<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements aux aros"
De nombreuses propriétés des arcs ou déchargée électri- que. ne varient pas linéairement avec 1' importance du courant de l'arc, mais au contraire elles n'apparaissent ou ne se font re- marquer que quand cette importance dépasse une certaine valeur* La présente invention concerne un procédé et un équipement pour faire apparaître de telles propriétés ou les faire entrer en jeu lorsqu'il est impossible, difficile ou indésirable de maintenir l'importance du courant de l'arc au-dessus de la Yaleur indiquée ou, d'une autre façon, pour réaliser une commande de la propriété lorsqu'il est possible,
utile et désirable de maintenir l'impor- tance du courant d'arc au-dessus de ladite valeur,
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Un exemplo principal de telles propr1ét', est la proprié- té que possède un a:roi au cours d'un processus de soudage A 1! arc faisant appel à un.
électrode concommablop de provoquer un transfert vers la pièce soudée de la matière d'éleotrode en fusion tous la forme d'un transfert pulvérisé dit projeté de petites gout- telettes qui fournissent un dépôt et établissent une bonne soudure* Cette propriété disparaît lorsque l'importance du courant tombe
EMI2.2
on desaoue d'une voleur particulière, parc* qu'à ce moment,
au Xitu de transférer la matière en fusion noue forme d'une pulvérisation qui et projetée par l'arc en tant que courant rapide de petite* gouttelettes cheminant dans des conditions de vol libre ou prati-
EMI2.3
quement de vol libre de l'électrode consommable à la pièce, la am"' tiare d'électrode en fusion forme un large globule avant qu'un transfert important, quelconque ait lieu,
une série de ces grande globules établissant un dépôt grossier et tendant par conséquent
EMI2.4
donner une mauvaise soudure* ceci n'est pas le seul inconvi- nient$ toutefois, para que le transfert lui-même n'est pas a:tr4 té par l'arc (étant donné que l'arc ne contribue pratiquement en rien au mécanisme du transfert), main il est provoqué soit par la
EMI2.5
pesanteur, soit par le fait que le globale et la pièce ae rencon- trent.
Dans l'un et l'autre cage la pièce est disposée en dessous de Itélootrode consommable et ceci constitue une restriction Inde* sirablw à certaine moments* lg*n ne rendra compte que la valeur du courant de l'ara au-dessus de laquelle l'on obtient des soudures satlefaisantes et en dessous de laquelle l'on obtient dee soudures non satinfaisan- ton n'est pas une seule valeur précise, étant donné qu'il y a tott- te une gamme de valeurs de courant produisant des soudures de qua- lité moyenne.
Un exemple particulier d'un processus de soudure présen- tant les phénomènes précités est celui qui consiste à utiliser une électrode en aluminium consommable d'un diamètre de 1/16 de pouce enveloppé dans de l'argon et utilisant un arc en courant
<Desc/Clms Page number 3>
continu.
Une bonne soudure est obtenue pour des courants supé- rieurs à 150 ampères et de relativement bonnes soudures sont obte- nues jusqu'à environ 140 ampères (la vitesse de fourniture de 1' électrode étant réduite en conséquence)
. En dessous de ceci et avec une vitesse d'alimentation d'environ 120 pouces par minute l'on découvre une discontinuité dans laquelle un nouveau rapport existe entre le courant et la vitesse de consommation de l'élex- trode consommable et pour laquelle le courant change d'environ 140 à 100 ampères, Cette transition est accompagnée par une chute approximativement de dix foie dans la fréquence du transfert et par conséquent une augmentation correspondant@ de la dimension de transfert,
le transfert en dessous de la discontinuité (la gamme dite inférieure au seuil) se faisant soue la forme de relativement grands globules atteignant jusqu'à 1/4. de pouce de diamètre, ce qui équivaut à environ 2 pouces de la longueur de l'électrode en aluminium. Une certaine amélioration peut être obtenue en réduis! sant le diamètre de l'électrode, maie ceci exige une augmentation , de la vitesse d'alimentation de l'électrode pour un courant donné quelconque.
A cause du fait que jusqu'à présent l'on a maintenu de forte courants, au-dessus du niveau de discontinuité, pour obtenir le transfert par pulvérisation projetée, il n'a pas été possible de souder de façon satisfaisante des matières minces. Un autre inconvénient des procédés antérieurs pour la soudure satisfaisant de matières épaisses, est que, même au-dessus de la discontinuité, le transfert de pulvérisation projetée ne conduit pas toujours à des résultats constants, ni qu'une soudure donnée quelconque est aussi régulière qu'il serait désirable.
Le premier exemple d'une propriété d'arc donné ci-avant réside dans l'établissement d'un,,transfert de pulvérisation. Un second exemple réside dans le découpage. Le découpage d'une pièce' peut être exécuté uniquement lorsque l'amplitude du courant est supérieure à une certaine valeur, car en dessous de cette valeur :
<Desc/Clms Page number 4>
la matière qui eet fonda* par l'aro reste en position sur la pieoe
EMI4.1
où elle ne solidifie lors du refroidissement, tandis qu'au-dsssus de cette valeur la matière en fusion est chassée de la pièce.
Le principe de base de la présente invention réside en
EMI4.2
'O;:tj que l arc: doit It1'8 m11S en oeuvre cycliquement à au moins deux iv6aU% d1ftérnts revenant cycliquement, une expression qui sera d#iflnle plu.s en détail ci-après. Un équipement pour aro éleotri- qu<? suivant linvmhtion comporte un système d'alimentation en pui 86b.<:-.. él"r. t.t"1cu ];.Ou'l" la fourniture d'une puissance électrique t électrodes (qui dans le cas de l'opération de soudure précitée (,;..u:
' constituées par l'électrode consommable et par la pièce, ras- peo't5,v.ern,)llt). oe eyetime comportant une oouroe de puiosanoe '180-1' t,r.q5 prévu pour fournir une puissante électrique aux électrodes et comportant dea moyens qui soit présentent une impédance déter minant la puissance fournie aux électrodes, soit possèdent une seconde source de puissance électrique prévue pour fournir une
EMI4.3
puissance électeique aux 'leotrode8, lendits moyens étant prévu* pour agir, d'une autre façon que nous la commande de l'aro, d'une
EMI4.4
façon cyclique pour amener l'arc à travailler à au moins deux niveaux différents revenant oyoliquement.
Les deux niveaux précitée seront dénommés, pour la fa- oilité, le niveau inférieur ou de fond et le niveau supérieur ou accru. Lorsque l'équipement est un équipement travaillant tota- lement en courant continu, le niveau accru est simplement un ni- veau de courant continu supérieur au niveau de fond en courant continu et aucune autre explication de ce termes n'est nécessaire.
Toutefois, lorsque l'équipement est totalement ou partiellement un équipement à courant alternatif, offrant à la foie des courante de fond et accrus qui fluctuent déjà oyoliquement ou rythmique- ment, le fonctionnement à plus d'un niveau implique alors, pour le niveau accru, que l'amplitude de la constituante harmonique
EMI4.5
principale de ce nivduoz (c'c:;'i.-4:.-dire l'amplitude de la valeur instantanée maximum de cette composante quel que soit le signe)
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
oci 4 ",jl"'ltU1X' h l'amplitude de la composante haJ'80Diqu.. princfpa- 1& ' ".\'ÓQv. due fond.
