<EMI ID=1.1>
La présente invention concerne, de façon générale, les soudeuses à arc électrique et plus spécialement les soudeuses à arc qui produisent la soudure au moyen d'un arc à courant continu qui s'établit entre une électrode non consumable et la pièce à souder, dans une atmosphère d'un gaz inerte. Les soudeuses à arc à courant continu avec protection par gaz inerte conviennent spécialement pour souder des métaux comme l'aluminium et les alliages d'aluminium qui s'oxydent facilement, l'acier à faible teneur en carbone, l'acier inoxydable, le cuivre et les alliages de cuivre. Les exemples donnés ne limitent cependant aucunement le champ d'application de l'invention.
En ce qui concerne le rapport des potentiels de la pièce à souder et de l'électrode de soudage, la soudure à l'arc en courant continu est divisée en deux classes, la polarité normale avec laquelle l'électrode de soudage est maintenue négative par rapport à la pièce, et la polarité inverse avec laquelle l'électrode est positive et la pièce à souder négative, celle-ci étant donc l'élément qui émet les électrons.
La soudure avec polarité normale présente un avantage important. Un opérateur peut souder facilement suivant une ligne déterminée, puisque l'arc ne tend pas à s'écarter appréciablement de la ligne de soudure désirée. Cependant les surfaces à souder, surtout dans le cas d'un métal comme l'aluminium, doivent être nettoyées avec grand soin, et il faut une sérieuse expérience pour enlever tous les produits d'oxydation et obtenir une soudure solide. Ce défaut se présente particulièrement en soudant l'aluminium.
La soudure avec polarité inverse présente deux grosses difficultés. L'électrode tend à être surchauffée, provoquant ainsi la chute d'une grosse goutte de soudure sur le métal qui contamine la soudure, ou bien 1'
<EMI ID=2.1> cision. D'autre part la polarité inverse permet de souder des surfaces oxydées (comme d'aluminium par exemple) sans résultats défectueux. La soudure avec polarité inverse nettoie l'endroit de soudage et la surface environnante, permettant ainsi d'obtenir une;bonne soudure. Le résultat est un cordon de soudure propre et un gain de temps, celui requis autrement pour nettoyer l'endroit à souder.
La soudure à polarité inverse est donc généralement préférée
à celle à polarité normale mais elle pose certains problèmes.
La présente invention a pour but de procurer une soudeuse à arc à courant continu perfectionnée qui jouisse à la fois des avantages de la polarité normale et de la polarité inverse sans en avoir les inconvénients.
L'invention a aussi pour but de procurer une soudeuse perfectionnée dont le coût de fabrication et d'entretien soit faible et qui soit capable de produire une soudure saine.
Un des inconvénients principaux de la soudure à polarité inverse est la grande quantité de chaleur libérée dans l'électrode. Si l'électrode est petite, elle tend à être surchauffée et à fondre, introduisant des impuretés dans la soudure. Si l'électrode est grande de manière à résister et dissiper la grande quantité de chaleur, la pointe de l'électrode est trop grosse et l'arc voyage. Le sérieux du problème ressort de la constatation que l'électrode est soumise à une chaleur approximativement dix fois plus élevée en polarité inverse qu'en polarité normale. Si on veut que les électrodes atteignent la même température en polarité normale et en polarité inverse, l'électrode à polarité inverse doit avoir approximativement une surface dix fois supérieure à celle de l'électrode à polarité normale.
Le diamètre de l'électrode doit être augmenté de plus de trois fois, ce qui aug-
<EMI ID=3.1>
arc voyage.
En soudure à courant alternatif, l'électrode de soudage travaille avec polarité normale et avec polarité inverse et l'échauffement de l'électrode est un peu réduit. Mais la soudure à courant alternatif a ses propres difficultés. On a constaté qu'en soudure à l'arc à courant alternatif, il y a un effet redresseur dans l'arc. Le courant qui passe dans l'arc est donc, en fait, un courant alternatif superposé à un courant continu. Un tel courant, en passant dans le secondaire du transformateur de soudure, sature celui-ci et l'échauffe exagérément, ce qui diminue sa puissance nominale.
