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.procédé de soudure électrique.
La présente invention se rapporte à un procédé pour la soudure électrique automatique avec une électrode en forme de fil déplacée vers l'endroit de soudure. Le procédé de soudure à l'arc électrique aussi bien que les modes de travail dans lesquels la chaleur est produite lors du passage du courant par une scorie fondue, utilisent des dispositifs de réglage qui règlent l'avancement de l'électrode de soudure sous la dépendance du cou- rant de soudure ou de la tension de soudure. La tension prise en tre la pièce traitée et l'électrode est par exemple amenée à 1' induit d'un moteur qui assure l'avancement du fil de soudure,
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ou bien employée indirectement avec intercalation de relais mécaniques ou électriques pour la commande du courant envoyé au moteur.
Tous ces procédés ont ceci de commun qu'ils nécessitent un appareil particulier -le dispositif de réglage-, pour régler l'avancement de l'électrode de telle manière qu'il correspond a la vitesse de fusion.
La présente invention a pour objet un procédé dans lequel un peut travailler sans l'aide d'un dispositifde réglage.
@n a en effet uoservé ce fait surprenant que dans certaines conditions et moyennant l'emploi de générateurs de courant de soudure dont le débit de puissance dépend d'une manière appropriée de la tension aux bornes, ce débit de puissance variable peut être mis à contribution pour le réglage automatique de la soudure.
Suivant la présente invention, l'électrode est amenée a la pièce avec une vitesse constante donnée d'avance et l'énergie électrique est modifiée de telle façon que la consommation de l'électrode se fait dans la même mesure que l'avancement de sorte que la distance entre l'électrode et la pièce traitée et par conséquent les propriétés électriques de l'endroit de pas sage du courant restent maintenues, ' énergie électrique est fournie par un transformateur à dispersion ou une autre source de courant de caractéristique analogue, dont le débit de puissance dépend de la tension de soudure, qui de son coté est influencée par la distance entre l'électrode et la pièce traitée.
L'invention est expliquée ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation.
La f'ig. 1 montre un schéma de la disposition d'ensemble Le côté secondaire uu transformateur 1, dont l'entrefer 2: peut être modifié, est relié d'une part a la pièce 3 à souder et d'au.tre pert a l'électrode de soudure 4 en forme de fil. L'induit b du moteur qui déplace le iil de soudure au moyen des rouleaux ?
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tourne à un nombre de tours constant, réglable, par exemple au moyen d'une résistance 6. Un compte-tours permet de lire la vi- tesae a laquelle le fil de soudure est déplace, La vitesse d'a- vancement du fil de soudure est choisie de telle façon qu'il s'établit une tension de soudure qui est au-delà de la valeur de la tension pour laquelle le transformateur débite sa puis- sance maxima.
La fige ;:; montre la corrélation entre la tension de soudure et le débit de- puissance du transformateur a disper- sion employé, Le débit de puissance maximum se produit pour une tension d'environ 70 volts. L'avancement du fil est par exemple réglé de telle manière que la tension de soudure vaut environ 80 volts. Si alors par suite d'une irrégularité quelconque, par exemple par variation de la distance de l'électrode, la résis- tance de l'endroit de passage du courant et par conséquent la tensiun deviennent plus grandes, le débit de puissance du trans- formateur s'abaisse comme le montre le diagramme du dessin.
Cette puissance est en corrélation avec la vitesse de fusion du fil de soudure. La puissance plus petite provoquera une diminu- tion de la fusion du fil, de sorte que la vitesse d'avancement existante suffit pour rapprocher le fil de soudure de la pièce traitée, après quoi la tension s'abaisse de nouveau. il en est de même dans le cas inverse. Si pour une raison quelconque la tension de soudure devient plus petite, la puissance qui est débitée par le transformateur augmente et de ce fait la fusion devient plus grande jusqu'à ce qu'un nou- vel équilibre se soit établi entre la consommation du fil et la puissance de soudure.
.Pour autant que l'on veille à ce que la pension de soudure ait pris une fois une valeur située au-dessus du ma- ximum de puissance, un se trouve @onc dans une zone de travail stable, Pour parvenir dans cette zone stable a réglage automa- tique, on doit opérer, lors de le) mise en marche, d'une manière @
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appropriée.