Pour lia dqu1pement. qui travaillent en puviî *.-. courant alternatif et en partie en courant continu et qui ii'.-atftiysMnt un arc avec un courant alternatif comportant un* Qw&-t-.i.\it* de courant continu, le niveau accru est l'amplitude du ccir h jS) ,nttantané lorsque le courant alternatif a sa valeur de 01-.. let ttgme polarité que la compotiante de courant continu, tunJl" qua le niveau, do fond ou de base est l'amplitude du courant ïnei ## :U loraqt19 le courant alternatif a na valeur de crête et tuis polarité opposée à celle de la composant* de courant con-bitm.
Ku faisant travailler l'arc h au moine deux niveaux, il dvi"dh pOt,s1bl. de faire apparaître une propriété de- l'aro ou de zeu p.tSaon06 perceptible en l'amenant à jouer efficacement, ilLli,-4 1 '.1::n'tI,U'111' l'importance du courant de l'arc au-dessus de la oonîîiddrée jusqu'à présent comme nécessaire, aussi lon- ,< i, . ;## . la niveau au*ru 4et supérieur à cette valeur ,- tandis que
EMI5.2
1\< <u. u< ions 1,H}I4't 8 tre 1n!'r1eur lx oette valeur. Une 400%101'111
EMI5.3
\ "1 ,,;; \'t. "...'HI! possible. étant donné que l'on peut fournir d44, ')y'h'u.n:tfl f4v,vt.nS inférieurs. Un second avantage est que l t ap- ;p11.(.I&, UQn du niveau accru permet une commande du =ment où la pro- 11i:';.6 .r'pIi.:rt1.tt ou fait eau Sir sa présence.
En effetp ce second 6,''' ' l '\ .., t ils r, (j ,n,:5f\U. eauti le premier, si on le déniret car la h-"'" !<lncl }(Ht1i âtre maintenu au-deesue de la valeur précitée '" $ , 1 ;t'Il,) Rcoru commande alors simplement le moment d' appar1- rr ,h. la propriété 1ntô1"$saa.nte.
Lee deux avantagea précités ont une importance particu- lift; ;; pour la soudure à l'arc avec une électrode consommable.
Ainsi, premièrement# le courant .de fonctionnement mini-' rmut,, e4ou-k-k-dire le niveau de fond, peut être abaissé bien en en *,1 {iriii du courant moyen correspondant à la vitesse de consomma- t.', ;3n/.t pour la vi tau"8 de fourniture d'électrode désirée, q) 1. ::t >' in..I'é.rii1ur au niveau de discontinuité normal, tandis que
<Desc/Clms Page number 6>
le niveau accru est supérieur à ce courant moyen et au niveau de discontinuité*, de telle aorte que le niveau de fond tend simple ment à faire fondre la matière de l'électrode lentement pour pro- duire un large globule,
Maie le niveau accru agit de façon à réa- liser un transfert de pulvérisation de la matière en fusion en tant que petites gouttelettes avant que la matière ne soit en me- sure de tomber sous l'effet de la pesanteur L'on se rendra coup- te que le niveau accru peut contribuer dans une certaine mesure à la fusion et de même que le niveau de fond peut contribuer dans une certaine mesure au transfert dans des circonstances particu- lières, main essentiellement le but est que la fusion Boit provo- qués pratiquement entièrement par le niveau de fond et que le transfert soit effectué pratiquement complètement par le niveau accru.
La fréquence du transfert est ainsi en rapport direct avec la fréquence d'apparition des niveaux accrus, tandis que la valeur moyenne de la matière transférée est déterminée par cette fréquence et la vitesse de consommation. Le courant ou la puis- eance moyenne requise pour la soudure est ainsi réduite, de tel- le sorte que la soudure peut alors être exécutée en faisant appel à une plus large gamme de courants et de valeurs de puissance que précédemment* Cette réduction du courant et de la puissance né- cessaires permet la soudure de matières plus minces que ce qui avait été possible jusque présent et permet de réduire les vites ses de fourniture d'électrode et les vitesses de déplacement.
Ainsi, par exemple, le niveau moyen (c'est-à-dire la moyenne à la foie des niveaux accrue et de fond) peut être aussi faible que 100 ampères pour des électrodes en aluminium d'un diamètre de 1/16 de pouce ou même aussi faible que 50 ampèrespour cette dimension et même moins pour des électrode plus minces, le niveau accru nécessaire pour le transfert étant évidemment beaucoup plus élevé à la fois que ce niveau moyen et que le niveau de fond.
Secondement, en rendant les niveaux accrue responsable* du transfert de la matière de l'électrode, un plus grand degré de
<Desc/Clms Page number 7>
commande du transfert est possible que précédemment et un trans- fort régulier et fréquent devient possible en pratique sans diffi- culte, en appliquant le niveau accru de façon cyclique et fré- quemment. Cet avantage particulier peut, si on le désire, être obtenu même lorsque le niveau de fond est supérieur au niveau de discontinuité, conditions dans lesquelles le transfert de pulvéri- sation projetée surviendrait même en l'absence du niveau accru, mais pas nécessairement aussi régulièrement ou aussi fréquemment qu'on le désire.
Par exemple, avec un courant continu supérieur au niveau de discontinuité, le transfert peut survenir à une rela- tivement faible vitesse bien inférieure à 50 fois par seconde, mais on peut arriver à 50 fois par seconde en utilisant le réseau de distribution électrique pour procurer un niveau accru de cette, fréquence.
Que le niveau de fond soit ou non supérieur au niveau de discontinuité, le transfert est réalisé principalement grâce au niveau accru. Le niveau de fond maintient un arc entre l'élec- trode consommable et la pièce et ;...:fait fondre l'électrode, tau- dis que le niveau accru revenant cyoliquement transfère la matière en fusion à la pièce qui est soudée* :
Un système de soudure à l'arc fonctionnant de cette fa- çon peut être tel qu'il fonctionne avec un arc dit auto-réglé, c'est-à-dire qu'un mécanisme d'alimentation est prévu pour l'élec- trode consommable de façon à fournir cette dernière à la pièce à une vitesse préréglée ou normalement constante, l'électrode é- tant consommée par l'action de l'arc de façon à maintenir une longueur d'arc pratiquement constante.
D'une autre façon, toute-* fois, le mécanisme d'alimentation peut être commandé par la ten- sion de l'arc, par l'intermédiaire d'un servo-mécanisme, par exem- ple, de telle sorte qu'une augmentation de la tension moyenne de l'arc au-dessus de la valeur d'équilibre provoque une augmenta- tion de la vitesse d'alimentation moyenne de l'électrode afin de rétablir l'équilibre, comme dans la aoudure arc automatique ' ou oommandée.
De plus, l'éleotode peut posséder un mince re-
<Desc/Clms Page number 8>
vêtement d'enrobage avec ou sans un écran gazeux supplémentaire, où l'on peut ajouter un flux, ou encore l'électrode peut être do- tée d'un revêtement de flux plus épais d'une façon analogue à celle des électrodes à arc métallique pour le travail manuel.
L' invention trouve une utilité particulière pour la réduction du carrant et de la vitesse de consommation dans des opérations de soudure où la densité de courant normale dans l'électrode conson- masle est ralativament élevée, par exemple de 50.000 ampères par pouce sarré et/ou la vitesse de consommation de l'électrode est rormalement supérisure à 100 pouces par minute.
Un équipement suivant l'invention peut, toutefois, être utilisé* Sans d'autres bâta, par exemple pour le découpage, l'é- clairage ou le chauffage, lorsque l'on désire obtenir une certaine propriété de l'ara nana maintenir le courant de l'arc à un seul niveau nécessaire pour faire apparaître la propriété intéressant* En faisant travailler l'aro à deux niveaux ou plue, l'on peut en fait obtenir un mélange de propriétée d'arc normalement associées aux différente niveaux.
