Brevet FR2797600A1 — publié le 20010223

La présente invention concerne un procédé de commande de la puissance délivrée par un poste de soudage tel un générateur de courant, fonctionnant avec une succession de périodes d'arc et de périodes de courts-circuits. D'une manière générale, dans un procédé de soudage par court- circuit, existe, entre l'électrode et la pièce à souder, une alternance de périodes d'arc, durant lesquelles une goutte de métal en fusion se forme au bout l'électrode sans qu'il y ait transfert de métal vers bain, et de pé riodes courts-circuits, durant lesquelles les gouttes formees en périodes d'arc sont transférées vers le bain. sources électroniques utilisées dans les postes de soudage d'ancienne génération se comportent comme des sources de tension. Le courant delivré à chaque instant au circuit de soudage est ce fait imposé par l'impédance que le circuit présente à la source. Ainsi, dans les postes de soudage d'ancienne géneration, la forme d'onde courant délivré par la source est fixée par les caractéristiques du circuit soudage. Elle se caractérise pendant les périodes de court-circuit par une montée exponentielle, à un rythme fixé par le rapport entre la self et la résistance, jusqu'à une valeur de crête dépendant de tension fournie par la source et de la résistance du circuit. La forme d'onde est en outre caractérisée pendant les périodes d'arc par une descente exponentielle à un rythme dépendant de la self et de la résistance vues la source, jus qu'à une valeur de base qui est fonction de la différence entre la tension présentee par la source et la tension établie au niveau de l'arc. Depuis peu, ont été développés des postes de soudage dans les quels source électrique d'alimentation permet d'imposer le courant déli- vré. Ce type de poste de soudage permet d'améliorer la qualité de la sou dure obtenue. A cet effet, les efforts se sont portés essentiellement sur la réponse en courant apportée aux variations de tension en périodes d'arc afin de conserver un régime de transfert stable et de limiter les variations d'aspect du cordon lors des variations de hauteur de l'électrode de soudage en soudage manuel. Les formes d'onde envisagées reproduisent celles d'un poste de soudage de l'ancienne génération. Les réglages utilisés influencent ainsi aussi bien la réponse en période de court-circuit qu'en période d'arc, res treignant le domaine de réglage possible à des valeurs permettant un bon compromis entre les réponses dans ces deux périodes. Ainsi, il était néces saire de chercher un réglage adapté à chaque condition de soudage. L'invention a pour but de fournir un nouveau procédé de commande d'un poste de soudage offrant une bonne stabilité du transfert de métal quelque soit le dynamisme d'arc, c'est-à-dire la fréquence de court-circuit, et qui soit peu influençable par les conditions d'utilisation. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande de la puissance délivree par un poste de soudage, caractérisé en ce que la riode d'arc se décompose en deux phases successives de contrôle de l'arc et en ce que la puissance moyenne délivrée au cours de la phase initiale est supérieure à la puissance moyenne délivrée au cours de la phase finale. Selon modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé com porte l'une plusieurs des caractéristiques suivants - pendant la phase initiale, la puissance diminue au cours du temps d'une valeur maximale à une valeur minimale, et en ce que la puissance maintenue sensiblement égale à la puissance minimale pendant la phase finale ; - la durée de la phase initiale est comprise entre 15 et 40% de la du rée totale de la période d'arc ; - la phase initiale se décompose en une première phase suivie d'une seconde phase entre lesquelles la valeur de la puissance chute brutale ment; - sur chacune des première et seconde phases, la valeur de la puis sance décroît sensiblement continuellement, notamment continuement ; - sur chacune des première et seconde phases, la puissance décroît d'une valeur comprise entre 10 et 30%, et avantageusement sensiblement 20%, de différence entre la valeur de puissance maximale et la valeur de puissance minimale ; - puissance moyenne délivrée pendant la période d'arc est propor tionnelle la vitesse du fil de soudage, le facteur de proportionnalité dé pendant uniquement des caractéristiques de fusion du fil soudage sous le gaz de protection utilisé; - phase initiale est précédée pendant la période d'arc, d'un délai de retard pour la stabilisation de l'arc au cours duquel puissance est maintenue à une valeur inférieure à la puissance moyenne la phase ini tiale ; - dynamisme du courant en période de court-circuit fonction de l'énergie moyenne fournie par l'arc lors de la période d'arc ; - dynamisme du courant en période de court-circuit proportion nel à la vitesse du fil de soudage pour une énergie moyenne fournie par l'arc lors la période d'arc constante ; - période de court-circuit comporte une phase de croissance au cours laquelle la puissance est croissante, l'intensité augmentant linéai- rement avec une dérivé par rapport au temps qui est une fonction hyperbo lique de l'énergie moyenne fournie par l'arc lors de la période d'arc; - pendant la période de court-circuit, la phase de croissance du cou