Brevet FR2577833A1 — publié le 19860829

L'invention se rapporte à un poste de soudure électrique qui peut être du type avec ou sans gaz neutre et qui comprend en association ave-c un transformateur du courant de soudure, des selfs saturables et un circuit d'amorçage de l'arc à haute tension et à haute fréquence. On connaît des postes de soudure de ce type. Les selfs sont saturées magnétiquement à un degré réglable au moyen d'une tension continue, ce qui permet de faire varier l'intensité du courant dans Le circuit de soudage. Le circuit d'amorçage à haute tension et à haute fréquence favorise la création de l'arc à distance entre la pièce et l'électrode quand celle-ci s'approche de la pièce; ce circuit comprend un transformateur qui fournit typiquement une tension à 2 000 V et à 150 Hz. Avec les postes de soudure classiques de ce type, on observe constamment sur la partie débutante du cordon de soudure dans la zone de l'amorçage de l'arc une dépression qui a souvent l'apparence d'une cavité. Une telle dépression plus ou moins accentuée est indésirable principalement pour une question d'aspect. De toute façon elle constitue un défaut qui apparaît et se reconnaît bien sur les vues radio- graphiques des cordons de soudure. L'invention a pour but principal de parvenir à un poste de soudure électrique amélioré avec lequel il ne se forme pas de dépression dans la zone de l'amorçage de l'arc au début des cordons de soudure. Dans les postes de soudure connus, le circuit de saturation des selfs est mis en service dès le branchement du poste de soudure sur le réseau électrique d'alimentation avant même que le circuit principal de soudage soit mis en service effectif. On suppose que ceci est la cause de la cavité cons- tatée parce qu'au moment de la mise en service du circuit principal, il se produit aussitôt un fort appel de courant et une fusion non contrôlée du métal. Dans le poste de soudure ayant un transformateur du courant de soudure auquel sont associés des selfs satura- bles, un circuit de saturation de ces selfs, un circuit d'amorçage de L'arc à haute tension et à haute fréquence comprenant un transformateur, un relais principal de mise en serfice effectif du transformateur du courant de soudure, selon l'invention un moyen interrupteur est placé dans le circuit de saturation des selfs et ce moyen est branché pour être commandé simultanément audit relais principal, cependant que le circuit d'amorçage à haute tension et à haute fré- quence est apte à fournir une tension d'amorçage de l'arc de 4000 V environ, se stabilisant ensuite à 2200 V. De préférence, le moyen interrupteur est un relais incorporé au circuit de saturation des selfs et le circuit d'amorçage comprend un transformateur à fer saturé et à fuite qui fournit une tension initiale de 4000 V environ. On donnera maintenant, sans intention Limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un mode de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma partiel d'un poste de soudure conforme à l'invention montrant le transformateur du courant de soudure, les selfs saturables et le circuit de saturation de celles-ci, - la figure 2 est un schéma partiel du même poste de soudure montrant le pont redresseur et le transformateur de haute tension à haute fréquence, - les figures 3 et 4 sont des graphiques montrant l'évolution du courant de soudure et de la tension à haute fré- quence en fonction du temps pendant l'amorçage de l'arc, avec un poste de soudure de construction classique, - les figures 5 et 6 sont des graphiques analogues à ceux des figures 3 et 4 mais pour un poste à amorçage amélioré, conformément à l'invention Les deux schémas des figures 1,2 se raccordent aux trois points marqués respectivement I,I'; II,II' et III,IIII'. Après trois bornes 1,2,3 qui permettent de bran- cher le poste de soudure à un réseau électrique triphasé 380 V, 50 Hz, se trouve un disjoncteur 4 suivi de trois selfs saturables 5 qui sont raccordées au primaire d'un transforma- teur de puissance 6. De ce dernier partent trois lignes con- ductrices qui se terminent aux points I, II, III. Les trois selfs 5 comprennent des enroulements de saturation 7,8,9 qui sont montés en série dans un circuit de saturation 10 comprenant un condensateur de capacité élevée et un pont redresseur 11 réuni à un transformateur réglable 12. Ce dernier est relié à un premier transformateur d'ali- mentation 13 qui est branché directement par ses deux bornes 14,15 à deux lignes du réseau électrique à 380 V. Entre ce transformateur d'alimentation 13 et le transformateur régla- ble 12 est monté un relais 16, de sorte que ce dernier trans- formateur 12 n'est pas alimenté dès que le premier transfor- mateur d'alimentation 13 est mis sous tension, mais seulement après