Aveo l'équipement pour les usages préci- tés, aucune des deux électrodes ne doit être consommable et l'arc peut travailler dans une atmosphère gazeuse neutre ou non, par exemple dans de l'air, à la pression atmosphérique ou non. L'in- vention peut être utilisée pour un travail de découpage, dans le- quel le niveau de fond provoque la fusion et le niveau accru chasse la matière en fusion de la pièoe, qui est ainsi découpée.
De nombreux programmes différente pour un cycle de fonc- tionnement sont possibles. Par exemple, le niveau de fond peut être une simple forme d'onde de courant sinusoïdal agissant pen- dant une partie seulement du oyole du système, tandis que le ni- veau accru peut être une autre simple forme d'onde de courant sinusoïdal ayant dne amplitude plus élevée et n'agissant que pen- dant le reste du cycle.
Dans un second exemple, le niveau de fond est à nouveau une simple forme d'onde de courant sinusoïdal mais dans ce cas cette forme d'onde est appliquée pendant l'en-
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
tierce du oyole, tandis bulb. tm ou plusieurs otoatente de oe .,01e'l le niveau accru est appliqué sous h forme, par exemple, 4 'i8p\11- niona dont l'amplitude est supérieure & celle du niveau de fond et qui sont appliquées moins d'une fois pour chaque demi-cycle de la. forme d'onde, plus d'une fois ou exactement une fois. En- ;
EMI9.2
corn 1.!\X1S un autre exemple, le niveau de fond est un niveau de courant continu et le niveau accru est un courant alternatif qui est appliqua pur intermittence et oyo11ql.letl1ent.
Toujours dans un autre oxea 1e, le niveau de fond est un niveau de courant continu qui est appliqué de façon intermittente et oyoliquement.
Le courant d'aro dans un cycle quelconque peut avoir une allure constituée par un ou plusieurs niveaux de fond cons- ou
EMI9.3
tanta/en courant continu et un ou plusieurs niveaux accrus cons- tants ou en courant continu, avec une transition rapide entre les niveaux, ce qui procure une forme d'onde rectangulaire, qui peut posséder bien que non nécessairement certaines distorsions par
EMI9.4
:70'.I;....'t'u:i oon av4la une forae d'onde rectangulaire purement s4om'tr1- tn3 ilitb 1\tl ra possibilité réside on ce que le niveau de :tond h,:".. I.: niveau en courant continu, tandis que le niveau accru est aoudrë par une forme d'onde de forme triangulaire superposée au sommet du niveau de courant continu, cette forme d'cnde oyant des vi3&a: =ss da croissance ou de chute soit rapide*, soit relative tient len,eae avec ou sans un sommet relativement plat.
Au lieu de la foras J'onde tnangulaire, un seul demi-cycle d'une onde ft1nu'Qtd le$ avoc ou sans un sommet aplati, peut être sl1perpow' au aoamet du niveau de couriint atnt9.ru.
L'6quipijment suivant la présente invention ne doit pas être confondu avec un équipement possédant des dispositifs auxi-
EMI9.5
11a1re pour stabiliser ou réamorcer l'arc. De tels dispositifs auxiliaires sont de deux types différents. Le premier type pro- cure une injection d'étincelles à haute fréquence et à haute ten-
EMI9.6
i!). li.me l'intervalle entre les électrodes, mais le dispositif li-mGma ne fournit pas de puissance aux électrodes mais agit de
<Desc/Clms Page number 10>
façon à exiler l'intervalle de telle aorte que la puissance four-
EMI10.1
nie aux él otrod*9 par une autre foroe de puissance électrique puisse Qrêw ou maintenir un arc.
La oeconde tome de dispositif auxiliaire procure une injection de crête unidirectionnelle comme
EMI10.2
décrit dans le brevet; en Grande-Bretagne No. 705.164. Ce disposi- tif d'injection de orgte est connecté à l'alimentation en puissan- oe des électrodes. Le dispositif agit de plus de façon cyclique, mais il le fait entièrement sous la commande de l'arc, en servant
EMI10.3
à procurer une 8uramplitude extrêmement brève pour chaque demi- cycle alterné de la tension alternative de l'aro, afin de mainte- nir l'arc et d'empêcher les caractéristiques redresseusea propres à l'arc d'entrer en jeu.
Ceci peut être mis en opposition aveo l'équipement suivant la présente invention dans lequel les moyen* précités agissent indépendamment de l'arc et, par conséquent, les niveaux différents revenant oyoliquement ne doivent pas être ré- pétés à la même cadence que le courant alternatif de l'arc lui-
EMI10.4
m8ma.
De plus, l'on peut dire en général qu'alors que le retrait du dispositif d'injection de crête de l'équipement antérieur suè- nerait l'arc à s'éteindre, soit immédiatement, soit après quelques
EMI10.5
cycles, la suppression du niveau accru n'amènera pas l'aro à a'é- teindre, étant donné qu'il peut être maintenu uniquement par le
EMI10.6
niveau de fond, bien que, oomme indiqué préoédemnent, un tel arc puisse ne pas être particulièrement efficace pour un but partiou- lier quelconque, par exemple pour réaliser le transfert de pulvé-
EMI10.7
risation projetée.
Une autre différence par rapport aux dlopouî- tits d'injection de or S te est que ces derniers offrent. comme in- diqua une 8uramp11tud. ou une crête extrêmement brève, tandis que les moyens de 1'équipement suivant l'invention aont de préférence prévu* pour agir de façon cyclique telle que le niveau accru sers
EMI10.8
maintenu pendant une période importante, de l'ordre d' une ailli- aeoonde ou plue. Le niveau accru peut ître répété oyoliqueiaent d'une façon désirée quelconque kt il peut, par exemple. $tro ap- pliqué de 5 à 500 fois par seconde.
La fréquence chatoie peut par
<Desc/Clms Page number 11>
exemple être un simple multiple ou un sous-multiple de la fréquen- ce du réseau d'alimentation, ce dernier constituant la première source de puissance électrique destinée à appliquer le niveau de fond, tandis que le niveau accru est appliqué soit plusisurs fois pen- dant chaque cycle du réseau de distribution, de telle sorte que le cycle de ce réseau de distribution et celui du système soient les ' être mêmes ou, d'une autre façon,
le niveau accru peut n'être appliqué que une foie pour plusieurs cycles du réseau de distribution* de telle aorte que ces cycles constituent un cycle du système*
Une autre caractéristique qui constitue une différence vis-à-vis des dispositifs d'injection de crête normaux, est que la moyenne du niveau accru est appréciable et, d'une façon générale, est supérieure à 5% du courant moyen du niveau de fond (pour des arcs à courant alternatif, les valeurs moyennes indiquées sont les valeurs redressées moyennes).
Le courant accru commande le transfert de la matière de l'électrode, comme décrit ci-avant, mais il est nécessaire poux un rapport général entre la puissances le courant et la tension moyen-; ne, de satisfaire les exigences d'équilibre avec l'électrode con- sommable. Ainsi, si l'électrode est fournie à une vitesse constan- te préréglée, la source de puissance doit alors être pratiquement du type à potentiel constant, de telle sorte que des variations arc de longueur d'arc (ce qui équivaut à des variations de la résis- tance de l'arc) et pour résultat la compensation des variations du courant moyen.