Il faut alors utiliser un transformateur puissant et coûteux. L'expérience
a montré que l'appareil impose une limite à la composante continue et que
le courant pendant les demi-périodes de polarité normale ne peut pas dépasser le triple du courant pendant la polarité inverse. Si on utilise un rapport plus grand, le système d'alimentation est sollicité de façon exagérée. Ceci provient de la présence de pointes dans l'onde de tension de l'arc plusieurs fois supérieures à la tension normale maximum du transformateur de soudure.
On a découvert qu'il est possible de jouir des avantages des soudures à polarités normale et inverse sans subir les inconvénients ni de la soudure en continu ni'de la soudure en alternatif, en appliquant entre électrode et pièce à souder des potentiels de polarité normale auxquels on superpose des pointes de polarité inverse de durée relativement courte. La durée de ces pointes peut varier dans de larges limites suivant la matière
à souder et la composition de la tige de soudure. Il a été constaté notamment qu'il est possible d'obtenir une soudure solide et propre de l'aluminium si la durée de passage du courant à polarité normale est environ vingt fois celle du passage de la pointe de courant à polarité inverse.
Dans les appareils conformes à l'invention, l'électrode de soudage reçoit un courant suffisant pour faire la soudure en polarité normale, mais un circuit à impulsions séparé fait passer du courant de polarité inverse pendant de courts laps de temps. De bons résultats ont été obtenus avec un circuit à impulsions commandé par une source à 60 cycles, de-manière à produire, chaque seconde, 60 impulsions. De meilleurs résultats encore sont obtenus, quand il y a plus de 60 impulsions par seconde.! est effet, le circuit peut être commandé par une source de courant à fréquence supérieu- - re à 60 cycles par seconde, ou bien il peut y avoir plusieurs circuits à impulsions, commandés chacun par une source à 60 cycles.,
Afin que l'invention soit bien comprise, on se référera au dessin annexé, dans lequel :
Les figures 1, 2, 3 et 4 sont des schémas de formes d'exécution
<EMI ID=4.1> tion du temps.
L'appareil représenté à la figure 1 comprend une électrode de soudage 13 et une pièce à souder 6 alimentées par une source de courant continu non représentée, par l'intermédiaire des bornes 7 et 9. Une self de choc
<EMI ID=5.1>
empêcher le passage de courant alternatif dans la source de courant continu. Des bornes 15 et 17 sont prévues pour être connectées à une source de courant alternatif. Une self de limitation de courant 19 est reliée à une des bornes à courant alternatif. Un premier condensateur 21 est connecté entre une bor- ne à courant alternatif 17 et la self 19. Une self à saturation 23 et un second condensateur 25 sont connectés entre la self 19 et l'électrode de soudage 13. Le second condensateur 25 empêche le passage de courant continu dans le circuit à courant alternatif. Une.résistance 27 est reliée à une borne 17 de la source à courant alternatif et au point de jonction entre
la self à saturation 23 et le condensateur 25.
<EMI ID=6.1>
électrode de soudage 13 une tension suffisante pour y provoquer le passage
<EMI ID=7.1>
alternatif charge le condensateur 21 et sature la self à saturation 23. Quand celle-ci est saturée, son impédance diminue fortement et le premier condensateur 21 peut se décharger à travers la self à saturation 23, le second condensateur 25 et l'électrode de soudage 13. Pendant une demi-période, cette impulsion de courant provoquée par la décharge du premier condensateur 21
a la même polarité que la source de courant continu. Pendant l'autre demipériode, cette impulsion a une polarité opposée à celle de la source de courant continu, et introduit une période de polarité inverse qui nettoie
la soudure et permet d'obtenir un soudage satisfaisant.
