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La présente invention est relative à un montage électrique permet- tant la stabilisation d'un arc de soudure en courant alternatif, elle s'applique plus spécialement à la stabilisation de l'arc sous atmosphère protectrice gazeuse, par exemple d'argon ou d'héliuM.
Pour stabiliser de tels aros on connaît divers procédés qui sont ou compliqués et coûteux, du présentent le très grand inconvénient de provoquer des perturbations dans les récepteurs de radio et de télévision.
Notamment, en soudage à l'arc sous atmosphère inerte, en courant alternatif où l'on établi un arc entre une électrode et la pièce à souder, il est connu'que la stabilisation de l'arc peut s'obtenir par la superposi-
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tion au courant de soudage d'un courant à haute fréquence et à haute tension.
La fréquence est d'environ 1.000.000 de périodes par seconde et la tei ,on d'environ 2000 volts. Ce courant à haute fréquence est produit en chargeant un condensateur qui se décharge périodiquement entre deux éclateurs. Les décharges à haute fréquence ainsi produites ionisent le milieu dans.lequel l'arc jaillit ce qui permet l'amorçage de l'arc et la stabilisation de ce dernier.
Les décharges à haute fréquence ainsi produites ont l'inconvénient de créer de fortes perturbations dans les récepteurs de radio et de télévision
Il est pratiquement impossible d'éviter la propagation de cette énergie à haute fréquence perturbatrice, la propagation se faisant par rayonnement direct et par transmission dans le réseau des canalisations électriques faisant partie du réseau sur lequel est branché le générateur à haute fréquence.
Pour stabiliser l'arc de soudage il est également connu de décharger très rapidement un condensateur entre l'électrode et la pièce à souder, déchar- ge qui donne une pointe de tension entre la dite électrode et la pièce à souder, ionisant ainsi le milieu dans lequel l'arc jaillit. Cette pointe de tension doit se produire à chaque début de la demi-période où le passage du courant est contrarié, c'est-à-dire au début de chaque demi-période où l'élec- trode est positive. Des dispositifs stabilisateurs d'arc fonctionnant sur ce principe sont connus, mais ils ont l'inconvénient que la décharge du conden- sateur se fait soit à travers deux éclateurs, soit que l'amorçage de l'arc nécessite toujours une étincelle à haute fréquence et de ce fait, il y a toujours possibilité de créer des perturbations dans les récepteurs de radio et de télévision.
A l'encontre des dispositifs stabilisateurs d'arc'cités ci-dessus, le dispositif pour stabiliser l'arc de soudage en courant alternatif sous atmosphère d'un gaz inerte, conforme à la présente invention, ne fait plus appel à la décharge d'un condensateur pour provoquer une pointe de tension ni pour donner une décharge à haute fréquence.
Suivant la présente invention il n'y a plus de décharge de conden- sateur à triera des éclateurs et par conséquent, il n'y a aucun risque de
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provoquer des oscillations à haute fréquence pouvant créer des perturbations dans les récepteurs de radio ou de télévision. De lus, le montage conf de à l'invention, donne une onde de courant de soudage symétrique, avec un re- dressement nul et permet l'obtention d'un arc long et très doux; enfin on obtient un décapage parfait du bain de fusion.
Les figs.l, 2, 3a et 3b ci-jointes illustrent à titre d'exemple non limitatif un montage conforme à l'invention.
A la fig,l le montage conforme à l'invention est schématisé. Le transformateur de soudage TR; d'un type classique et connu, avec ses enrou- lements primaire El et secondaire E2 reçoit le courant à la tension du réseau par les bornes de l'enroulement primaire El et fournit un courant alternatif dont la tension à vide aux bornes A et B de l'enroulement secon- daine E2 est de l'ordre de 70 volts.
Entre les bornes A et B du secondaire on branche en série, un premier condensateur C1, un second condensateur 02, un redresseur de courant Re et une résistance ohmique R, La borne C est disposée entre les condensateurs 01 et C2 et la pièce à souder P est elle- même raccordée à cette borne C, tandis que l'électrode de soudage El est raccordée à, la borne A du secondaire E2. Dans le cas illustré schématiquement à la fig.2, les mêmes .éléments se retrouvent et portant les mêmes repères; leur disposition est identique, sauf en ce qui concerne l'électrode de sou- dage El qui est raccordée à la borne 0, tandis que la pièce à souder P est raccordée à la borne A.