D'une autre façon, si l'alimentation en courant a une tension efficace en circuit ouvert nettement plus élevée par comparaison avec la tension de l'arc, l'alimentation s'approche! alors du type à courant constant (bien qu'avec une forme d'onde im- pulsionnelle) et l'alimentation de l'électrode doit être réglée de , façon à s'adapter à la vitesse de consommation. Ce dernier réglage est habituellement réalisé grâce à un simple servo-système pre- nant pour base la tension de l'arc (qui indique la longueur de 1' arc).
Comme indiqué précédemment, les moyens destinés à modifier.
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
cyeliqueaent le courant de l'arc dans un équipement à arc électri- que peuvent soit comprendre une seconde source de puissance élec- trique prévue pour fournir une puissance électrique aux électrodes, soit présenter une impédance qui détermine la puissance fournie aux électrodes.. Dans l'un et l'autre cas, le fonctionnement oyoli-
EMI12.2
qu* peut provenir soit d'un dispositif de commutation agissant cy.
Ql1ment (qui peut $tre un dispositif de commutation mécanique 16 \0'0 xÉ 4a.ai w' , v&X1 /* therralo!11cu8 ou à aemi-conduoteur, par &: ,!#. .lA iItpoe.1 t.tt da oouutation k tranSi.tol'a), soit de la na- 1'!t.). propre dee moyens oux-manea. Par exemple, ces moyens peuvent présenter noue la forme d'une seconde source de puissance qui est ut;o source de pll108W1oe alternative ou impulaionnelle, ou en- ! wv*1* lee aoyena p.v8nt présenter uit lmp6danoe ooua la forme d'un redresseur ou d'un réseau redrenaour qui agit de façon cyclique en laissant passer le courant dans un sens mata non pas dans l'au- tre.
EMI12.3
tre.
D'autres détails et particularités de l'invention ressua tirent de la description oi-apraa, donnée à titre d'exemple non lie mitatif et en se référant aux dessine annexée, dans lesquels :
EMI12.4
La figure 1 représente un système de soudure à l'arc oaeu' portant une seule source de puissance de courant alternatif ou de courant continu.
EMI12.5
La figure 2 représente un système de noudare à l'arc a- nalogue à celui de la figure 1, dans lequel la source de puissance fournit du courant alternatif à des circuits parallèles par l'in-
EMI12.6
termédiaire d'un pont redresseur à deux alternances et d'un redrab oeur mono-alternance, respectivement.
La figure 3 représente un système de soudure à l'arc comportant deux sources de puissance en courant alternatif ou en courant continu, connectées en parallèle avec les électrodes de l'arc.
La figure 4 représente un système analogue à celui de la figure 1, dans lequel l'enroulement secondaire d'ur transformateur
<Desc/Clms Page number 13>
EMI13.1
OMt1t. la oecondo des deux sources de puissance* La figure 5 représente un système analogue à celui des fleure 3 et 4, dans lequel l'ill.p4danott dans le circuit parallèle peur le courant d'arc variant oyo11qu.nt nient pas lindaîras Lit figure 6 représente on système de soudure à l'arc xt0-* dit'1. comportant un condensateur constituant la seconde source dé
EMI13.2
puissanoe.
La figure 7 représente un autre système comportant deux source de puissance dispos'.. en sévît.
La figure 8 représente un système constituant un aspect de la présente invention et comportant trois sources de puissance afin de faire travailler l'arc à trois niveaux différente revenant
EMI13.3
cyaliquatMnt.
La figure 9 représente un système analogue à celui de la ligure 7, mais adapté particulièrement pour un fonctionnement avec un arc commandé et une électrode consommable.
La figure 10 représente une variante du système de la
EMI13.4
U.ic:-" 9mportant des moyens pour commander l'alimentation de :1 \ :, M'''i, ')1 ihdJ:H>iI1tu.abl. en fonction du niveau de courant accru.
La figue il représente un système analogue à celui de , 1; ttgl1r. 3e gyeo un circuit de démarrage.
Lou fleuiea 12 et 13 représentent de$ système* modifiée \.t cni IL) i'8fir"*us Ui*s ooanandéa au silicium.
La figure 14 représente an système dans leel tme ali- ' IMS"".UOl\ .,olyphl1sé. oonstitue la seconde source de puissance*
EMI13.5
2acs lo Y8tèm$ à arc représenté à la figura 1, un< outre 4* puisaance unique Pl est oonn<otët <n série avec une i8pédaD- ce La la source de puissance et l'impédance étant connectées aux deux électrodes 1 et 2 qui, lorsque l'équipement doit être utili-
EMI13.6
e pour la soudure à l'arc, a présentent sous la forme d'une ilte-
EMI13.7
trode en fil consommable et de la pièce, respectivement.
Zn payllèla avec l'impêdance Z1est connectée une seconde impédance 442 M't wérife avec un dispositif de commutation 0 qui introduit oy-
<Desc/Clms Page number 14>
cliquement l'impédance Z2 dans le circuit afin de réduire l'impé- dance totale offerte su courant traversant l'arc et d'augmenter par conséquent le niveau auquel l'arc travaille.
Dans le présent exemple, le fil 1 est un fil d'aluminium dediamètre de 1/16 de pouce qui est avancée à une vitesse de 100 pouces par minute. Le niveau de courant faible eet de l'ordre de .µ0 ampères, tandis que le niveau le courant accru cet de l'ordre de 200 ampè- res et est maintenu pondant environ 8 millisscondes à chaque fonc- tionnement du dispositif de commutation C, le cycle étant répété à environ 50 foie par seconde.
La ligne en pointillés 3 à la figure 1 a pour but d'in- diquer que dans un système de soudure à l'arc comportant une élec- trode consommable 1, cette dernière peut être mine en oeuvre soit de façon à procurer un arc auto-réglé avec une vitesse d'avance d'électrode préréglée, soit un arc dit commandé, avec lequel la vitesse d'alimentation de l'électrode est une variable qui cet dé- terminée par un servo-moteur sensible à la tension de l'arc. Dans ce dernier cas, une alimentation en courant pratiquement constant à chaque niveau est désirable,
de telle sorte que les courante de fonctionnement ne soient pas fortement affectée par les variations de la tension de l'arc ou de la longueur de l'arc, Ceci cet aisé- ment obtenu en prévoyant que la tension en circuit ouvert ou la tension effioaoe en circuit ouvert de l'alimentation en puissance P1 soit nettement supérieure à la tension de l'arc,
par exemple égale à trois fois la tension de l'arc ou supérieure de 50 volts à cette tension* La tension efficace en circuit ouvert de la sour- ce de puissance P1 est définie comme étant la zone de tension don- née par une ligne droite passant par le point de travail tension- courant ayant la même pente que la caractéristique de sortie de la source de puissance P1 en ce point.
D'une autre façon, pour un fonctionnement avec un arc auto-réglé, il est désirable que la ten- sion en circuit ouvert ou la tension efficace en circuit ouvert de la source de puissance P1 soit réduite et ne soit pas beaucoup su- périeure à celle de l'arc, comme défini dans les brevets en
<Desc/Clms Page number 15>
Grande-Bretagne Non. 767.688 et 767.689. Cette condition s'appli- que principalement à la période de courant aooru, dans laquelle, pour un bon auto-réglage, l'impédance totale du circuit doit être faible par comparaison avec l'arc, de telle sorte que de dernier constitue le facteur dominant dans la commande du courant du cir- cuit.
