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BREVET D'INVENTION Dispositif pour la soudure électrique par résistance, notamment pour la soudure électrique par points.
La présente invention a trait à un dispositif pour la soudure électrique par résistance, notamment pour la soudure par points ou par succession de points, en utilisant des récipients à décharge, commandés par grille, interposé dans le circuit du courant de soudure.
Les dispositifs de soudure de ce genre permettent de transmettre au point de soudure une puissance électrique élevée en un temps minimum, et de concentrer cette puissance sur les points de soudure, du fait que
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les récipients à décharge ne laissent passer, pour une commande par grille appropriée, que des impulsions de courant, le cas échéant très intenses, qui s'étendent sur une alternance ou sur des fractions de celle-ci, ou encore sur un petit nombre bien déterminé d'ondulations complètes de la tension alternative d'alimentation. Par ailleurs, les faibles durées de soudure permettent d'éviter l'échauffement nuisible des environs de la soudure.
Dans les dispositifs de soudure de ce genre, proposés jusqu'à, présent et fonctionnant à l'aide d'une commande d'alternance simple ou multiple, on utilisait pour l'aU lumage du récipient à décharge principal la chute de tension produite aux bornes d'une résistance par le courant de charge d'un condensateur. La charge du condensateur est dans ce montage amorcée par un contact de commande disposé dans le circuit d'anode d'un tube auxiliaire, commandé en fonction de la position des électrodes de soudure et, de plus, par l'amorçage de la tension d'allumage à la grille de ce tube auxiliaire, cette tension libérant ce tube, en général toujours au maximum de la tension anodique appliquée.
Afin d' aziurer la précision voulue du moment de l'allumage, la tension de commande est préférablement constituée par une tension à pointes.
Le dispositif de commande connu fonctionne en gé- n6rai avec une précision suffisante; mais il exiiste une période de faible durée pendant laquelle l'amorçage de l'allumage du tube principal est très aléatoire. En effet, la courbe de la tension de grille pointue du tube auxiliaire n'est pas d'une largeur négligeable, cette tension présente au contraire une certaine largeur. Si alors le contact
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de commande provoque le couplage du circuit d'anode du tu- be auxiliaire dans cette région, l'amorçage de l'allumage du tube principal n'est pas déterminé par la tension de e grille du tube auxiliaire, mais seulement par le moment où s'effectue le couplage du commutateur de commande.
Or, il n'est pas possible de donner à la tension pointue une lar- geur suffisamment petite pour que les décalages du moment d'amorçage de l'allumage, par le moment où s'effectue le cou- plage par le commutateur principal, reste sans influence, puis- que dans ce cas l'allumage du tube auxiliaire n'est plus ga- ranti avec la sécurité suffisante.
On remédie à ces différentes causes d'insécurité, conformément à la présente invention, en utilisant, pour la commande du ou des récipients à décharge disposée dans le circuit de soudure, un transformateur, préférablement relié au réseau par l'intermédiaire d'un déphaseur, et dont le secondaire, situé dans le circuit de grille du récipient à décharge, est court-circuité par l'intermédiaire d'un tubd auxiliaire, à commande par grille et à remplissage de gaz ou de vapeur, pendant les périodes au cours desquelles les ré- cipients à décharge principaux doivent être maintenus blo- qués.
Le contact de commande, actionné en fonction de la po- sition des électrodes de soudure et déterminant le fonction- , nement du dispoétif de soudure proprement dit, est alors si- tué dans le circuit de grille du tube auxiliaire et provo- que, lorsqu'il est actionné, le blocage de ce tube. Si au moment où se produit la commutation, c'est le tube auxiliai- re qui est alimenté, le court-circuit de l'enroulement se- condaire du transformateur persiste pendant cette période, mais la pointe de tension suivante trouve le tube auxiliai-
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re bloqué et provoque de ce fait 1'allumage du tube principal. La disposition objet de l'invention permet donc de rendre le moment de l'amorçage de la décharge dans le tube principal entièrement indépendant de l'instant où fonctionne le commutateur de commande.
La disposition est préférablement telle que la grille du tube auxiliaire reçoit une tension de commande qui libère ce tube pour le passage du courant, tandis que le blocage du tube auxiliaire provoquant l'amorçage de la décharge dans le gube principal est produit, lors de la manoeuvre du commutateur, par une chute de tension prenant naissance aux bornes d'une résistance disposée dans le cirt cuit de grille et due au courant de charge d'un condensateur.
@ Afin de garantir, dans le cas de l'alimentation par alternance unique , que les impulsions de courant ne durent effectivement pas plus longtemps que pendant une seule alternance au maximum, l'invention prévoit, suivant un développement, un transformateur de commande disposé parallèlement au transformateur de soudure, et dont le secondaire est relié au condensateur, préférablement par l'intermédiaire d'un redresseur et d'une résistance de charge, et ce de telle sorte que le condensateur reço ive une charge additionnelle due à une chute de tension aux bornes du transformateur de soudure.