La figure 2 montre un autre dispositif, dans lequel la source de courant continu (non représentée) est connectée comme avant à l'éleetrode de soudage et à la pièce. Une résistance 29, un redresseur 31 et un condensateur 21 sont mis aux bornes de la source de courant alternatif. Un redresseur à commande par grille 33 est relié au point de jonction entre le redresseur 31 et le condensateur 21 et à l'électrode de soudage 13 avec une polarité telle qu'il laisse passer du courant de polarité opposée à celle
de la source de courant continu. La grille 35 du redresseur 33 est connectée, par une source 37 de tension de polarisation et le secondaire 39 d'un trans-
<EMI ID=8.1>
formateur 41 est connecté à une source de courant alternatif (non représentée).
En fonctionnement, le redresseur 31 fait passer du courant par la résistance de limitation de courant 29 pour charger le condensateur 21. Au moment voulu, le transformateur d'allumage 41 rend le redresseur à comman-
<EMI ID=9.1>
lectrode de soudage 13, produisant ainsi une brusque impulsion de courant de polarité inverse dans l'électrode de soudage. L'impulsion de courant provenant du condensateur 21 est appliquée une fois par cycle de la .source dé courant alternatif, de manière à produire une impulsion de courant de pola-rite inverse suffisante pour maintenir la soudure propre.
La figure 3 représente un circuit différent dans lequel la source de courant continu est connectée à l'électrode de soudage de la même manière qu'aux figures 1 et 2. Une self de limitation de courant 47 et un condensateur 21 sont mis aux bornes de la source de courant alternatif. Un redresseur ignitron 49 est connecté entre le point de jonction de la self
47 et du -condensateur 21 et l'électrode de soudage 13, de manière à conduire du courant de polarité opposée à celle de la source de courant continu. Une lampe d'allumage 50 est connectée entre l'anode 51 et l'électrode d'allumage 54 de l'ignitron 49. La lampe d'allumage 50 est amorcée de la même manière que le redresseur à commande par grille 33 représenté à la figure
2. Ce dispositif fonctionne comme celui de la figure 2 sauf que les -valeurs de la self 47 et du condensateur 21 peuvent être choisies de manière à ce que ceux-ci résonnent à la fréquence de la source de courant alternatif. Si leurs valeurs sont choisies de telle façon, la tension appliquée au condensateur
21 peut être supérieure à la tension maximum appliquée par la source de courant alternatif et la soudeuse est capable d'appliquer à 1'électrode de soudage 13 une impulsion de tension élevée, même sans source de tension élevée. L'emploi d'une impulsion de tension élevée facilite l'amorçage de l'arc.
La figure 4 représente un circuit modifié dans lequel la source de courant continu est connectée à l'électrode de soudure de la même manière que dans les cas précédents. Une self de limitation de courant 47, une résistance 53 et un premier condensateur 55 sont connectés aux bornes de la source de courant alternatif. Un second condensateur 21 est connecté entre un point de jonction de la self de limitation de courant 47 et de la résistance 53 et la borne positive 9 de la source de courant continu. Un ignitron
49 est connecté entre le point de jonction de la self de limitation de courant 47 et de la résistance 53 et une borne 17 de la source de courant alternatif. La lampe d'allumage 50 est connectée entre l'anode 51 et l'élec- <EMI ID=10.1>
d'allumage 50 est connectée au point de jonction de la résistance 53 et du premier condensateur 55. La résistance 53 et le premier condensateur 55 constituent un circuit d'allumage pour la lamep d'allumage 50. Dans le circuit de la figure 4, le condensateur 21 ne se charge qu'à travers l'arc de soudure, quand il est établi. Au moment voulu, la lampe d'allumage rend l'ignitron conducteur de manière que le condensateur se décharge dans l'électrode de soudage 13.
Il faut noter que, dans ce circuit aussi, les valeurs de la
self de limitation du courant 47 et du condensateur 21 peuvent être choisies de façon que ces éléments résonnent à la fréquence de la source d'alimentation. Le condensateur peut alors être chargé par une tension supérieure à celle de la source de courant alternatif. Cependant, comme le condensateur n'est chargé que lorsque l'arc est établi, il n'y a pas de tension élevée à circuit ouvert qui pourrait être dangereuse pour l'opérateur. En tout cas la tension est suffisante pour produire une impulsion de polarité inverse qui nettoie la surface à souder et permet d'obtenir une soudure satisfaisante.