La zône stable est toujours atteinte lorsque la vi- tesse d'avancement du fil dans la période de mise en marche est beaucoup plus petite que la vitesse de fusion du t'il. un établit par conséquent tout ci',-bord, lors de la mise en marche, une semblable vitesse d'avancement. Lorsque la soudure a commencé, il se produit tout d'abord une élévation considérable de la tension vu que la distance électrode-pièce traitée est augmentée constam ment. Le nombre de tours du moteur d'avancement est alors augmen- té jusqu'à ce qu'on ait atteint une tension de soudure qui se trouve un peu au-dessus du coude de la courbe de puissance.
Lorsque cette valeur est obtenue après un temps de démarrage de quelques secondes, on fait marcher le -moteur dans la suite avec un nombre de tours constant. Le réglage de la soudure se produit alors tout a fait automatiquement. La quantité aont on peut se rapprocher avec la tension de soudure du coude de la courbe dépend de la grandeur des irrégularités auxquelles on doit s'attendre. En tout cas, la différence de tension disponible jusqu'au maximum doit dunner une gamme de réglage suffisamment grande de la vitesse de fusion.
Pour maintenir petite l'influence des irrégularités qui peuvent se présenter dans l'avancement du t'il, on emploie, suivant une autre idée de la présente invention, un moteur d'a- vancement aont le nombre de tours est autant que possible indépendant de la charge. @n emploie avantageusement un moteur a aérivation dont le champ reçoit un enroulement de compcunaage approprié.
En-dessous de la tension pour laquelle (dans le cas présent 70 volts) le transformateur débite sa plus grande puissance, se trouve la région instable, une variation de la tension de soudure influence dans cette région le débit de la puissance du transformateur de telle manière que la tension est modifiée dans le sens de l'écart, Par conséquent, tout dérangement) même très petit, conduira à une interruption de l'opération de soudure. vu bien le fil se soude finalement a la tôle, ou bien l'-
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vancement n'estplus en synchronisme avec :La combustion et la distance entre l'électrode et la pièce traitée prend une grandeur inadmissible.
Dans cette région instable, on ne peut donc tra- veiller.que lorsque, conne on l'a toujuurs fait jusqu'à présent, on prévoit un dispositif' de reglage qui influence l'avancement du fil de soudure, de telle manière que des conditions cons- tantes sont maintenues.
Le courant pour lequel le transformateur débite sa puissance .maxima peut par exemple etre réglé par variation de l'entrefer. De cette manière et par variation de la tension de marche à vide, on peut alors approprier la caractéristique du tran- formateur à la nature de la soudure et a l'avancement nécessaire dans chaque cas.
A la place d'un transformateur à dispersion, on peut employer par exemple un transformateur monophasé ordinaire après lequel on a monté une selfinduction de dispersion. Le réglage se fait alors avantageusement par variation du flux de dispersion de la self'induction. un peut employer également comme source de courant une dynamo de source de caractéristique appropriée, de sorte que l'emploi du procédé n'est nullement limité a des soudures à l'aide du courant alternatif.
Le progrès technique réalisé par le procédé réside dans la diminution de prix et la simplification considérables des installations de soudure par la disparition du dispositif de réglage. Les frais du réglage sont importants particulièrement lorsque la vitesse de soudure est grande ou lorsqu'on soude des tôles épaisses en une opération, vu qu'alors le moteur d'avancement doit déplacer les électrodes relativement grosses avec une grande vitesse, de sorte que l'énergie qu'il absorbe et par conséquent la puissance électrique'à commander au moyen des dispositifs de réglage atteignent des valeurs considérables.
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.electric welding process.
The present invention relates to a method for automatic electric welding with a wire-shaped electrode moved to the place of welding. The electric arc welding process as well as the working modes in which heat is produced during the passage of current through a molten slag, use regulators which regulate the advancement of the welding electrode under the pressure. dependence on welding current or welding voltage. The voltage taken between the part treated and the electrode is for example brought to the armature of a motor which ensures the advancement of the welding wire,
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or used indirectly with the intercalation of mechanical or electrical relays to control the current sent to the motor.
All these methods have this in common that they require a particular apparatus - the adjustment device - to adjust the advancement of the electrode in such a way that it corresponds to the melting speed.
The present invention relates to a method in which one can work without the aid of an adjustment device.
@na in fact uoserves this surprising fact that under certain conditions and with the use of welding current generators whose power flow depends in an appropriate way on the voltage at the terminals, this variable power flow can be used. for automatic weld adjustment.