On obtient ainsi que la charge du condensateur, après amorçage de l'impulsion de courant de soudure, s'effectue très rapidement et que de ce fait la chute de tension aux bornes de la résistance de charge dans le circuit de grille disparaisse très rapidement, le transformateur principal étant certainement déjà. court-circuité lors de la production de la deuxième pointe de tension.
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Dans le cas de dispositifs pour la soudure par point à commande s'étendant sur plusieurs alternances, la disposition objet de l'invention est réalisée par un dimensionnement approprié du condensateur et de la résistance de charge, de manière que le nombre de charges additionnelles nécessaires pour amener le condensateur au potentiel provoquant l'amorçage de la décharge dans le tube auxiliaire détermine le nombre d'alternances complètes de la tension alternative d'alimentation embrassées par le nombre d'impulsions de courant de,soudure.
L'invention va être décrite ci-après en détail et en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est un schéma d'ensemble d'une disposition conforme à l'invention, pris à titre d'exemple nullement limitatif, et les fig. 2, 3, 4 et 5 sont des courbes de la tension en fonction du tamps.
Le circuit secondaire du transformateur de soudure 2 relié au réseau à courant alternatif 1 contient les électrodes de soudure 3. Le circuit primaire contient le réci- pient à décharge 4 à commande par grille et à remplissage de gaz ou de vapeur; ce tube à décharge peut comporter une cathode à mercure ou une cathode incandescente. Lorsque la soddure doit s'étendre sur plusieurs alternances, il y a avantage à substituer à ce récipient unique deux récipients montés en opposition et en parallèle, dont le deuxième est commandé automatiquement en dépendance de la période d'allumage du premier. La tension de commande du tube à décharge 4 est également fournis par le réseau à courant alternatif, à savoir par un déphaseur composé d'un transformateur
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5, d'une capacité 6 et d'une résistance 7.
Le point d'allumage du tube à décharge 4 peut, grâce à ce déphaseur, être déplacé entre les limites de l'alternance positive de la tension alternative d'alimentation. Le circuit du déphaseur alimente, par ltintermédiaire d'une réactance 8, un transformateur 9 dont l'enroulement secondaire disposé dans le circuit de grille du récipient à décharge 4 produit une tension alternative à pointes de tension très accusées.
Une batterie de polarisation négative 10, une résistance 20 et une résistance de protection de grille 19 sont disposées en série avec l'enroulement secondaire du transformateur 9.
En position de repos, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de soudure, l'enroulement secondaire est court-circuité à travers la résistance 20 et le tube auxiliaire 11, ce dernier comportant un remplissage de gaz ou de vapeur et préférablement une cathode incandescente. La grille de ce tube 11 est polattsée positivement par rapport à la cathode par l'intermédiaire de la résistance R et de la résistance de protection 18, cette polarisation permettant un courant de décharge dans le tube.
Le commutateur, do oommande 12 actionné par la machine de soudure proprement dite relie, dans le cas figuré, c'est-à-dire en position de repos,
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les contacts a et cetest-à-dire court-circuite le conden- sateur C1 ainsi que, le cas échéant, les condensateurs C, C3' C4' lorsque ces derniers sont mis en circuit par leurs commutateurs respectifs 17, 17', 17".
Lorsqu'une impulsion de courant de soudure doit être émise, le commutateur de commande est manoeuvré pour relier les contacts a et b. Dans le cas figuré, le condensareur C1 est chargé par la batterie 14 et il en résulte à la
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grille du tube auxiliaire 11 un potentiel négatif puisque le courant de charge provoque aux bornes de la résistance R1 une chute de tension. Le blocage du tube auxiliaire s' effectue alors immédiatement, ou encore lors du passage de la pointe de tension suivante dans le circuit secondaire du transformateur 9. Le court-circuit de l'enroulement secondaire est de ce fait supprimé, et la pointe de tension provoque l'allumage du tube & décharge principal 4.
L'impulsion de courant de soudure amorcée à ce moment produit dans le transformateur de soudure 2 une tension qui oommunique par l'intermédiaire du transformateur de commande 15 du redresseur sec 16 et de la résistance de charge R2 une charge additionnelle du condensateur C1' de telle sorte que la tension appliquée à la grille du tube auxiliaire s'accroît plus rapidement et assure en toute certitude, lors du passage de la pointe d'allumage suivante, le court-circuitage du secondaire du transformateur 9 à l'aide du tube auxiliaire 11. Lorsque l'appareil fonctionne avec une commande s'étendant sur une seule alternance, on a ainsi la ga- rantie absolue que l'impulsion de courant de soudure ne s'étend effectivement pur une seule alternance au maximum.
Le schéma de la fig. 2 représente l'allure de la courbe de tension pour le condensateur C1. On a porté en ordonnée la tension totale U de la batterie 14 appliquée entre les points d et e. Le point f est dans le dispositif de la fig. 1, au potentiel de la cathode (potentiel d'allumage) de la grille du tube auxiliaire, et représente donc, dans la courbe de la fig. 2, la valeur de ce potentiel par rapport au point d. Les temps t sont portés en abscisse.