Ainsi un procédé de fonctionnement consiste à utiliser une- source de puissance à potentiel pratiquement constant avec une im- pédance de limitation négligeable (c'est-à-dire Z1et Z2 offrant une faible impédance totale) pour la période de courant accru, afin d'offrir des moyens pour un auto-réglage et à augmenter l'im- pédance du circuit (lorsque Z2 est isolé par le dispositif de com- mutation) afin de procurer la période de courant faible ou de fond au cours de laquelle, étant donné que la vitesse de consommation est également réduite, un auto-réglage rapide est moins important
Dans l'exemple qui vient d'être donné,
la source de puis *' sance P1 peut être une source de courant continu et les impédences peuvent alors être principalement résistives, bien que pour amélio. rer la stabilité de l'arc, une oertaine impédance de circuit puis- se être utilement ajoutée, en particulier lorsque la tension en circuit ouvert est faible. D'une autre façon, toutefois, la sour- ce de puissance P peut âtre une source de courant alternatif, cas dans lequel les impédances sont habituellement principalement ré- activer Dans oe cas, il est utile que le dispositif de commutation C coupe le courant dans l'impédance Z2 au voisinage du courant nul ou au moment de celui-ci.
Le dispositifde commutation C peut être un dispositif mécanique avec une ou plusieurs ruptures en série, ou il peut s'agir d'un appareil électrique ou électro- nique tel qu'un contacteur sous vide, un dispositif à décharge gazeuse commandé ou un semiconducteur, suivant les exigences des applications particulières.
Le dispositif de commutation C peut fonctionner à un simple multiple ou à un sous-multiple de la fré- quence de la source de puissance P1 ou il peut être cuis en action à cette fréquence ou au voisinage de cette fréquence, comme ce se-
<Desc/Clms Page number 16>
rait le Cas lorsque le dispositif de commutation se présente nous la forme d'un commutateur mécanique rotatif entraîné par un moteur à induction alimenta par la source de puissance,
A nouveau, afin de favoriser la stabilité de l'arc et
EMI16.1
en particulier le r4aaorçage avec une alimentation en courant ?1- teraatit, des dispositifs auxiliaires bien connu , destinée à or- ."j.... an injection d' étinoelle. haute fréquence et à haute 1;
en- i,a. on uns injection de crête comme déor1t dans le brevet en tea .à *Bj<ietftgn 8o '3. i 64, peuvent tira incorporée suivant les exigences papticulihrea de l'arc à électrode consommable qui ont m;>1!1 &1'1. oeuvra* A titre d'alternative de l'agencement, représenté à la i .#±,..<'.,< 1$ une 1mp6dan<)6 peut tira C01U1.ct en parallèle avec la prâulre oeuros de puissance aux bornes des électrodes et un dise. positif de commutation travaillant oyoliquement est connecté en au- rie avec l'impédance ou. en parallèle avec une partie de celle-ci, afin d'augmenter le courant de façon cyclique.
Dans le système représenté à la figure 2, la première source de puissance P1 est une Murée de puissance alternative et elle est connectée à la première électrode 1 par un redresseur 4 constituant des moyens offrant une impédance. Un double réseau redresseur en pont 5 constitue des seoonds moyens offrant une impé-
EMI16.2
dance et il est alimenté à partir de la première source de puis-an ce P1 et est connecté de façon à fournir un courant redressé aux électrodes 1 et 2. La source de courant alternatif P1 peut être constituée, par exemple, par l'enroulement secondaire d'un trana- formateur avec une extrémité connectée par le redresseur 4 et une impédance Z2 à la première électrode 1.
L'autre extrémité de 1' enroulement peut être connectée à la pièce, non pas directement mais par l'intermédiaire de l'un des quatre redresseurs du double réseau redresseur en pont 5. Avec un tel agencement, l'arc est offert à des cycles alternés avec des impulsions qui, en rendant Z2 suffisamment faible, peuvent être à un niveau élevé ou accrue
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
Le arable réaeau redresseur en pont offre un signal de aortie à chaqa demi cycle de la source en OOI11'a11t alternatif, es signal de OQ.ttL$ redressé étant appliqué* à l'arc par 1 intermédiaire dg une iarpédanoa 31 qui peut être rendue suffisamment gtdtnde pour que la our3nt résultant dans l'aro constittie son niveau de fond.
Le ro4rouuour 4 en série avec l1 impédance Z2 agit de façon oyolique en dVMaJ1t conducteur uniquement à un demi- cycle sur deux et ceci' mwt à asourer que l'arc travaille de façon cyclique à deux niveam A If feront s
EMI17.2
La figure 3 représente un système suivant l'invention
EMI17.3
comportant une seconde source de puissance P 2 qui est prévue pour ! travailler de façon oyolîque à l'aide d'un dispositif de 008muta- ; !:ion oyolique C prévu pour oonneoter la seconde source de puis8an-1 G4 aux oo trodoa 1 et 2 et à l'en ddoonnecter, de telle sorte #.lut 1;; ...1'C ont alternativement fourni par les deux sources et pak la )rot1Hu." souroe uniquement. Chaque source de puissance peut . 'h' b0j[/'na d" courant continu ou de courant alternatif ou 1';;,,, JIJH,Í')Qfl nu df.1<Â, et ohaoune d'elles peut être oonneat48 , .i.
W *\ ,tl.a. ijropxc Íln.r"1,noe Z et Z2' respectivement et a 1' ! Ù..L,t', ,\},Ó :,;(H1tJotWlablG 1. Comme indiqué par la ligne en pointillé*, jt eettt) 61cetrode peut être avancée de façon à établir un arc s.¯ .>k' c un ,,\1:0 auto-réglé Q !'II.1JUiI indiqua pr4c'demmont, et des ') J ' r,r.t'' f..c peuvent âtre prévue pour stabiliser ou réamor- ,Y ,. - I'ai'o ni ceci est considéré désirable. Des valeurs utiles .t";' 1. 41cnta de circuit du système de la figure 3 lorsque 18 u.xSki ant .J)!'.tVI,l POIl;;:- rJtr6 auto-réglable consistent à utiliser comme 2rQ1ôre source de puissance P une source de 35 volta en courant O(nt1lJll et pour la première impédance Bzz une valeur de 0,3 chou afin d'offrir un courant de fond d'en*on 30 ampères.
La seconde 1 .t:i)u,r., de puissance P2 peut alors avoir une sortie de 35 volte ra .;ai..t alternatif et la seconde impédance 25g une valeur de C'j,1 ohi d'ln de donner un courant d'arc accru d'environ 200 ampb ;#### h.. r4)I,n" un fonctionnement commandé, les tensions de sortie de
<Desc/Clms Page number 18>
EMI18.1
la première et de la seconde souroes de puissance Pl et 72 POttr" raient être augmentées environ 100 volta en courant continu et en courant alternatif, respectivement, et les valeurs des 18pédan.
ces être également accrues,
La première source de puissance ne doit /pas être con-
EMI18.2
noctée en permanence aux deux électrodes comme dans l'exemple qui vient d'être décrit, car à titre d'alternative le dispositif de commutation travaillant oyal,quarent peut être prévu pour connec- ter les deux sources de puissance en séquence à l'électrode, de telle sorte qu'une seule source alimente l'aro à un moment donné.
Dans un autre exemple du système suivant l'invention, représenté à la figure 4, un second enroulement d'un transformateur constituant une seconde source de puissance P2 est connecté en pa- rallèle avec la première source de puissance P1, aux bornes des électrodes 1 et 2 et il travaille oycliquement parce qu'il cons.
EMI18.3
titue une source de puissance alternative ou 1apul.ionntlle.