La figure 5 représente un graphique de la différence de potentiel entre l'électrode de soudage et la pièce en fonction du temps. La ten-sion est portée en ordonnées et le temps en abscisses. L'ordonnée représente la polarité normale au-dessus de l'axe des abscisses et la polarité inverse en-dessous. Les conditions de tension représentées sont celles rencontrées dans les circuits des figures 2, 3 et 4. Il y a une période 58 pendant laquelle du potentiel de polarité normale est appliqué, suivie d'une courte impulsion 59 de polarité inverse due à la décharge du condensateur 21. Ce cycle se répète à une cadence déterminée par la fréquence de la source de courant alternatif.
On peut aussi connecter deux ou plusieurs condensateurs avec leur circuit de charge et de décharge à l'électrode de soudage, de manière à avoir, par minute, plus d'impulsions que de périodes de la source <EMI ID=11.1>
La proportion des amplitudes et des durées des tensions de polarité normale et de polarité inverse peut varier entre des limites raisonnablement étendues mais le temps total de tension de polarité inverse doit être faible, comparé au temps total de tension de polarité normale. De façon générale, la polarité inverse aura une amplitude et une durée suffisantes pour produire le nettoyage voulu de la surface, sans échauffer exagérément l'électrode de soudage. De bons résultats sont obtenus dans la soudure de l'aluminium, avec un temps total de tension de polarité inverse de l'ordre du vingtième du temps total de la tension de polarité normale.
Des résultats satisfaisants ont été obtenus dans l'application de l'invention au moyen d'appareils construits comme suit : <EMI ID=12.1>
Différence de potentiel 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 11 20 à 60 millihenrys
<EMI ID=13.1>
Résistance 27 700 ohms
Condensateur 25 40 à 100 microfarads
Self 19 100 millihenrys
<EMI ID=14.1>
Différence de potentiel 15-17 100-220 volts 60 cycles
Résistance 29 10-50 ohms
Redresseur 31-866A
Lampe 33-676
Condensateur 21 20 à 140 microfarads
Batterie 37
Self 11 20 à 60 millihenrys
<EMI ID=15.1>
Différence de potentiel 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 47 52 millihenrys
<EMI ID=16.1>
Lampe 50 - 632A
Ignitron 4 - 681/686
Self 11 20 à 60 millihenrys Fig. 4-
Différence de potentiel 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 57 52 millihenrys
Condensateur 21 120 microfarads
Lampe 50 - 632A
Ignitron 49-683/686
Self 11 20 à 60 millihenrys
L'invention convient particulièrement à la soudure de métaux comme l'aluminium au moyen d'une électrode en tungstène, sous la protection d' un gaz inerte. Dans ses aspects larges, l'invention s'applique à la soudure de métaux comme le fer ou l'acier sans la protection d'un gaz inerte. Elle s'applique aussi, dans ses aspects larges, à la soudure avec une électrode consumable, le réglage de l'amplitude et de la durée des impulsions de polarité inverse pouvant servir à régler la vitesse d'écoulement de l'électrode en fusion. Cette application des impulsions de polarité inverse est
comprise dans le cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. - Appareil pour souder une pièce avec du courant d'une source de courant continu, caractérisé en ce qu'il comprend une électrode de
soudage, un premier moyen de maintenir l'électrode négative par rapport à
la pièce pendant un premier laps de temps déterminé, un second moyen de
maintenir l'électrode de soudage positive par rapport à la pièce pendant
un second laps de temps court par rapport au premier laps de temps, et un
troisième moyen faisant fonctionner alternativement les premier et deuxième moyens.
<EMI ID = 1.1>
The present invention relates, in general, to electric arc welders and more particularly to arc welders which produce the weld by means of a direct current arc which is established between a non-consumable electrode and the workpiece, in an atmosphere of inert gas. DC arc welders with inert gas protection are especially suitable for welding metals such as aluminum and aluminum alloys which oxidize easily, low carbon steel, stainless steel, copper and copper alloys. However, the examples given in no way limit the scope of the invention.