la fermeture du relais 16. Sur la figure 2 le schéma commence par les points I',II',III' de raccordement aux points I,II,III au schéma de la figure 1, après ces points on trouve un pont 17 de redres- sement du courant de soudure; le circuit principal de soudu- re se termine par des bornes de sortie marquées + et -. Avant celles-ci est raccordé un circuit d'amorçage 18 qui comprend un transformateur 19 d'amorçage fournissant une tension élevée à haute fréquence qui facilite l'amorçage de l'arc. Selon l'invention, ce transformateur 19 n'est pas du type classique habituel dans les postes de soudure conçus pour fournir une tension d'amorçage de 2 200 V qui se stabilise rapidement à 2 000 V. Au contraire, le transformateur 19 est du type, connu en soi, dit à fer saturé et à fuite conçu pour fournir une tension d'amorçage initiale de 4 000 V. Cette valeur est environ le double de la tension que fournit un transformateur classique, mais en raison du type même de ce transformateur, elle se stabilise rapidement après amorçage à une valeur de 2 200 V voisine de la valeur classiqueo On expliquera maintenant le fonctionnement du poste de L'invention en se reportant aussi aux figures 3 à 6. Au moment de La mise sous tension du poste de soudure quand on branche ses bornes I à 3 et 14,15 à un réseau d'alimentation, les selfs saturables 7, 8, 9 ne sont pas alimentées puisque le relais 16 est encore ouvert en amont du transformateur réglabLe 12. Ce n'est que lorsque le circuit principal est mis effectivement en service, de matière automatique juste avant l'exécution d'une soudure que le relais 16 est fermé et que la saturation des selfs 5 commence. Il en résulte que l'intensité du courant de soudure augmente progressivement d'une valeur proche de 0 à la valeur désirée, comme indiqué en pourcentage en ordonnées sur la figure 5, alors que, avec un poste classique, Les selfs étant saturées dès la mise sous tension du poste, le courant est immédiate- ment à 100 % de la valeur désirée (figure 3). Cet accroisse- ment progressif de la valeur de l'intensité du courant de soudure évite la formation d'une cavité indésirable au début du cordon de soudure, mais il a l'inconvénient de ne pas être favorable à un bon amorçage de l'arc par suite de la faiblesse initiale du courant principal. Le transformateur 19 a pour rôle d'éliminer cet inconvénient en fournissant une tension d'amorçage plus élevée (au moins 4000 V) qui descend rapide- ment à 2 200 V comme le montre la figure 6 o la tension est portée en ordonnées, alors que, avec un poste classique la tension initiale d'amorçage est de 2200 V seulement (figure 4). Il est évident que, dans l'esprit de l'invention, l'alimentation des selfs 5 en courant de saturation, pourrait être retardée par une disposition différente du relais 16 dont le montage en amont du transformateur réglable 12 est préféré mais non obligatoire; elle pourrait être retardée aussi par un moyen autre qu'un relais ainsi que l'homme de l'art le comprendra facilement. De même, il est possible de se servir d'un moyen autre qu'un transformateur à fer saturé et à fuite pour obtenir une tension d'amorçage plus éltevée que La tension d'amorçage classique et se stabilisant à La vaLeur cLassique de 2000 V environ. Une valeur plus forte que 4000 V est possible, mais elle provoquerait un amorçage prématuré de L'arc; inverse- ment une valeur inférieure à 4000 V serait possible aussi, mais ne compenserait pas totaLement Le retard apporté à la saturation des selfs. REVENDICATIONS 1. Poste de soudure à l'arc ayant un transforma- teur (6) du courant de soudure auquel sont associées des selfs saturables (5) alimentées en courant de saturation par un circuit de saturation (10) comprenant un transformateur variable (12), ce poste comprenant aussi un relais principal de mise en service effectif dudit transformateur (6) ainsi qu'un circuit d'amorçage (18) à haute tension et haute fréquen- ce, caractérisé en ce que le circuit de saturation (10) des selfs (5) comprend un moyen interrupteur (16) commandé simul- tanément audit relais principal, cependant que le circuit d'amorçage (18) est apte à fournir une tension initiale d'amorçage élevée de l'ordre de 4000 V se stabilisant à 2200 V environ. 2. Poste de soudure selon la revendication 1 caracté- risé en ce que le moyen interrupteur (16) est un relais incor- poré au circuit de saturation. 3. Poste de soudure selon la revendication 2 caracté- risé en ce que le relais (16) est monté à l'entrée du transfor- mateur variable (12) du circuit de saturation. 4. Poste de soudure selon la revendication 1 carac- térisé en ce que le circuit d'amorçage (18) comprend un trans- formateur (19) du type à fer saturé et à fuite fournissant une tension initiale de l'ordre de 4000 V.