rant est précédée d'un délai de retard au cours duquel l'intensité est main tenue à une valeur sensiblement égale à celle présente dans l'arc en fin de période d'arc ; - courant de fond en période de court-circuit est proportionnel à la vitesse fil de soudage; - courant de fond en période de court-circuit est proportionnel à l'amplitude relative de la variation de puissance appliquée entre le début et la fin périodes d'arc ; et - courant de fond en période de court-circuit fonction hyperbo lique de distance contact au fil de soudagelpièce, notamment es timée à partir de la tension mesurée lors du passage courant connu à un moment de la période initiale du court-circuit. L'invention a en outre pour objet un poste de soudage fonctionnant avec une succession de périodes d'arc et de périodes court-circuit com portant moyens de commande de la puissance délivrée, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que la periode d'arc se décompose en deux phases successives de contrôle de l'arc, puissance moyenne délivrée au cours de phase initiale étant supérieure à la puissance moyenne délivrée au cours la phase finale. Selon des modes particuliers de réalisation, poste de soudage comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que, pendant la phase initiale, la puissance diminue au cours du temps d'une valeur maximale à une valeur minimale, et la puissance est maintenue sensiblement égale à la puissance minimale pendant phase finale ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que la durée de la phase initiale soit comprise entre et 40% de la durée s. totale de la période d'arc ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que la phase initiale se décompose en une première phase suivie d'une seconde phase entre lesquelles la valeur de la puissance chute brutale ment; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que, sur chacune des première et seconde phases, la valeur de la puis sance decroît sensiblement continuellement, notamment continuement ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que, chacune des première et seconde phases, la puissance décroît d'une valeur comprise entre 10 et 30 /0, et avantageusement sensiblement 20%, de la différence entre la valeur de puissance maximale et la valeur de puissance minimale; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que la puissance moyenne délivrée pendant la période d'arc soit propor tionnelle à la vitesse du fil de soudage, le facteur de proportionnalité dé pendant uniquement des caractéristiques de fusion du fil de soudage sous le de protection utilisé ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que phase initiale soit précédée pendant la période d'arc, d'un délai de retard pour la stabilisation de l'arc au cours duquel la puissance est mainte nue a une valeur inférieure à la puissance moyenne de la phase initiale ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour le dynamisme du courant en période de court-circuit soit fonction l'energie moyenne fournie par l'arc lors de la période d'arc; - lesdits moyens de commande de puissance sont adaptés pour dynamisme du courant en période de court-circuit soit proportionnel à vitesse du fil de soudage pour une énergie moyenne fournie par l'arc lors période d'arc constante ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour la période de court-circuit comporte une phase de croissance au cours laquelle la puissance est croissante, l'intensité augmentant linéairement avec une dérivé par rapport au temps qui est une fonction hyperbolique de l'energie moyenne fournie par l'arc lors de la période d'arc; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour pendant la période de court-circuit, la phase de croissance du courant soit précédée d'un délai de retard au cours duquel l'intensité est maintenue à une valeur sensiblement égale à celle présente dans l'arc en fin de riode d'arc; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que courant de fond en période de court-circuit soit proportionnel à la vitesse du fil de soudage ; - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que courant de fond en période de court-circuit soit proportionnel à l'am- plitude relative de la variation de puissance appliquée entre le début et la fin des périodes d'arc; et - lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que le courant de fond en période de court-circuit soit une fonction hyper bolique de la distance contact au fil de soudagelpièce, estimée notamment à partir de la tension mesurée lors du passage d'un courant connu à un moment de la période initiale du court-circuit. L'invention sera mieux comprise à la lecture de description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des sins sur lesquels - la figure 1 est une courbe figurant les formes d'onde de la puis sance et du courant délivrées par le poste de soudage selon l'invention pendant un cycle de soudage ; - figures 1A et 1 B sont des courbes montrant des variantes de formes d'onde de la puissance lors de la période d'arc - figure 2 est un schéma synoptique d'un poste de soudage selon l'invention ; - figure 3 est une vue schématique du module d'entrée du poste de soudage la figure 2 ; et - figure 4 est une vue schématique du module de définition de la forme d'onde du