La première source de puissance P1 1 est une source de courant continu
EMI18.4
oonneotée par une impédance Z1 aux électrode*, 1'impédance 21 étant constituée par une rôsistanoe de commande et une réactance de sta- biliaationt Cette première source de pui8sanoe Pl offre le con- rant de fond, tanditi que le courant accru est offert par une eour- oe alternative P 2 connectée par un redresseur 4 et une impédanos Z2 aux bornes des électrodes 1 et 2, en parallèle avec la première source P et son impédance Z1.
Avec un tel agencement, un courant circule à partir de l'enroulement P1uniquement lorsque la force éleotromotrioe alternative devient supérieure à celle de la ten- sion de l'arc et ceci survient à la fréquence de la puissance ap- pliquée à l'enroulement primaire. Pour une répétition cyclique au
EMI18.5
double de cette fréquence, l'on peut utiliser un système redores- seur à deux alternances ou en pont et pour un noue-multiple de cette fréquence, l'on peut fairt appel à un dispositif de commu- tation en série aves le redresseur.
Ceci offre l'avantage que le dispositif de commutation peut être prévu pour .'ouvrir uniquement
<Desc/Clms Page number 19>
EMI19.1
en l'tbwMOw d'une charget olest-à-dire après que Iw wM9a'<)at 44 arrêté par l 'action de redransemmtt Du=* &ut façon* m 4i p - aitit redresseur ooaumdd tel qu'un redresseur ooawukâé 111- oiau peut $tre utilité et diolaaohi de la fffla approprié* à 1a place d'an# telle combinaison 4* un dispositif de osMmtwtl** #t *# un redranstar* Pour M fonotioanemoat d laro auto- 41SIde 1* aîr,,. cuit comportant un rsdrssstur devrait avoir <UM âa1',s top4dim et la ordte de la force éloctroaotriot l.taornn.r dolt r aM';- risurs de ur.qur volts seulement 1* t mai a de 1' 4ma ma courant de fond de la proxière notroo.
D'<UMt nut twOM4 toute-
EMI19.2
foi , pour ..'\.11'81" un oon.r6,s plus préoim 4* ...... #aamM 1 te peut \.1t111.er une force électromotrice a1'r.Dat1T' p188 él#v# #* un 1mp'dano. de t3tlttliBtlt,l1 qui peut Itr. prtAcd,.-1 r.6:ttJA'tt.".. et ai on le désire, ltéleotrod. oon80#aable p8\.lt -$'tr< ! # m ; motion en. tant que 8,yatèlli' iL arc e$MMM9.d<.
Avec la 81.t.. vaaant 4i*itr* 4éed.'t. J.a 4Uur* 4\$1 00.. rant acoru fit 1nté1.u.r. k lU1 4ea1-cycle, cNt 41tan1t 3<&r<M.SM?i<) i rement proept1ble lorlque la orl. da 3m t4\'N4 rr,re ' 8.ul.llen1i. Arin d tobtenir 1* éhu',,, d. !'#*# à .-'i 1l1-' eeulament. Afin d'obtenir A durée d< oeurejat aOfttr-U jp2iua "ajamgnegr que oeoi et 8upér1.\.1r.. t1 ru doai¯<5ycl .. Seaa., szur , alternative peut 8tre prépol xi *e pax une oui- -4 <0s E3 tstt> aiw ! J tina eupplrfaantaire 4rie d n o*ow * # 3!' TRBsapM"t 1 tinu 8upplla.nta1re a4r1e .... l'aro que la première '0111'0' de coarMit ..... 'Ori'!M nworcoaSSbe : 80\11'01 de courant continu peut ta1:N parti* ilai La jw atâ&z> 4Wu.rr.08 de courant continu ou. 4tre combiné* -"'" .ar...
Dan. oette "ari¯te, px.T ..w.... u¯oe .&. un. 8011ro. e.ltlmat1'Y', de tel:l.. prwatièrw ll".. u. 8ur -UA une aouroe alternative, telle <Mf j îfaws KaqgwrtL'a&a aur niveau de fond alternatif avec de a 111...... 1t aoorui pério- 41q\t...At lorsque la second* 8oU".Mal1:1beftaU..1.:...nltt-."9n.ao- .
EMI19.3
tient
EMI19.4
Les 1mpéd.no...-m.'t1oaa'- 1** exeopl-* préoéïl* * ne doivent pa. 8tre des 11BHSdano.. l1JJ6r.. 1D.18 <ï3Le })8lrvwtt;
<Desc/Clms Page number 20>
EMI20.1
te présenter sous la fora* de dispositif$ non linéaire , tel* que des inductances à noyau de fer et saturant ou une résistance avec un caractéristique tension-courant variable et de tels disposi. tifs peuvent être particulièrement utiles pour accentuer le niveau
EMI20.2
de courant accruq Par exemple# dans un système Suivant l'inven- iiin r.pr68ftnt la fleur* 59 une première 80u.roe c!e puissance ,?1 t une première impédance zi 1 sont disposé en série aux bor- ee des àlotrod'8* tandis qu'en parallèle avec oelles-oi sont dlipo*ét# on *orle l'tm avec l'autre, une seconde source de paie*% ea,.a: alternative p 20 un redresseur 4 et une ispédanoe non l1n4&1- #*% Z2 (par exemple une lmpédanoe connue oocueroîalomont nous le v4*% UâtO'11).
Coati conduit à un* certaine économie de puis.
'It!U1.S et à une 01"tl plus marquée dans la période de courant accru quesvec l'équipement analogue décrit préoèdemtaent et comportant une Impédance linéaire.
Dans encore un autre système suivant l'invention et re- présenté à la figure 6, une première source de puissance P11 et une
EMI20.3
impédance t 1 sont connectés% en série aux bornes des électrodes 1 et 2, comme préoéd mntntt Aux bornée des électrodes ont égala* ment connectée une seconde source de puieaanoe P2 ne présentant ou la forme d'un condensateur connecte aux électrodes 1 et 2 par un dispositif de oOllml.\tat10n C et un impédance Z2# le non- densateur P 2 est chargé à travers une autre impédance z3 h une source de courant continu distinct P21 et le niveau accru peut être établi à une cadence désirée quelconque,
en faisant fonction'- ner le dispositif de commutation C et en déchargeant ainsi le con- densateur dans le circuit comprenant les électrodes 1 et 2.
Lorsque l'on prévoit deux sources de puissance elles ne doivent pas nécessairement être connectées en parallèle l'une aveo l'autre et aux bornes des électrodes, de la façon représenté aux figures 3 à 6.
La figure 7 représente un système suivant 1' invention dans lequel la seconde source de puissance P2 se trouve en série aveo la première source de puissance P1 et les éleotro-.
<Desc/Clms Page number 21>
EMI21.1
dés 1 et 2 seat disposée* de façon à travailler 7011qu...n't 11"&- 06 au fait que l'on dispose d'une source de puissance alternative
EMI21.2
EMI21.3
ou 1mpu.la1onnel16. la première nou..-Ce de puissance P< peut 3tre ;
une nouroo de courant continu ou une source de courant aiternatif-
EMI21.4
Si on le désire, l'arc peut travailler à plus de deux
EMI21.5
x9.veo.t, différente revommt oyoliqu.ement, cas dans lequel l'on pur'. voit un circuit travaillant oycliquement supplémentaire et qui est prbvu pour agir, autremerill que soue la commande de l'aro, afin d* amener l'arc L travailler aux niveaux différent* requin. Par ez- " emple, data le a8tà#.e représenta à la figure 8, une première bout-' ce de pu1soùac P. et una impédance Z. en série aveo oelle-oi sont.