Le condensateur C1 est de préférence un condensateur 'variable pour permettre d'adapter la capacité de ce condensateur au courant de soudage. Des essais ont montrés qu'une capacité de 100 micro Farads par ampère du courant de soudage donnait d'excellents résultats es supprimant notamment la composante continue du courant de soudage, composante continue qui provoque généralement un échauffement indésirable du transformateur de soudage.
Le condensateur 01 est de préférence un condensateur électrolytique non-polarisée
Le condensateur C2, appelé condensateur stabilisateur est également: un condensateur électrolytique non-polarisé dont la capacité est ohoisie en fonction du courant de soudage; des essais ont montré qu'une capacité de 40 micro Farads convenait parfaitement* bien pour les usages courants. Le
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redresseur de courant Re est de préférence un redresseur à couche d'arrêt, soit au sélénium, soit au germanium, 'soit à l'oxy de cuivre. Des essa ont montré que les meilleurs résultats étaient obtenus avec un redresseur à couche d'arrêt d'environ 1 Ampère/220 Volts.
Le but de ce redresseur est de permettre la charge des condensateurs
Cl et C2 mais non leur décharge.
La résistance ohmique R est une résistance fixe dont la valeur est choisie en fonction de l'inductance du circuit et de la capacité des conden- sateurs Cl et C2; dans le cas cité ici, la résistance R est d'environ 100 Ohms.
Le but de cette résistance est d'obtenir une charge lente et apériodique des condensateurs.
Lorsque le transformateur de soudage TR est mis sous tension et qu'aucun arc ne jaillit entre l'électrode El et la pièce à souder P; lorsque la borne A est positive (fig.3a), les condensateurs Cl et C2 se chargent.
,Dors de la demi-période suivante, lorsque la borne A est négative, le re- dresseur Re empêche la décharge des condensateurs C1 et C2. 'Un potentiel négatif par rapport à l'électrode El apparaît donc à la borne C reliée à la pièce P. Les valeurs des capacités des condensateurs C1 et C2 ont été choi- sies de façon à faire apparaître pratiquement toute la tension disponible aux bornes du condensateur 02.
Quand on fait jaillir un arc de soudage entra l'électrode El et la pièce à souder P, pendant la demi-période où 1 électrode El est négative (fig.3b), un courant de soudage Is circule dans le conden- sateur C1 et charge ce dernier, le potentiel au point C devient encore plus négatif par rapport à l'électrode El, la décharge du condensateur 02 étant empêchée par le redresseur Re.
De cette façon, au début de chaque demi- alternance, on dispose, quand la pièce à souder devient négative, d'un potentiel négatif suffisant à la borne C pour éviter l'extinction de l'arc, extinction qui normalement aurait lieu au début de cette demi-alternance l'arc reste donc allumé malgré l'inversion de la polarité et on obtient ainsi un arc de soudage continu, long et fort doux. A la fin du soudage, lorsque le transformateur TR n'est plus alimenté, les condensateurs 01 et 02 se déchar- gent naturellement, mais très lentement et la décharge est apériodique, ce qui ne provoque aucune perturbation.
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The present invention relates to an electrical assembly allowing the stabilization of a welding arc in alternating current, it applies more especially to the stabilization of the arc in a protective gaseous atmosphere, for example of argon or of helium.
To stabilize such aros various methods are known which are either complicated and expensive, due to the very great drawback of causing disturbances in radio and television receivers.
In particular, in arc welding in an inert atmosphere, in alternating current where an arc is established between an electrode and the part to be welded, it is known that the stabilization of the arc can be obtained by the superposition.
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tion to the welding current of a high frequency and high voltage current.
The frequency is approximately 1,000,000 periods per second and the temperature is approximately 2,000 volts. This high frequency current is produced by charging a capacitor which periodically discharges between two spark gaps. The high-frequency discharges thus produced ionize the medium in which the arc springs, which allows the initiation of the arc and the stabilization of the latter.
The high frequency discharges thus produced have the disadvantage of creating strong disturbances in radio and television receivers.
It is practically impossible to prevent the propagation of this disturbing high-frequency energy, the propagation being by direct radiation and by transmission in the network of electrical pipes forming part of the network to which the high-frequency generator is connected.