According to the present invention, the electrode is fed to the workpiece with a given constant speed of advance and the electric energy is changed in such a way that the consumption of the electrode is done in the same measure as the advancement so that the distance between the electrode and the workpiece and therefore the electrical properties of the current flow point remain maintained, the electrical energy is supplied by a dispersion transformer or other current source of similar characteristic, of which the power flow depends on the welding voltage, which in turn is influenced by the distance between the electrode and the part being treated.
The invention is explained in more detail below with the aid of an exemplary embodiment.
The f'ig. 1 shows a diagram of the overall arrangement The secondary side of a transformer 1, whose air gap 2: can be modified, is connected on the one hand to the part 3 to be welded and on the other hand to the electrode solder 4 in the form of a wire. The armature b of the motor which moves the welding wire by means of the rollers?
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rotates at a constant, adjustable number of revolutions, for example by means of a resistor 6. A tachometer can be used to read the speed at which the welding wire is moved, The feed speed of the welding wire. welding is chosen in such a way that a welding voltage is established which is beyond the value of the voltage for which the transformer delivers its maximum power.
The freeze;:; shows the correlation between the welding voltage and the power flow of the dispersion transformer employed. The maximum power flow occurs for a voltage of about 70 volts. The advancement of the wire is for example adjusted in such a way that the welding voltage is approximately 80 volts. If then, as a result of some irregularity, for example by variation of the distance from the electrode, the resistance of the place of passage of the current and consequently the tension becomes greater, the power flow of the trans- trainer lowers as shown in the diagram of the drawing.
This power is correlated with the speed of fusion of the solder wire. The smaller power will cause the wire melting to decrease, so that the existing feed rate is sufficient to bring the weld wire closer to the workpiece, after which the tension drops again. the same is true in the reverse case. If for some reason the solder voltage becomes smaller, the power which is drawn by the transformer increases and hence the fusion becomes greater until a new equilibrium is established between the consumption of the wire. and welding power.
.As long as care is taken to ensure that the weld allowance has once taken a value situated above the maximum power, one is therefore in a stable working zone, To reach this stable zone with automatic adjustment, the) operation must be done in a @
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appropriate.
The stable zone is always reached when the speed of advance of the wire in the period of start-up is much lower than the speed of melting of the wire. One therefore establishes all this on board, when starting, a similar speed of advance. When the weld has started, a considerable rise in voltage first occurs as the distance between electrode and workpiece is constantly increased. The number of revolutions of the feed motor is then increased until a welding voltage has been reached which is slightly above the bend of the power curve.
When this value is obtained after a starting time of a few seconds, the motor is then made to run with a constant number of revolutions. The weld adjustment then takes place completely automatically. The amount that can be approximated with the weld tension of the bend of the curve depends on the magnitude of the irregularities to be expected. In any case, the voltage difference available up to the maximum must dunner a sufficiently large adjustment range of the melting speed.
In order to keep the influence of the irregularities which may be present in the advancement of the thread small, it is employed, according to another idea of the present invention, an advancement motor whose number of revolutions is as independent as possible. of the load. @n advantageously employs an aeration motor whose field receives an appropriate compcunaage winding.
Below the voltage for which (in this case 70 volts) the transformer delivers its greatest power, is the unstable region, a variation of the welding voltage influences in this region the flow of the power of the transformer of such way that the voltage is changed in the direction of the deviation, Therefore, any disturbance) even very small, will lead to an interruption of the welding operation. seen well the wire is finally welded to the sheet, or the-
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The advancement is no longer in synchronism with: The combustion and the distance between the electrode and the treated part take on an inadmissible magnitude.
In this unstable region, therefore, it is only possible to work when, as has always been done so far, an adjustment device is provided which influences the advancement of the welding wire, in such a way that constant conditions are maintained.
The current for which the transformer outputs its maximum power can for example be adjusted by varying the air gap. In this way and by varying the no-load voltage, it is then possible to adapt the characteristic of the transformer to the nature of the weld and to the advancement required in each case.
Instead of a dispersion transformer, an ordinary single-phase transformer can be used, for example, after which a dispersion inductor has been fitted. The adjustment is then advantageously made by varying the flow of dispersion of the self'induction. One may also employ as a current source a source dynamo of suitable characteristic, so that the use of the method is by no means limited to welds using alternating current.
The technical progress achieved by the process resides in the reduction in price and the considerable simplification of the welding installations by the disappearance of the adjustment device. The adjustment costs are important especially when the welding speed is high or when welding thick sheets in one operation, since then the feed motor has to move the relatively large electrodes with a high speed, so that the The energy which it absorbs and consequently the electric power to be controlled by means of the regulating devices reach considerable values.