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On va admettre que le tube auxiliaire est alimenté lorsque la grille reçoit le potentiel de cathode, c'est-àdire lorsque le condensateur C1 est chargé jusqu'à ce potentiel.
Lors du renversement du commutateur de commande pour l'amener s.ur le contact b, otest-à-dire au début du fonctionnement, à l'instant T1' le point b reçoit, par le point a (voir fig. 1) et brusquement, le potentiel négatif du point d. La différence de tension totale entre d et e est donc appliquée à la résistance R ; le tube auxiliaire 11 est bloqué et le court-circuit de l'enroulement secondaire du transformateur 9 est supprimé. Le condensateur C1 est chargé à travers R1 avec une vitesse déterminée, correspondant à la donstante de temps T1 = R1. C1' comme le montre la courbe UC1 de la fig. 2 (segment A ). A un instant t2' qu@@conque eu égard à l'instant où se produit la manoeuvre du commutateur de commande, le tube principal est alimenté.
De ce fait, le condensateur C1 reçoit, par l'intermédiaire de la résistance R2' une charge additionnelle; celle-ci doit s'effectuer en un temps très court, de sorte que la résistance R sera choisie inférieure à Rl. Grâce à cette charge additionnelle, le potentiel du condensateur augmente rapidement comme le montre le segment de courbe B de la fig. 2, jusqu' à atteindre le potentiel d'allumage du tube auxiliaire, celui-ci laissant à nouveau passer le courant immédiatement après l'allumage du tube principal et court-circuitant la pointe de tension suivante du transformateur 9.
Par suite de la superposition des deux courbes de charge de C1 par R1 et de Cl par R2' la sécurité de l'allumage unique du tube principal est considérablement accrue.
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Dans le cas de la commande s'étendant sur plusieurs alternances, la charge des condensateurs C1' C2' C3' C4' est mise sous la seule dépendance de la charge par R2' le rapport des valeurs de R1 et de R2' étant choisi de manière que la charge des condensateurs par R1 n'influe qu'insensiblement la charge par Ra. Suivant l'importance de la capacité à charger, la grille du tube auxiliaire est libérée après un temps correspondant à une ou plusieurs alternanoes complètes de la tension alternative d'alimentation.
Les fig. 3 à 5 représentent plusieurs courbes de charge enregistrées au moyen d'un o scillographe, ces courbes de charges correspondant à celles produites pour des durées de soudure s'étendant sur deux à quatre ondulations complètes. L'ordonnée représente, comme précédemment, la tension U de la batterie 14, entre les points d et e, tandis que les temps sont portés en abscisses. Le point f (potentiel de cathode ou potentiel d'allumage de la grille du tube auxiliaire 11) se situe avec un pareil échelonnement des charges, aux environs de 65 % de la tension totale.
Si le condensateur C1 est shunté par exemple par le condensateur C2' on obtient la courbe de charge de la fig. 3; il faut dans ce cas deux charges additionnelles à travers la résistance-% pour que le condensateur atteigne le potentiel d'allumage de la grille et court-circuite le transformateur 9 par allumage du tube auxiliaire.
Il se produit donc deux allumages dans le ré- oipient à décharge principal 4 et l'impulsion de courant de soudure s'étend, lorsqu'on utilise des récipients à décharge montés en opposttion et en parallèle, sur exactement deux ondulations complètes. Dans.les courbes des fig. 4 et 5 il faut trois ou quatre charges additionnelles pour amener la
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charge des condensateursC1' C2' C3 ou C1' C3' C4' à la valeur voulue, c'est-à-dire à environ 65 % de sa tension finale, pour que la quatrième, ou cinquième pointe de tension suivante du transformateur 9 soit à nouveau court-circuitée.
Cette commande à plusieurs ondulations complètes fonctionne comme la commande à demi-ondulation d'une manière extrêmement sure, étant donné que le récipient à déchar- ge principal peut être commandé aveo une tension d'allumage de largeur et de capacité de charge quelconque, sans qu'il en résulte une influence sur le point d'allumage du tube principal tel que réglé par le déphaseur, par suite du fait que le commutateur de commande provo que la commande à des moments défavorables.
REVENDICATIONS
1 Dispositif pour la soudure électrique par résistance, notamment pour la soudure électrique par points ou par succession de points, en utilisant des récipients à décharge à commande par grilled is posédans le circuit de soudure, e@- p@étérisé en ce que la commande du ou des récipients à décharge s'effectue au moyen d'un transformateur, préférablement relié au réseau à courant alternatif par l'intermédiaire d'un déphaseur, et dont le secondaire, disposé dans le circuit de grille du récipient à décharge, est court-circuité pendant les périodes pendant lesquelles les récipients à décharge principaux doivent être maintenus bloqués, par l'intermédiaire d'un récipient à décharge auxiliaire à remplissage de gaz ou de vapeur et à commande par grille.