Regarding the ratio of the potentials of the workpiece and the welding electrode, direct current arc welding is divided into two classes, the normal polarity with which the welding electrode is kept negative by relative to the part, and the reverse polarity with which the electrode is positive and the part to be welded negative, the latter therefore being the element which emits the electrons.
Welding with normal polarity has an important advantage. An operator can easily weld along a determined line, since the arc does not tend to deviate appreciably from the desired weld line. However, surfaces to be welded, especially in the case of a metal such as aluminum, must be cleaned with great care, and it takes serious experience to remove all oxidation products and obtain a solid weld. This defect occurs particularly when welding aluminum.
Soldering with reverse polarity presents two major difficulties. The electrode tends to be overheated, causing a large drop of solder to fall onto the metal which contaminates the solder, or else 1 '
<EMI ID = 2.1> cision. On the other hand the reverse polarity allows to weld oxidized surfaces (such as aluminum for example) without defective results. Reverse polarity weld cleans the weld area and surrounding surface, resulting in a good weld. The result is a clean weld bead and time savings that would otherwise be required to clean the place to be welded.
Reverse polarity soldering is therefore generally preferred
to that with normal polarity but it poses certain problems.
The present invention aims to provide an improved DC arc welder which enjoys both the advantages of normal and reverse polarity without having the disadvantages.
Another object of the invention is to provide an improved welder whose manufacturing and maintenance cost is low and which is capable of producing a sound weld.
One of the main disadvantages of reverse polarity soldering is the large amount of heat released in the electrode. If the electrode is small, it tends to be overheated and melt, introducing impurities into the solder. If the electrode is large so as to resist and dissipate the large amount of heat, the tip of the electrode is too big and the arc travels. The seriousness of the problem emerges from the finding that the electrode is subjected to approximately ten times higher heat in reverse polarity than in normal polarity. If the electrodes are to reach the same temperature in normal polarity and reverse polarity, the reverse polarity electrode should have approximately ten times the area of the normal polarity electrode.
The diameter of the electrode must be increased by more than three times, which increases
<EMI ID = 3.1>
arc travel.
In alternating current welding, the welding electrode works with normal polarity and with reverse polarity and the heating of the electrode is somewhat reduced. But AC soldering has its own difficulties. It has been found that in AC arc welding, there is a rectifying effect in the arc. The current flowing in the arc is therefore, in fact, an alternating current superimposed on a direct current. Such a current, passing through the secondary of the welding transformer, saturates the latter and heats it excessively, which reduces its nominal power.
It is then necessary to use a powerful and expensive transformer. The experience
has shown that the device imposes a limit on the DC component and that
the current during half periods of normal polarity cannot exceed three times the current during reverse polarity. If a larger ratio is used, the fuel system is overloaded. This is due to the presence of spikes in the arc voltage wave several times greater than the maximum normal voltage of the welding transformer.
It has been discovered that it is possible to enjoy the advantages of normal and reverse polarity welds without suffering the disadvantages of either continuous welding or alternating welding, by applying potentials of normal polarity between electrode and workpiece. to which are superimposed points of reverse polarity of relatively short duration. The duration of these peaks can vary within wide limits depending on the material
solder and the composition of the welding rod. It has been found in particular that it is possible to obtain a solid and clean weld of the aluminum if the duration of passage of the current at normal polarity is approximately twenty times that of the passage of the current peak at reverse polarity.
In apparatus according to the invention, the welding electrode receives sufficient current to weld in normal polarity, but a separate pulse circuit passes current of reverse polarity for short periods of time. Good results have been obtained with a pulse circuit controlled by a 60 cycle source, so as to produce 60 pulses every second. Even better results are obtained when there are more than 60 pulses per second.! This is because the circuit can be controlled by a current source at a frequency greater than - 60 cycles per second, or there can be several pulse circuits, each controlled by a 60 cycle source.