poste de soudage de la figure 2. forme d'onde représentée sur la figure 1 montre deux périodes distinctes représentatives du fonctionnement du poste soudage avec une succession de périodes d'arc notées Ta, et de périodes de courts-circuits notées cours de la période d'arc Ta,, le générateur soudage est com mande puissance, c'est-à-dire qu'il est commande afin de délivrer en sortie puissance dont la forme d'onde correspond à une forme d'onde de consigne. En revanche, pendant la période de court-circuit Tc, le générateur de soudage est commandé en courant, c'est-à-dire qu'il commandé afin de délivrer en sortie une intensité dont la forme d'onde correspond à une forme d'onde de consigne. La période d'arc Ta, voit essentiellement la puissance fournie dé croître d'une valeur P;,;t à une valeur minimale Pbase. Lors de la période de court-circuit T,,, l'intensité croît brutalement puis essentiellement linéairement à partir d'une valeur 1,,0 égaie au rapport de la puissance Pbase sur la tension d'arc juste avant le court-circuit. Selon l'invention, l'essentiel de puissance fournie pendant la pé riode d'arc Ta, est délivrée par le poste soudage au début de la période d'arc. Plus précisément, la période d'arc comporte une phase initiale T; au cours de laquelle la puissance varie notamment décroissante, sui vie d'une phase finale Tf pendant laquelle puissance est maintenue sen siblement égale à sa valeur minimale jusqu'à la détection du court- circuit. Avantageusement, la durée de la phase initiale T; est comprise entre 15 et 40 % de la durée totale de la période Tarc. La phase initiale T; comporte première phase notée Tp, suivie d'une seconde phase Tp2 au cours desquelles les puissances moyennes fournies par le poste de soudage sont différentes. En particulier, selon l'invention, la puissance moyenne fournie pendant la première phase Tp, est supérieure à la puissance moyenne fournie pendant la seconde phase Tp2. Sur chacune des premier et seconde phases Tp, et Tp2, la puissance décroît d'une valeur notée OP. Cette décroissance s'effectue avantageuse ment linéairement. Sur chacune des première et seconde phases TpI et Tp2, la valeur aP de chute de la puissance est comprise entre 10 et 30 lo de la différence en tre la puissance maximale P;,,;t et la puissance minimale Pba, Avantageu sement, cette variation de puissance est égale à 20% de cette diffé rence. De plus, une chute brutale de la valeur de la puissance est imposée entre les phases Tpt et Tp2. Cette rupture dans le profil de puissance favo rise la stabilité de la durée de la période d'arc Ta,,,. En variante, et comme représenté sur la figure 1A, la valeur de la puissance fournie par le poste de soudage peut être maintenue constante pendant toute la durée des phases Tp, et Tp2. Elle est alors fixée respecti vement aux valeurs Pinit et Pbase. Suivant une autre variante de mise en oeuvre du procédé illustré sur la figure 1 la puissance est décroissante de manière lineaire pendant la durée cumulée des phases Tp, et Tp2 de la valeur Pinit à Pbare. Comme représenté sur les figures 1, 1A et 1 B, la puissance maximale Pinit n'est fournie avantageusement qu'après un retard note Ta,. Ce retard, pendant lequel la puissance fournie est maintenue à la puissance minimale Pbase permet un rétablissement de l'arc en phase transitoire alors que la puissance minimale. Le retard Ta, est compris entre 500 et 1 ms. Au cours de la phase finale de la période d'arc notée la puissance fournie par poste de soudage est maintenue à la valeur b,.,. Après la détection du court-circuit, le courant est maintenu pendant une période de retard notée T., à la valeur de courant antérieure au court-circuit. retard assure une bonne entrée en contact fil et du bain. Le retard Tc,# avantageusement inférieur à 25% de la duree de la période de court-circuit T,#c car sinon le régime s'en trouve affecté. retard -c,, est de quelques centaines de ps. A l'achevement du retard T,,, le courant est brutalement amené à une valeur Ic, il croît ensuite linéairement en fonction du temps avec un coefficient directeur noté 01,,,. Ce dernier est appelée dynamisme. L'intensité Ic est appelée courant de fond. Son calcul sera explicité dans la suite la description. Sur figures 2, 3 et 4 sont illustrés les moyens de mise en oeuvre de la forme d'onde en puissance d'un cycle de soudage, tel 'illustré sur la figure 1. Dans l'organigramme décrit en regard de ces figures, les durées des première et seconde phases Tpl et Tp2 sont prises identiques et sont notées Tp. Sur la figure 2 est représentée schématiquement structure du poste de soudage selon l'invention. Il comporte un module d'entrée 10 dé terminant, à partir d'informations 12 relatives à l'application considérée, des variables 14 utilisées par un module 16 de définition de forme d'onde. Les modules 10 et 16 sont représentés respectivement sur figures 3 et 4. Le module 16 de définition de la forme d'onde fournit en sortie des consi gnes appliquées à un générateur de soudage 20 apte à fournir soit une puissance électrique soit un courant électrique, conforme à forme d'onde définie les consignes 18, entre l'électrode de soudage la masse, dé signées la référence générale 21. Les générateurs de soudage 20 sont connus l'homme du métier et ne seront pas décrits