To stabilize the welding arc, it is also known to discharge a capacitor very quickly between the electrode and the part to be welded, which discharge gives a voltage peak between said electrode and the part to be welded, thus ionizing the medium. in which the arc springs. This voltage peak must occur at each start of the half-period in which the flow of current is thwarted, that is to say at the start of each half-period in which the electrode is positive. Arc stabilizer devices operating on this principle are known, but they have the drawback that the capacitor is discharged either through two spark gaps, or that the initiation of the arc always requires a high frequency spark. and therefore there is always the possibility of creating disturbances in radio and television receivers.
Unlike the arc stabilizer devices mentioned above, the device for stabilizing the welding arc in alternating current in an inert gas atmosphere, in accordance with the present invention, no longer uses the discharge of gas. 'a capacitor to cause a voltage surge or to give a high frequency discharge.
According to the present invention there is no longer any capacitor discharge to sort spark gaps and therefore there is no risk of
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cause high-frequency oscillations which can create disturbances in radio or television receivers. Moreover, the assembly according to the invention gives a symmetrical welding current wave, with zero recovery and allows a long and very soft arc to be obtained; finally, a perfect pickling of the molten pool is obtained.
The attached figs.l, 2, 3a and 3b illustrate by way of nonlimiting example an assembly according to the invention.
In FIG, the assembly according to the invention is shown schematically. The TR welding transformer; of a conventional and known type, with its primary El and secondary windings E2 receives the current at the network voltage through the terminals of the primary winding El and supplies an alternating current whose no-load voltage at the terminals A and B of the secondary winding E2 is of the order of 70 volts.
Between the terminals A and B of the secondary one connects in series, a first capacitor C1, a second capacitor 02, a current rectifier Re and an ohmic resistor R, The terminal C is arranged between the capacitors 01 and C2 and the part to be welded P is itself connected to this terminal C, while the welding electrode El is connected to the terminal A of the secondary E2. In the case illustrated schematically in fig.2, the same elements are found and bearing the same marks; their arrangement is identical, except for the welding electrode El which is connected to terminal 0, while the piece to be welded P is connected to terminal A.
The capacitor C1 is preferably a variable capacitor to allow the capacity of this capacitor to be adapted to the welding current. Tests have shown that a capacity of 100 micro Farads per ampere of the welding current gave excellent results, in particular by eliminating the DC component of the welding current, a DC component which generally causes undesirable heating of the welding transformer.
The capacitor 01 is preferably a non-polarized electrolytic capacitor
The capacitor C2, called the stabilizing capacitor, is also: a non-polarized electrolytic capacitor, the capacity of which is chosen as a function of the welding current; tests have shown that a capacity of 40 micro Farads is perfectly suitable * for everyday use. The
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Current rectifier Re is preferably a rectifier with a barrier layer, either selenium, germanium, or copper oxy. Tests have shown that the best results are obtained with a stopper rectifier of about 1 Ampere / 220 Volts.
The purpose of this rectifier is to allow the charging of the capacitors
Cl and C2 but not their discharge.
The ohmic resistance R is a fixed resistance whose value is chosen as a function of the inductance of the circuit and of the capacitance of capacitors C1 and C2; in the case cited here, the resistance R is about 100 Ohms.
The purpose of this resistor is to obtain a slow and aperiodic charge of the capacitors.
When the welding transformer TR is energized and no arc spurts out between the electrode El and the part to be welded P; when terminal A is positive (fig.3a), capacitors C1 and C2 charge.
, During the following half-period, when terminal A is negative, rectifier Re prevents the discharge of capacitors C1 and C2. 'A negative potential with respect to the electrode El therefore appears at the terminal C connected to the part P. The values of the capacitances of the capacitors C1 and C2 have been chosen so as to reveal practically all the voltage available at the terminals of the capacitor 02.
When a welding arc is made between the electrode El and the piece to be welded P, during the half-period when 1 electrode El is negative (fig. 3b), a welding current Is circulates in the capacitor C1 and charges the latter, the potential at point C becomes even more negative with respect to the electrode El, the discharge of the capacitor 02 being prevented by the rectifier Re.
In this way, at the start of each half-cycle, when the part to be welded becomes negative, there is sufficient negative potential at terminal C to prevent the extinction of the arc, which would normally occur at the start. from this half-wave, the arc therefore remains on despite the inversion of the polarity and a continuous, long and very gentle welding arc is thus obtained. At the end of welding, when the transformer TR is no longer supplied, the capacitors 01 and 02 discharge naturally, but very slowly and the discharge is aperiodic, which does not cause any disturbance.