In order for the invention to be fully understood, reference will be made to the appended drawing, in which:
Figures 1, 2, 3 and 4 are diagrams of embodiments
<EMI ID = 4.1> tion of time.
The apparatus shown in FIG. 1 comprises a welding electrode 13 and a piece to be welded 6 supplied by a direct current source, not shown, via terminals 7 and 9. A shock choke
<EMI ID = 5.1>
prevent the passage of alternating current into the direct current source. Terminals 15 and 17 are provided for connection to an alternating current source. A current limiting inductor 19 is connected to one of the alternating current terminals. A first capacitor 21 is connected between an AC terminal 17 and the choke 19. A saturation choke 23 and a second capacitor 25 are connected between the choke 19 and the welding electrode 13. The second capacitor 25 prevents the welding. passage of direct current in the alternating current circuit. A resistor 27 is connected to a terminal 17 of the AC source and to the junction point between
the saturation inductor 23 and the capacitor 25.
<EMI ID = 6.1>
welding electrode 13 sufficient voltage to cause passage through it
<EMI ID = 7.1>
AC charges the capacitor 21 and saturates the saturation inductor 23. When the latter is saturated, its impedance decreases sharply and the first capacitor 21 can discharge through the saturation inductor 23, the second capacitor 25 and the welding electrode 13. For half a period, this current pulse caused by the discharge of the first capacitor 21
has the same polarity as the direct current source. During the other half-period, this pulse has an opposite polarity to that of the direct current source, and introduces a period of reverse polarity which cleans
welding and allows satisfactory welding to be obtained.
Figure 2 shows another device, in which the direct current source (not shown) is connected as before to the welding electrode and to the workpiece. A resistor 29, a rectifier 31 and a capacitor 21 are placed across the alternating current source. A gate-controlled rectifier 33 is connected to the junction point between the rectifier 31 and the capacitor 21 and to the welding electrode 13 with a polarity such that it passes current of the opposite polarity to that.
from the direct current source. The gate 35 of the rectifier 33 is connected, by a source 37 of bias voltage and the secondary 39 of a trans-
<EMI ID = 8.1>
trainer 41 is connected to an AC source (not shown).
In operation, the rectifier 31 passes current through the current limiting resistor 29 to charge the capacitor 21. At the desired moment, the ignition transformer 41 turns the rectifier on.
<EMI ID = 9.1>
welding electrode 13, thereby producing a sudden pulse of current of reverse polarity in the welding electrode. The current pulse from capacitor 21 is applied once per cycle to the AC power source, so as to produce a sufficient reverse polarity current pulse to keep the solder clean.
Figure 3 shows a different circuit in which the direct current source is connected to the welding electrode in the same way as in Figures 1 and 2. A current limiting choke 47 and a capacitor 21 are connected to the terminals of the alternating current source. An ignitron 49 rectifier is connected between the junction point of the choke
47 and the -capacitor 21 and the welding electrode 13, so as to conduct a current of polarity opposite to that of the direct current source. An ignition lamp 50 is connected between the anode 51 and the ignition electrode 54 of the ignitron 49. The ignition lamp 50 is ignited in the same manner as the gate-controlled rectifier 33 shown in FIG. figure
2. This device operates like that of Figure 2 except that the -values of the choke 47 and the capacitor 21 can be chosen so that they resonate at the frequency of the alternating current source. If their values are chosen in such a way, the voltage applied to the capacitor
21 may be greater than the maximum voltage applied by the AC power source and the welder is able to apply a high voltage pulse to the welding electrode 13 even without a high voltage source. The use of a high voltage pulse makes it easier to strike the arc.