en détail. Toutefois, le générateur de soudage utilisé comporte avantageuse ment une source de puissance capable d'imposer un courant ré gulé avec une fréquence d'échantillonnage de plusieurs kilohertz ; un dispositif électrique permettant de mesurer la tension dans le circuit de soudage, idéalement au niveau de l'arc, au moins pendant les périodes d'arc, à une vitesse relativement éle- devant celle du phénomène (de l'ordre de 1 KHz ou plus pour système échantillonné), et optionnellement, une mesure de courant dans le circuit de soudage ; et - un dispositif analogique ou numérique qui gère la prise en compte des mesures et l'envoi d'une consigne appropriée à la source de puissance, calculée de manière à obtenir un profil de puissance prédéfini dans le circuit de soudage pendant les pério des d'arc. Dans le cas d'un dispositif numérique échantillonné, celui-ci calcule à chaque instant d'échantillonnage la consigne de courant ICOnS(n)=P(n)/UmeS(n), où P(n) est la puissance désirée dans le circuit de soudage à l'instant d'échantillonnage " n " après le début de la période d'arc, et Umes(n) la tension mesurée dans le circuit de soudage. module 10, représenté sur la figure 3 comporte moyens de saisie d'informations, tel qu'un clavier. informations 12 saisies sont relatives à l'application de soudage consideree. Ces informations se répartissent en deux groupes 2A et 12B. premier groupe d'informations 12A est constitué d'informations qui ne sont traitées par le module d'entrée et sont appliquees directement en tant variables de contrôle au module de définition de forme d'onde 16. II agit de la nature du matériau soudé, du diamètre de soudage utilisé, gaz de protection utilisé et de la vitesse du fil notee second groupe d'informations 12B est constitué d'informations traitées le module d'entrée 10 afin d'en déduire des variables corres pondantes appliquées au module 16 de définition de la forme d'onde. variables du second groupe 12B sont la vitesse soudage, le type d'assemblage et de préparation ainsi que la position soudage. vitesse de soudage correspond à la vitesse lineaire réalisation du joint soudé. type d'assemblage et de préparation désigne caractéristiques géométriques des pièces à souder dans la région de réalisation de la sou dure. La position de soudage correspond à l'orientation rapport à l'horizontale, du joint de soudure devant être réalisé. II s'agit exemple d'une soudure en plafond, d'une soudure en verticale, ou d'une soudure à plat. module d'entrée 10 comporte successivement depuis moyens de saisie d'informations, un étage 22 de détermination variables de contrôle et un étage 24 de correction des variables de contrôle L'etage de détermination des variables de contrôle reçoit en en trée des informations saisies du premier groupe 12A et second groupe 12B. étage de détermination comporte des tables correspondances mémorisées afin de déterminer les valeurs des variables de contrôle 14 à partir informations saisies. Ces tables mémorisées peuvent être rem placées des algorithmes de calcul. tables mémorisées ou les algorithmes de calcul sont fixés à partir de connaissances d'experts, ou de résultats expérimentaux. En variante, les variables de contrôle déterminées peuvent également résulter d'un choix arbitraire. L'étage 22 de détermination des variables de contrôle est adapté pour déterminer à partir des informations saisies les valeurs des quatre va riables contrôle définies ci-dessous T & C = durée de la période d'arc, Kt = ratio d'impulsion, Kb = ratio de mouillage, Kp = pente de puissance. ratio d'impulsion Kt est une grandeur sans dimension dont la va leur est comprise entre 0 et 0,5 et est définie mathémétiquement par la rela tion Kt=- . Celle-ci est destinée à déterminer la durée des phases ' ' tiales période d'arc Tp, en fonction de la durée totale de la période d'arc ratio de mouillage Kb est une grandeur sans dimension-comprise entre 0 et 1 et est définie mathématiquement par la relation . Elle est utilisée dans la détermination des valeurs de puissance maximale minimale Pi"it et Pb. à partir de la valeur de la puissance moyenne dont calcul sera exposé ultérieurement. Le ratio de mouillage Kb re présentatif de la quantité de chaleur transmise à la pièce à souder. Enfin, la pente de puissance Kp est une grandeur sans dimension comprise entre 0 et 0,5 destinée à déterminer la variation de puissance sur première et seconde phases Tp constituant la phase initiale période d'arc, à partir de la différence de puissance entre les puissances maximale Pipit et minimale Pb,,,. L'étage 24 de correction des variables de contrôle comporte cinq moyens d'ajustement, tels que des potentiomètres rotatifs permettant au soudeur de corriger les variables de contrôle Ta,, Kt, Kb et Kp. Les variables de contrôle Ta,, Kt, Kb et Kp peuvent être déterminees arbitrairement ou en fonction de l'application, et/ou être ajustées par le - deur. Ainsi, pour ces différentes variables, les étages 22 et/ou 24 peuvent être omis. Le module 16 de définition de la forme d'onde représenté sur la fi gure 4 comporte un premier étage 25 de calcul de la durée Tp des première et seconde phases de la phase initiale de la période d'arc. Celle-ci est dé terminée par la relation Tp=Kt.Tarc. Le module 16 de définition de