EMI21.6
cor.noL6a aux bernas des élootrodon afin d'offrir le niveau. de fond ou do baat.
Aux bornes des électrodes et en parallèle avec la l)L'fl1it;l'& 001lrot de puissance Pl et son impédance Z. .ont 4'al'- ment onneoté1 on 861'1e l'un nveo l'autre, une seconde Impédance 5 Z2# un r.e1rCUJu6Ur 4 et un enroulement secondaire d'un tran.torma- taui5 ctti-tujr i*a gource de ]puissance P 2.
Aux bornes di? ïj otrcd" s.uT. :: 'r;:;nt f'c:on6otée. en pmxallèlt avec les dsux ri'tvs l-Uijnfc&U!>ua on série l'un avec "L'autre@ une troi- Kis.9! iî.'pt' iUui-;s un d18p08i tif de commutation C et un Gond en...... tettr !"'1' c dernier dtsi ohnrgé travers une iap4danol nuppllê- Rtantî..- 3j cal s souf--# CI(} haix Pj 1. oondaneatour P3 peut' !" # # nr T- '' '1!!l''}îa ;le tH.-;'.. ,.te durée et d'énergie élevée, qui pouvant Stre rea 1\ BIlt"'V''\')ll.l.1" soit pendant la période de courant acoru M!, coure da la.qu.J:;"'& la oeconde source de puisaanoe P2 agite soit ta pùrltC 1 '?*arc tr'1"fs.1l1t a/.1 niveau de fond.
Cet,
EMI21.7
4rrangent oosposite peut 8tre utilisé, par exemple, lorsque la oombi1i8'lJon du ni va un sie fond et du niveau accru due' la aeoonde aourco de puissanoe conduit à la formation d'une goutt l tt non- venable à le pointa de l'éleotrode consommable, le d'taoheaent de la gouttolatta étant achevé à l'aide de la décharge du oondenaa- tOlU' TIR1n ertpn8 4quipemo.nte suivant l'invention, le..0- 1n prévue pour fRire varier cyoliquement le courant de l'arc
<Desc/Clms Page number 22>
pavent être considérée comme une seconde source de puissance on comme une impédance.
Ainsi, dans une forme d'équipement, une sour- ce de puissance P peut être prévue avec deux points de prélèvement distincts afin d'offrir deux niveaux de base différente. La sour- oe de puissance peut, par exemple, être l'enroulement secondaire d'un transformateur possédant des points de priée intermédiaires différente. Ceci peut être considéré soit comme une source de puissance unique avec des pointe de prélèvement différente, boit comme deux sources de puissance ayant certaines parties en com- mun et procurant un agencement analogue à celui de la figure 7.
Un point de prélèvement peut être connecté directement à l'élec- trode consommable par une impédance Z1, tandis que l'autre eet connectée à la même électrode par une impédance Z2 et un disposi- tif de commutation en série. Le point de prélèvement connecté à l'électrode par l'inpédance Z2 offre le niveau élevé. Ce niveau peut être produit en choisissant un point de priée sur l'enroule*' ment dont la force électromotrice *et inférieure à celle du point
1' conneoté à l'impédance Z1 impédance Z2 étant alors beaucoup plus petite que l'impédance Z1).
D'une autre façon et comme représen- té à la figura 9. le niveau élevé peut être produit en établissant *un circuit pour une seconde impédance Z2 et un dispositif de com- mutation 0 à partir d'un point de prélèvement dont la force élec- tromotrice est supérieure à celle du point connecté à l'impédance 21. La première variante de la figure 7 convient mieux à un fonctionnement à arc auto-réglé, tandis que cette dernière varian- un te de la figure 9 convient mieux pour/fonctionnement avec un arc commandé.
Il convient de remarquer qu'avec ce dernier type de fonctionnement, bien que le mécanisme d'alimentation de l'électro- de soit normalement basé sur la tension d'axe moyenne, il peut 8- tre préférable d'utiliser la tension d'arc Moyenne prise dans une partie de la séquence des courants, en particulier la période à niveau de courant accru, au coars de laquelle la consommation de l'électrode est plus forte.
Un système approprié pour obtenir c
<Desc/Clms Page number 23>
résultat est représenté à la fiacre 10 pour un are en courant con- tinu, cas dans lequel sur le côté d'entrée d'un, disoriuimateur 10 la combinaison à résistance et capacité représenté en 11 possède une constante de temps de l'ordre de 1 millisscondes amie offre, grâce au redresseur 12 , une constante de temps dé décharge plue im- portante.
Ces constantes de temps permettent au condensateur de se charger pratiquement à la crête de la tension de l'arc pendant une période de courant accru tout en étant insensible aux crâter de tension parasites telles que celles qui surviennent aux instant ' du transferts Le reste du système comportant l'alimentation de tension commandée 13 pour le moteur d'entraînement 14 des rouleaux d'avance de l'électrode est conforme à la pratique courante.
A titre d'exemple supplémentaire d'un fonctionnement avec un ato auto-règle, l'on donnera à présent des valeurs numériques pour les éléments du circuit de la figure 4 convenant pour ce mo- de de fonctionnement.
La première source de puissance P1cet une source de courant continu (batterie, dynamo, transformateur re- dresseur monophasé ou triphasé) ayant une sortie de 25 à 35 volte en circuit ouvert, la première impédance Z1 1 étant une résistance destinée à limiter le courant de base à un ordre de grandeur de
10 à 50 ampères avec, si on le désire, une réactance de l'ordre de 0,2 mH,
afin de contribuer a stabiliser l'arc et à réduire la dérivation du courant d'impulsion dans la source P1 (cette consi- ddration n'est pas importante dans le cas d'alimentations à redres- seurs), la seconde source de puissance P2 est une soures de courant alternatif avec une sortie d'environ 25 à 35 volta en circuit ou. vert et comportant un redresseur à diode au.
silicium 4 en série aveo elle et la seconde impédance Z2 est une résistance de suffi- samment faible valeur et de réaotanoe négligeable pour permettre des courants d'impulsions de l'ordre de 100 à 300 ampères de crête
Ce système convient pour la commande par impulsion du transfert pour un fil d'aluminium d'un diamètre de 1/16 de pouce dans de l'argon, avec des vitesses de consommation de l'or- dre de 100 pouces par minute.
Pour des vitesses de consomma-
<Desc/Clms Page number 24>
EMI24.1
tion inférieures de* tré""'J1 4 #itapuléieis inférieure* à 04l11N du réseau de distribution penvaat 4tre utilisées, an fanant appel par exemple à un simple commutateur rotatif pour couper les ias pulsions Indésirables ou en remplaçant de préférence le redres- nour par un redresseur commandé au silicium, qui peut Atre déolea- \.10.f; là volonté* v J.1' '4A ton)t1onneme:n1; avec un are commande, dans lequel i.'6w-s dû l'élessoda $t fonction de la tension de l'arc ou 1 ?!' GSIlJ d, ''.:.fi.1t ",'!4t\.$.', 4' manuelle comme pour la soudure à 61¯0- 9rQdt & barii, isa 48tér1et1q.8 totale. de la aouroa dt paie*- !khCe doivent N'approcher du courant constant (royantj.
Dans ce h'Alt 4eo tensiosafi efficaces en oirouit ouvert piM élevé/et des '4{, *#/-- # |>?U6 llt\;cJ)' ',1,Ut&8 sont noe8s..ir'8. Ainsi, dans liexulm.