Fig. 4 shows a modified circuit in which the direct current source is connected to the welding electrode in the same way as in the previous cases. A current limiting inductor 47, a resistor 53 and a first capacitor 55 are connected across the AC source. A second capacitor 21 is connected between a junction point of the current limiting inductor 47 and of the resistor 53 and the positive terminal 9 of the direct current source. An ignitron
49 is connected between the junction point of the current limiting choke 47 and the resistor 53 and a terminal 17 of the alternating current source. The ignition lamp 50 is connected between the anode 51 and the elec- <EMI ID = 10.1>
ignition 50 is connected to the junction point of resistor 53 and first capacitor 55. Resistor 53 and first capacitor 55 constitute an ignition circuit for ignition blade 50. In the circuit of Figure 4, the capacitor 21 charges only through the welding arc, when it is established. At the right moment, the ignition lamp turns the ignitron on so that the capacitor is discharged in the welding electrode 13.
It should be noted that, in this circuit too, the values of the
current limiting inductor 47 and capacitor 21 can be chosen so that these elements resonate at the frequency of the power source. The capacitor can then be charged with a voltage higher than that of the alternating current source. However, since the capacitor is only charged when the arc is established, there is no high open circuit voltage that could be hazardous to the operator. In any case the voltage is sufficient to produce a pulse of reverse polarity which cleans the surface to be welded and makes it possible to obtain a satisfactory weld.
Figure 5 shows a graph of the potential difference between the welding electrode and the workpiece as a function of time. The voltage is plotted on the ordinate and the time on the abscissa. The ordinate represents the normal polarity above the x-axis and the reverse polarity below. The voltage conditions shown are those encountered in the circuits of Figures 2, 3 and 4. There is a period 58 during which potential of normal polarity is applied, followed by a short pulse 59 of reverse polarity due to the discharge of the voltage. capacitor 21. This cycle repeats at a rate determined by the frequency of the alternating current source.
It is also possible to connect two or more capacitors with their charge and discharge circuit to the welding electrode, so as to have, per minute, more pulses than periods of the source <EMI ID = 11.1>
The proportion of the amplitudes and durations of the normal polarity and reverse polarity voltages can vary within reasonably wide limits but the total reverse polarity voltage time should be small, compared to the total normal polarity voltage time. Generally, the reverse polarity will have sufficient amplitude and duration to produce the desired cleaning of the surface, without overheating the welding electrode. Good results are obtained in the welding of aluminum, with a total time of reverse polarity voltage of the order of a twentieth of the total time of the normal polarity voltage.
Satisfactory results have been obtained in the application of the invention by means of devices constructed as follows: <EMI ID = 12.1>
Potential difference 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 11 20 to 60 millihenrys
<EMI ID = 13.1>
Resistance 27,700 ohms
Capacitor 25 40 to 100 microfarads
Self 19 100 millihenrys
<EMI ID = 14.1>
Potential difference 15-17 100-220 volts 60 cycles
Resistance 29 10-50 ohms
Rectifier 31-866A
Lamp 33-676
Capacitor 21 20 to 140 microfarads
Battery 37
Self 11 20 to 60 millihenrys
<EMI ID = 15.1>
Potential difference 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 47 52 millihenrys
<EMI ID = 16.1>
Lamp 50 - 632A
Ignitron 4 - 681/686
Self 11 20 to 60 millihenrys Fig. 4-
Potential difference 15-17 110-220 volts 60 cycles
Self 57 52 millihenrys
Capacitor 21 120 microfarads
Lamp 50 - 632A
Ignitron 49-683 / 686
Self 11 20 to 60 millihenrys
The invention is particularly suitable for welding metals such as aluminum by means of a tungsten electrode, under the protection of an inert gas. In its broad aspects, the invention applies to the welding of metals such as iron or steel without the protection of an inert gas. It also applies, in its broad aspects, to soldering with a consumable electrode, the adjustment of the amplitude and the duration of the pulses of reverse polarity being able to be used to regulate the flow rate of the molten electrode. This application of reverse polarity pulses is
included within the scope of the invention.
CLAIMS.
1. - Apparatus for welding a part with current from a direct current source, characterized in that it comprises an electrode of
welding, a first means of maintaining the negative electrode with respect to
the part for a first determined period of time, a second means of
keep the welding electrode positive with respect to the workpiece for
a second period of time short compared to the first period of time, and a
third means alternately operating the first and second means.