la forme d'onde comporte un second étage 26 d'établissement des constantes de retard Ta, et c,, à partir de cer taines variables de contrôle du premier groupe 12A à savoir le métal soudé, le diamètre du fil et le gaz de protection. Cet étage 26 comporte par exem ple une table de correspondance mémorisée donnant les constantes de re tard à partir des variables de contrôle saisies. Le module 16 de définition de la forme d'onde comporte un étage 28 d'établissement de paramètres ou consignes dépendant de la vitesse fil de soudage Vfi,. Les paramètres sont utilisés pour le calcul de valeurs ractéristiques de la forme d'onde tant pendant la période d'arc que pendant la période de court-circuit. Ces paramètres ou consignes dépendant de la vitesse du fil sont la consigne I,,, définissant l'origine de la croissance du courant en période de court-circuit, des paramètres K; et Ke définissant la pente de croissance du courant en période de court-circuit et la puissance moyenne Pmoy délivrée pendant la période d'arc. Chacun de ces paramètres ou consignes est proportionnel à la vi tesse du fil Vfi,. Ainsi, chaque paramètre ou consigne lue, K;, Ke, Pm#y est lié à la vitesse du fil par un coefficient de proportionnalité noté respectivement I,, K;,, K... et Kfp. Les coefficients de proportionnalité K;o, Keo et I,, sont déterminés par des moyens d'optimisation 30 à partir de l'observation lois synergiques selon une procédure explicitée dans la suite de la description. Pour obtenir , , Ki, Ke et Ptt,oy, les valeurs de sortie des les paramètres ou consignes l@, moyens 30 sont chacune multipliées par la vitesse du fil dans une unité de multiplication 32. Dans la suite, le calcul des éléments définissant forme d'onde pendant la période d'arc Ta, va d'abord être décrit. Le calcul des éléments définissant la forme d'onde pendant la période de court-circuit T,,, sera dé crit ultérieurement. Le coefficient de proportionnalité Kt@ est donné la relation Kfp=Kfus. Uarc. où Ua, est un niveau moyen de tension d'arc qui est " à nature du gaz de protection utilisé ; et Kf,s, exprimé en ampère par mètre par minute est constante de fusion spécifique du fil de soudage utilisé. Cette valeur est fonction de son diamè tre et sa capacité calorifique. Elle peut être déterminee par un essai en régime pulvérisation axiale. valeur de la puissance moyenne P,,, pendant période d'arc est donnée, fait de l'équilibre nécessaire entre la vitesse fil de soudage et sa vitesse fusion par la relation Pmoy = Kfus_ufit. Uarc Un étage 34 est prévu pour le calcul de la puissance maximale Pin;t. Celle-ci est définie à partir de la puissance moyenne Pmoy et des variables de contrôle Kt et Kb par la relation Pinit = Pmoy-[Kt.+ Kb(1-K@#l De même, un étage 36 de calcul de la puissance minimale Pba. est prévu dans le module 16. Cet étage 36 calcule la puissance minimale Pba-1 par la relation Pbase = Pmoy.Kb. Enfin, un dernier étage 3$ est prévu dans le module 16 pour le calcul de la chute de puissance OP, celle-ci étant établie par la relation DP = Kp.[Pinit- Pbase) Ainsi, l'ensemble des consignes Tp, T, Pinit, Pbase, AP permettant de définir forme d'onde pendant la période d'arc sont déterminées. même, les consignes permettant de définir la forme d'onde en période court-circuit sont déterminées comme suit. valeur de 1, permettant de calculer le courant de fond 1,,, est terminee par les moyens d'optimisation 30 à partir de la relation = Ktùs (@P - Kb), ou optionnellement où la résistance du fil d'apport mesuré entre l'électrode et la piece pendant période de faible courant T,,,. Rn,,,, est déterminé par calcul, divisant tension par l'intensité mesurées entre l'électrode et la pièce à moment la période initiale de court-circuit T., ; et Rret une valeur de référence pour la résistance du fil utilisé mesurée tre l'electrode et la pièce ; La valeur de R,@f dépend donc du diamètre et la composition du fil. Elle est prise égale par exemple à la résistance morceau de 15 mm du fil utilisé à une température de l'ordre de la moitie de sa température de fusion. En remplaçant Kb par son expression dans la relation (1), on obtient Cette écriture met en évidence le fait qu'à un décalage ou offset constant près, I, est proportionnel à l'amplitude relative de décroissance du courant en période d'arc, c'est-à-dire Dans la relation (1), le coefficient cp sera avantageusement choisi sensiblement égal à 2, alors que dans relation (2) le coefficient cp' sera plutôt choisi sensiblement égal à 1. Cependant, différentes valeurs de cp et (p' peuvent également être appliquées. exemple, si elles étaient choisies supérieures aux valeurs indiquées ci-dessus, il résulterait de la procédure de détermination du dynamisme explicitee plus bas des valeurs plus faibles pour les coefficients K;o et K,,.. Ainsi, un choix différent de (p ou (p' revient à modifier le compromis nécessaire entre courant de départ I', et le dyna misme (ou pente de courant) pendant la periode de court-circuit. Noter que puisque le courant Icc envoyé pendant la période initiale de court-circuit c,, est normalement fixe connu, la relation (2) peut égale ment s'écrire sous la forme où Or,af = R@f.l,, est assimilable à un niveau de tension de référence. Par rapport à la relation (1), la relation (2) n'ajoute donc