1 sî avtUÀ4 } les LfT :lona sont augmentées jusqu'à environ 50 à 75 volte pour Pl et F2 (qu.i peuvent être une seule et même Douros) avec les Impédances de circuit appropriées pour limiter les cou- rante aux niveaux définis ci-avant.
Il existe un point pratique qui $#applique à tous les
EMI24.2
systèmes décrits, à propos du démarrage du. processus. Bien que
EMI24.3
des étincelles à haute teasien (bloeu à haute fré- quence) pourrai/ être utilisées pour amorcer 1 ewro, otc1 offre 41- vers désavantages y compris les interférences r..1ttào.1q...
Normalement, pour des courante élevés, le praatl est amorcé sa permettant à l'éleotro4e de frapper la ,1..,r.. 1 le 0'" rant de coupe-circuit (en particulier ÔMte le ou@ de sources dut puissance à *caractéristique plate" et a touelom pratiquement conctantes) fait fondre l'électrode et adorée un arc.
Dans les conditions de commande par . impulsion du trans- t.rt, la fusion initale est souvent difficile étant donné que le
EMI24.4
oourant moyen disponible est volontairement faible et, dans de nombreux cas, les niveaux accrue sont trop peu fréquents pour être
EMI24.5
efficaces* Afin de promouvoir un démarrage instantané* l'on ajonie aux systèmes décrite une alimentation de courant ea oo-o1r0l.L1t
<Desc/Clms Page number 25>
à faible tension, avec le courant dans le même sens que celui uti- lisé dans l'arc et ce courant est fourni à travers un redresseur d'isolement, comme représenté à la figure 11. Ce courant de cour*:
circuit destiné à faire fondre la pointe de l'électrode ne circule' est que quand un contact initial/établie entre l'électrode et la piè- oe et il se coupe automatiquement lorsque l'arc est établi, étant donné que la tension de combustion de l'arc (13 volte et plus)
EMI25.1
est supérieure à la tension en circuit ouvert de l'alimentation de courant de démarrage et que le potentiel du redresseur est in- versé.
Des tensions pour des alimentations de démarrage appropriées s'étendent entre 8 et 12 volte et, avec un courant de court-circuit de l'ordre de 1000 ampères, le premier point de con- taot fond pratiquement instantanément, en général en moins d'une
EMI25.2
m111i8loonde, En ne référant aux systèmes de base représentés aux fi- gures 1, 3o 7 et 9t le dispositif de commutation peut 4tre oyons- t1tu4 par un simple commutateur rotatif normal possédant des bu- lais au oarbonot 1* métal.
Bitin que ceci puisse itre apP111 qué et pormette de choisir n'Importe quelle dorée et n'importe
EMI25.3
quel intervalle d'impulsion, il ne produit une certaine formation d'étincelles (amorçage d'arc) au ttoamnt de la rupture, se qui pour :r6su.ltnt l'usure c4lan balaie et du odeautatoure Cool peut etre réduit au minimum aV8ù succès griot à an* ou plusieurs des dispositions suivantes s utilisation dta11..ntat1ok basse taa- f
EMI25.4
810n (comme dans le cas du fonctionnement à arc auto-réglé), dans lesquelles la différence de tension entre la source de puissance et l'arc de soudure est insuffisante pour permettre la formation d'un arc au commutateur également,
en réduisant au minimum l'in- ductance du circuit dans le oirouit de courant accru, en ajou- tant des circuits de suppression d'arc en parallèle avec les points de rupture, par exemple un condensateur en parallèle, en établissant simultanément plus d'une rupture en série, et ainsi de suite. Toutefois, une variante consiste à utiliser un diapo- '
<Desc/Clms Page number 26>
sitif électronique commutable tel qu'on redresseur commandé au silicium.
Avec une alimentation en courant alternatif, le redres- seur commandé au silicium peut être amené à la conduction en un f point approprié quelconque de la forme d'onde du oourant alternati (anode positive) et il s'éteint automatiquement au passage sui- vant par zéro de la tension, moment où le potentiel du redresseur est inversés Toutefois, aveo une alimentation en oourant continu un potentiel inverse artificiel doit être appliqué pour couper le redresseur commandé au silicium.
Des systèmes dans ce but sont bien connus et un exemple est représenté à la figure 12, dans la-
1 quelle, avec le redresseur commandé au silicium principal/déjà conducteur pour procurer le courant accru, le redresseur commandé au silicium auxiliaire 2 est déclencha de façon à décharger le condensateur 15 préchargé, afin d'inverser le redresseur commandé au silicium 1 et de provoquer sa coupure.
Encore un autre système fait appel à deux redresseur* commandés au silicium qui peuvent utilement fournir les courante de fond et accru, respectivement, tout en se commutant l'un l'au- tre pour l'amorçage et la coupure. Un circuit typique pour une alimentation en courant continu est représenté à la figure 13, dans laquelle le condensateur de couplage mutuel 15 est décharge successivement par chaque redresseur commandé au silicium pour oouper l'autre.
Ce système est ainsi indépendant de la fréquence d'alimentation (par opposition aux exemples tels que représentés aux figures 4, 5 et 8) et n'importe quel rapport nominal utile entre la darde et le niveau des courante accrue et de fond peut être choisi* Ce système est particulièrement avantageux en ce que la fréquence des impulsions de courant peut être mine en rela- tion avec la vitesse de consommation ou la vitesse d'alimentation de l'électrode. Ainsi, avec une amplitude d'impulsion donnée destinées à provoquer le transfert d'une certaine quantité de métal à partir de l'électrode, si la vitesse d'alimentation est réduite,
une réduction correspondante de la consommation est obtenue en
<Desc/Clms Page number 27>
diminuant la fréquence des impulsions et donc également le courant moyen (qui doit également correspondre à la vitesse de consomma- tion désirée).
Toutefois, avec une simple source de courant alternatif et un redresseur commandé (on un redresseur avec commutateur), une gamme de fréquences fixe peut être obtenue en faisant appel à une ' alimentation triphasée comme représentée à la figure 14. Ainsi, ! avec une demi onde triphasée, la fréquence des impulsions ont de 150 (pour une alimentation à 50 cycles seconde) et en ee réduisant à une seule phase ou en éliminant certains demi cycles ou le deux! diverses sous-fréquences de 100, 75, 50, 37,5, 30, eto. font prof .
EMI27.1
daites.
L'impédance de circuit Z2 peut évidemment 4tre ooau,une : aux redresseurs ou être effectivement propre à chacun d'eux* A nouveau, la source de puissance pour l'alimentation de courant sc- cru peut être considéra comme distincte de la source de courant de fond ou être combinée aveo celle-ci,
Chaque foin qu'une source de puissance continue est 10- quise, celle-ci peut se présenter sous la forme d'une batterie, d'une dynamo ou d'un groupe transformateur-redresseur, tandis que quand une source de courant alternatif est requise, l'en peut faire appel à un alternateur ou un transformateur.
REVENDICATIONS
EMI27.2
IIIIM'III TIC #(#IHM
1. Système de soudure à l'arc ou analogue, comportant une première électrode, une pièce constituant une seconde élec- trode et une source de puissance connectée en série avec la pre- mière électrode et la pièce afin de fournir un courant destiné à maintenir un arc entre la première électrode et la pièce, carac- térisé en ce que des moyens sont prévus pour accroître cyclique- ment le courant de l'arc circulant entre la première électrode et la pièce afin de l'amener à un niveau auquel une propriété dé- airée de l'arc, tel qu'un transfert de pulvérisation survient.