d'inten- sité 76,d'autre part, de sorte que le contact 75 est d'abord fermé, grâce à l'alimentation du relais 76, par la source 31 lors du court-circuit 2-37, puis grâce à un courant de soudage, lorsque l'interrupteur 15 est fermé. L'invention s'applique au soudage ou au coupage, mettant en oeuvre un gaz d'arc, tel un gaz plasmagène. RÉPUBLIQUE FRAN AISE 2 562 454 INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE PARIS Ce numéro n'a donné lieu à aucune publication Ln N Lt0 N K. m. REVENDICATIONS 1.- Installation de commande d'opération d'une tor- che de soudage ou coupage (1) à gaz d'arc, du genre compre- - nant une électrode (2) et une tuyère (3) montées à débatte- ment axial jusqu'à contact mutuel contre l'action d'un moyen élastique de rappel vers une position d'écartement mutuel maximal correspondant au fonctionnement normal, ladite tor- che (1) étant alimentée par une source électrique de courant de soudage ou coupage (10) connectée entre électrode (2) et pièce à souder ou à couper (7), et par une soure d'alimen- tation en gaz d'arc, caractérisée par un circuit auxiliaire de commande (30) avec une source auxiliaire à basse tension de sécurité (31) branchée entre électrode (2) et pièce (7), avec intervention d'un moyen électrique de commande (48) de fermeture (15) du circuit de courant de soudage ou coupage, entrant en action lors d'un court-circuit électrode (2)-tuybre (3)-pièce (7) et maintenu en cette action par un moyen (23-70-76) agissant en dépendance exclusive du courant de soudage ou coupage. 2.- Installation suivant la revendication 1 carac- térisée en ce que le moyen (23) est une inductance parcou- rue par le courant principal de soudage ou coupage. 3.- Installation suivant la revendication 1 carac- térisée en ce que le moyen électrique de commande (48) de fermeture (en 15) du courant est un enroulement d'excitation d'un relais, dont un contact (43) provoque, le cas échéant, via un second relais (42), la fermeture (en 15) du circuit de courant de soudage ou coupage. 4.- Installation suivant la revendication 3 carac- térisée en ce que le moyen (70) est un relais d'intensité commandant un contact (71) agence en parallèle sur le con- tact (43). 5.- Installation suivant la revendication 1 carac- térisée en ce que le moyen (76) est un relais d'intensité commandant un contact (75) agencé seul en série avec le relais (48) de commande du contact principal (15), le tout aux bornes de la source auxiliaire (31) qui est raccordée, via une résistance (77) au circuit principal de soudage ou coupage. 6.- Installation suivant la revendication 1 ca- ractérisée en ce que le moyen électrique de commande de fermeture (48) du circuit de courant de soudage est branché en série avec un contact de fermeture (4,7) d'un pressostat de sécurité placé sur une conduite d'alimentation en gaz d'arc et/ou avec un contact d'ouverture (46) d'un thermostat de sécurité placé dans un transformateur d'alimentation en courant de soudage ou coupage.