qu'un terme fonction inverse de la tension Un,,,, mesurée à instant choisi de la période de court-circuit. Ce terme permet de prendre compte le fait que le détache ment des gouttes nécessite moins de courant lorsque la distance contact au fil de soudage/pièce est grande que lorsque celle-ci est courte. Les coefficients de proportionnalite K;o et Keo sont déterminés expé rimentalement à partir de consignes soudage définies comme satisfai- santes pour deux conditions de soudage distinctes. Pour établir ces rela tions, on suppose comme cela sera detaillé par la suite que le dynamisme AI,,, s'exprime sous la forme où Ear,#est l'énergie d'arc. La procédure de détermination la suivante. Etape 1 Choisir un rapport permettant de calculer la puissance initiale initiale d'arc P;n;t en fonction de la vitesse du fil. Décider d'une valeur courant fond en court-circuit lcc qui s'ajustera proportionnellement à vitesse fil. - Etape 2 Dëfinir une vitesse de fil quelconque, de préférence moyenne, ainsi qu'une fréquence théorique faible. Choisir un dynamisme de court-circuit AIcr élevé. Diminuer alors ce dynamisme jusqu'à obtenir un régime transfert stable en fréquence et non projetant. Le réglage du dynamisme obtenu, noté AI, permet d'établir une première relation Etape 3 Etablir le dynamisme de court-circuit AIc à une valeur élevée et minuer durée d'impulsion d'énergie TP jusqu'à obtenir la fréquence maxi male souhaitée ou la fréquence maximale permettant un transfert stable. Ajuster dynamisme pour améliorer le compromis entre stabilité et projec tion. Cette seconde valeur de dynamisme notée A12 ainsi que le réglage de TP correspondant permet d'établir une seconde relation Etape 4 A partir des première et seconde relations établies expérimentale ment, la résolution du système de deux équations à deux inconnues permet de déterminer les valeurs des coefficients de proportionnalité K;o et Keo. est à noter que le choix de I,_ conditionne celui de K,o et K@o. Ainsi, le parametre (p dans la formule de calcul de I, peut être modifiée légèrement sans altération du soudage puisque K;o et K@o sont alors modifiés en consé quence. II est à noter qu'il n'est pas nécessaire que les équations 1 et 2 soient établies avec la même vitesse de fil. Ainsi, on choisira de préférence une vitesse assez élevée pour établir la première équation et une vitesse assez faible pour établir la seconde équation. Le module 16 de définition de la forme d'onde comporte en outre un étage 40 de calcul de l'énergie d'arc moyenne Earc à partir de la puissance moyenne Pm,,y fournie par l'étage 28 et de la durée de periode d'arc Tarc. L'énergie d'arc Earc est donnée par la relation Earc-Pmoy.Tarc. Un étage 42 de calcul du dynamisme de court-circuit AI,,, est en outre prévu. Celui-ci recueille en entrée les valeurs des paramètres K;, Ke et Earc et calcule la valeur de consigne du dynamisme AI,,, par relation Cette relation assure une bonne stabilité du transfert même à très basse fréquence. Cette relation peut s'exprimer également sous forme Cette relation met en évidence un terme proportionnel à la vitesse du fil Vfi, et un second terme proportionnel à la fréquence de court-circuit. Les tableaux ci-dessous donnent les valeurs des consignes permet tant la définition de la forme d'onde obtenues pour différents couples gaz/fil. Il convient de noter que ces consignes restent valables quel que soit le profil de décroissance choisi. Pour l'établissement de ces valeurs, il a été choisi Toutes les valeurs sont exprimées pour une vitesse de fil Vfi,=1 valeur notée E,, correspond à l'énergie minimale acceptable l'arc, deduite du paramètre Ke. Exemple 1 Fil de soudage: SAF Nertalic 70A (ou 70S)(acier) Gaz protection : C02 (Ua,=25V) Les valeurs de Pba,, sont données pour Kb = 0,5, c'est-à-dire un mouillage moyen. Diamètre(mm) Kf,s (A) Pbase(W) ICo(A) K;(A/ms) Ke(J.A/ms) 0,8 18 125 W 5 5 62,5 (Em=2, 5J) 1 25 250 W 10 7 140 (Em=3,5J) 1,2 33 500 W 20 10 350 (Em=5J) 1,6 60 650 W 26 10 1260 (Em=9J) Exemple 2 Fil soudage : SAF Nertalic 70A (ou 70S)(acier) de protection : Atal 5 (Uarc=20V) Diamètre(mm) Kf,s (A) Pbase(W) 1(A) K;(A/ms) Ke(J.A/ms) 0,8 18 200 W 10 3 45 (Em=2,5J) 1 25 300 W 15 4 87,5 (Em=3, 5J) 1,2 33 600 W 30 5 245 (Em=5J) 1,6 60 1100W 55 5 450 (Em=9J) Exemple 3 Fil de soudage : SAF Nertalic 50 (Inox) Gaz de protection : Noxalic 12 (Uarc=22V) Diamètre(mm) Kf,s (A) PbaSe(W) I.0(A) K;(A/ms) Ke(J.A/ms) 1,2 27 440 W 20 10 80 (Em=2,5J) Les autres paramètres AI,,, P;,;t TP, OP sont calculés en fonction la fréquence de court-circuit et de la vitesse du fil à partir des relations preci- tées. applications directes de cette invention concernent soudage MIG et des aciers, inox et alliages légers, avec des fils pleins ou four rés, dans régimes de court-circuit, de pulvérisation axiale et d'arc pulsé. Le procede présenté garantit dans tous ces cas une grande stabilité des régimes obtenus et se distingue en particulier en court-circuit les avan- tages suivants bonne qualité du transfert dans les régimes minimaux (soudage manuel de tôles fines en court-circuit) ; bonne qualité du transfert également dans les régimes maximaux (soudage automatique à grande vitesse de tôles fines à moyenne ment épaisses, ou soudage de tôles épaisses) ; et grande souplesse de réglage permettant de trouver un régime adapté à toutes les situations, en particulier pour le soudage manuel position. domaine d'application de l'invention consistant à travailler en puissance pour contrôler l'énergie de fusion, inclut également autres procédes de soudage à l'arc, notamment le procédé de soudage Arc Submergé. simplifiant, on peut résumer ces caractéristiques de manière suivante forme d'onde de puissance envoyée est adaptée en fonction du rythme d'apport du métal (vitesse fil) par simple homothétie l'axe des puissances (axe vertical) : la forme d'onde est centrée sur des niveaux pro portionnels à la vitesse fil. Elle est aussi adaptée en fonction de la fréquence de court-circuit désirée par simple homothétie sur l'axe des temps (axe horizontal) : le rythme décroissance en arc et de croissance en court-circuit fonction de la periode de transfert (Ta) désirée. L'amplitude des variations autour de son niveau moyen fonction du mouillage désiré. Ainsi, le procédé selon l'invention se caractérise essentiellement par les points suivants 1) Contrôle du poste à partir d'un profil de puissance (on détermine P(t) = U(t).I(t) =:> Une source de courant sort une intensité I(t) = P(t)/U(t)). 2) profil de puissance en période d'arc - décroissant au cours du temps, de façon que l'essentiel de l'énergie été envoyée après un temps Tp très petit devant la durée d'arc désirée (soit mathématiquement 1/TajoTpP(t)dt 1/(T,- Tp)jTPTaP(t)dt) ; - centré pour une vitesse fil donnée autour niveau moyen Pmoy Kf, où Kt, est une constante qui ne dépend fil et du gaz de protection utilisé (on peut même dissocier pour simplifier =Kf,s.Ua,, où Kft,s ne dépend que du fil et Ua,- ne dépend que du gaz protection). Soit ma thématiquement 11TajoTaP(t)dt= Kfp.Vfi, ; - l'amplitude de la décroissance de P(t) entre et est fonction de la répartition désirée entre l'énergie servant directement à fusion du fil et celle servant à la fusion du métal de base (le "mouillage" pour un soudeur) (amplitude faible pour un mouillage fort (soit P(0)=P(Ta) pour un bain très fluide), forte pour un mouillage faible (soit P(0) P(Ta) pour un bain froid). 3) court-circuit peut être géré indifféremment en puissance ou en courant, selon un profil ayant les caractéristiques suivantes - profil est croissant dans le temps; - en partant de préférence d'une valeur d'autant plus élevée que l'amplitude relative de la décroissance du courant en periode d'arc est im portante (par exemple 1,(0)=(Pa(0)-Pa(Ta))/Uarc à un offset près) - cette valeur de départ est de préférence modulée, dans le cas d'une commande en courant, en fonction inverse du niveau tension mesuré sous un courant donné lors de l'entrée du fil en court-circuit (noter que cette modulation se fait naturellement si l'on applique un profil puissance) ; - rythme de croissance au cours du temps est un offset propor tionnel a vitesse fil près), pour une vitesse de fil donnee, fonction inverse de la duree d'arc désirée Tac (c'est-à-dire proportionnel à la fréquence de court-circuit désirée) ; - le rythme de croissance est aussi ( à un offset proportionnel à la fréquence de court-circuit près), pour une fréquence de court-circuit donné, proportionnel à la vitesse de dévidage du fil. REVENDICATIONS 1.- Procédé de commande de la puissance délivrée par un poste soudage fonctionnant avec une succession de périodes d'arc (Ta,) et périodes court-circuit (T,,), caractérisé en ce que la période d'arc se décompose en deux phases (T; et Tf) successives de contrôle de l'arc en ce puissance moyenne délivrée au cours de la phase initiale est superieure à la puissance moyenne délivrée au cours de la phase finale (Tf). - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la phase initiale (T;), la puissance diminue au cours du temps d'une valeur maximale (P;,;t) à une valeur minimale (Pba-s,), et en ce que la puissance maintenue sensiblement égale à la puissance minimale (Pbase) pendant phase finale (Tf). 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la duree de la phase initiale (T;) est comprise entre 15 et 40% de la du rée totale la période d'arc (Ta,) et/ou en ce que la phase initiale (T;) se décompose en une première phase (Tp,) suivie d'une seconde phase (Tp2) entre lesquelles la valeur de la puissance chute brutalement (P;n;t - Pbaae 20P). 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que sur chacune des première et seconde phases (Tp,, Tp2), la valeur la puissance décroît sensiblement continuellement, notamment continuement. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé ce que sur chacune des première et seconde phases, la puissance décroît d'une valeur comprise entre 10 et 30%, et avantageusement sensiblement 20%, de la différence entre la valeur de puissance maximale (P;";t) et la leur de puissance minimale (Pba,,). 6.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la puissance moyenne (Pmw) délivrée pendant la période d'arc (Ta,,) est proportionnelle à la vitesse du fil de soudage (Vh,), le facteur de proportion nalité dépendant uniquement des caractéristiques de fusion du fil de sou dage sous le gaz de protection utilisé. 7.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la phase initiale (T;) est précédée pendant la période d'arc (Tar), d'un délai de retard (@ar@) pour la stabilisation de l'arc au cours duquel la puis sance est maintenue à une valeur inférieure à la puissance moyenne de la phase initiale (T;). 8.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dynamisme du courant (Aire) en période de court-circuit (T,,) est fonction de l'énergie moyenne (Ear,,) fournie par l'arc lors de la période d'arc (Ta,,), de préférence le dynamisme du courant (01J en période de court- circuit (Tc,) est proportionnel à la vitesse du fil de soudage (Vfi,) pour une énergie moyenne (Earc) fournie par l'arc lors de période d'arc (Tac) cons tante. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la période de court-circuit comporte une phase de croissance (TA) au cours de laquelle la puissance est croissante, l'intensité augmentant linéai rement avec une dérivé par rapport au temps est une fonction hyperbo lique de l'énergie moyenne (E,,) fournie par l'arc lors de la période d'arc (Tarc). 10.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, pendant la période de court-circuit phase de croissance du courant est précédée d'un délai de retard (z,,) cours duquel l'intensité est maintenue à une valeur (1,,a) sensiblement égale ' celle présente dans l'arc en fin de période d'arc (Ta,). 11.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le courant de fond (l,c) en période de court-circuit est proportionnel à la vitesse du fil de soudage (Vfi,), est proportionnel l'amplitude relative de la variation de puissance ({P;n;c - Pba.,)/Pmoy) appliquée entre le début et la fin des périodes d'arc, ou est fonction hyperbolique la distance contact au fil de soudage/pièce, qui est notamment estimée @ partir de la tension mesu rée lors du passage d'un courant connu à un moment de la période initiale du court-circuit T,,. 12.- Poste de soudage fonctionnant avec une succession de pério des d'arc et de périodes de court-circuit (T,,,) comportant des moyens de commande de la puissance délivrée, lesdits moyens commande de la puissance etant adaptés pour que la période d'arc se décompose en deux phases (T; et Tf) successives de contrôle l'arc, la puissance moyenne délivrée au cours de la phase initiale (T;) etant supérieure à la puissance moyenne délivrée au cours de la phase finale (Tf). 13.- Poste de soudage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de la puissance sont adaptés pour que - pendant la phase initiale (T;), la puissance diminue au cours du temps d'une valeur maximale (P;n;t) à une valeur minimale (Pb,,), et la puis sance maintenue sensiblement égale à la puissance minimale (Pbaae) pendant phase finale (Tf); - durée de la phase initiale (T;) soit comprise entre 15 et 40% de la durée totale de la période d'arc (Ta,); - phase initiale (T;) se décompose en une première phase (Tpi) suivie d'une seconde phase (Tp2) entre lesquelles la valeur de la puissance chute brutalement (P;,,;t - Pbas, - 2oP); - sur chacune des première et seconde phases (Tpi, Tp2), la valeur de la puissance décroît sensiblement continuellement, notamment continue- ment; - sur chacune des première et seconde phases, la puissance décroît d'une valeur comprise entre 10 et 30%, et avantageusement sensiblement 20%, de la différence entre la valeur de puissance maximale (P;n;t) et la va- leur de puissance minimale (Pbase); - puissance moyenne (P,,,,) délivrée pendant période d'arc (Ta,) soit proportionnelle à la vitesse du fil de soudage (Vfi,), facteur de propor- tionnalite dependant uniquement des caractéristiques fusion du fil de soudage sous le gaz de protection utilisé; - phase initiale (T;) soit précédée pendant la periode d'arc (Ta,), d'un délai retard (Ta,) pour la stabilisation de l'arc au cours duquel la puissance est maintenue à une valeur inférieure à la puissance moyenne de la phase initiale (T;); - dynamisme du courant (01c) en période de court-circuit (TC) soit fonction l'énergie moyenne (Ea,) fournie par l'arc lors de la periode d'arc (Taro) - dynamisme du courant (alc,) en période de court-circuit (T,,) soit proportionnel à la vitesse du fil de soudage (Vfi,) pour une énergie moyenne (Earc) fournie par l'arc lors de la période d'arc (Ta,) constante; - période de court-circuit comporte une phase de croissance (TA) au cours laquelle la puissance est croissante, l'intensité augmentant li- néairement avec une dérivé par rapport au temps qui est une fonction hy perbolique de l'énergie moyenne (E,,) fournie par l'arc lors la période d'arc (Taro); - pendant la période de court-circuit (Tc), la phase de croissance du courant soit précédée d'un délai de retard (z@, ,) au cours duquel l'intensité est maintenue à une valeur (1.,Q) sensiblement égale à celle presente dans l'arc en de période d'arc (Taro); - courant de fond (1,c) en période de court-circuit soit proportionnel à la vitesse du fil de soudage (Vfi,); - le courant de fond (1c,.) en période de court-circuit soit proportionnel à l'amplitude relative de la variation de puissance ((P;,,;t - Pba,,-)/Pmw) appli quée entre le début et la fin des périodes d'arc; et/ou - courant de fond (1c,) en période de court-circuit soit fonction hyperbolique de la distance contact au fil de soudage/pièce, estimée no tamment a partir de la tension mesurée lors du passage d'un courant connu à un moment de la période initiale du court-circuit (Tc).