FR2503604A1

FR2503604A1 - Soudeuse a l'arc par transfert de court-circuit

Info

Publication number: FR2503604A1
Application number: FR8206178A
Authority: FR
Inventors: Yoichiro Tabata; Shigeo Ueguri
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-04-10
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1982-10-15
Also published as: GB2144597B; GB8422634D0; GB8422632D0; GB2144933A; US4485293A; GB2145588A; CA1184617A; GB2144933B; GB8422631D0; DE3213278A1; GB2101427A; GB8422633D0; DE3213278C2; GB2101427B; FR2503604B1; GB2145588B; GB2144596A; GB2144596B; GB2144597A

Abstract

LA SOUDEUSE DE L'INVENTION COMPREND UN DETECTEUR DE TENSION 15 POUR DETECTER LA TENSION PRODUITE ENTRE UNE ELECTRODE DE FIL DE SOUDURE 7 ET UN METAL DE BASE A SOUDER 10 A PARTIR D'UN CIRCUIT D'ALIMENTATION EN COURANT CONTINU 1, ET UN ELEMENT DE COMMUTATION 2, COMMANDE PAR UN MOYEN 12 ASSOCIE A DEUX COMPARATEURS 16, 17 ET A UN RYTHMEUR 18, POUR DECLENCHER LE PASSAGE D'UN COURANT QUAND LA TENSION DETECTEE ATTEINT UNE VALEUR CORRESPONDANT AU COURT-CIRCUIT DE L'ELECTRODE DE FIL ET DU METAL DE BASE ET POUR STOPPER LE PASSAGE DU COURANT QUAND LA TENSION DE DETECTION ATTEINT UNE VALEUR CORRESPONDANT A UNE REPRODUCTION D'ART. APPLICATION AU SOUDAGE DE METAUX.

Description

L'invention concerne les soudeuses à l'arc par transfert de court-circuit.

La Figure 1 représente une soudeuse à l'arc par transfert de court-circuit classique. Sur la Figure 2, la 5 référence numérique 1 désigne un circuit d'alimentation en courant continu pour convertir un courant alternatif en courant continu; la référence 13, un circuit de mise en forme d'impulsion pour engendrer un signal d'instruc- tion de valeur de courant d'impulsion a ; la référence 14, 10 un circuit de réglage de période d'impulsion pour fournir un signal d'instruction de période d'impulsion de courant b; la référence 12, un circuit d'instruction de commuta- tion qui reçoit les signaux a et b des circuits 13 et 14, pour commander la période de "marche-arrêt" d'un élément 15 de commutation 2 tel qu'un transistor; la référence 3, une bobine de courant continu; la référence 4, une diode à effet de volant pour empêcher l'application d'une ten- `sion inverse (tension élevée) due à l'action de la bobine de courant continu 3 immédiatement après que l'élément 20 de commutation 2 est mis à l'arrêt; la référence 5, une source d'alimentation auxiliaire pour fournir un courant continu (qui sera défini dans la suite comme un "courant de fend." quand il est applicable) afin de maintenir un arc de soudage; la référence 6, une bobine sur laquelle 25 est enroulé un fil de soudage 7; la référence 8, un moteur d'alimentation en fil pour amener le fil 7 vers un maté- riau à souder, à savoir un métal de base 10; la référence 9, une torche de soudage dans laquelle le fil 7 pénètre; et la référence 11, un détecteur de courant de soudage 30 constitué d'une résistance de shunt, etc. Le signal de sortie du détecteur de courant de soudage 11 est envoyé au circuit d'instruction de commutation 12, dans lequel il est comparé au signal d'instruction de valeur de cou- rant d'impulsion a, de sorte que le rythme de "marche- 35 arrêt" de l'élément de commutation 2 est commandé pour obtenir un courant d'impulsion ayant une valeur prédéter- minée.

On va maintenant décrire l'opération de soudage par transfert de court-circuit de la soudeuse ainsi cons- truite. Le signal d'instruction de période d'impulsion 5 de courant b et le signal d'instruction de valeur de cou- rant d'impulsion a qui sont sélectionnés par rapport à une vitesse d'entraînement de fil choisie sont d'abord envoyés au circuit d'instruction de commutation 12. Le si- gnal d'instruction de "marche-arrêt" résultant est envoyé 10 à l'élément de commutation 2 par le circuit d'instruction de commutation 12, de sorte qu'un courant d'impulsion ayant une valeur constante est engendré avec une période d'impulsion constante. Ensuite, l'électrode de fil 7 est entrainée jus15 qu'à la torche de soudage 9 à partir de la bobine 6, et l'extrémité 7a de l'électrode de fil 7 est mise en contact avec le métal de base 10. Par la première impulsion de courant, l'extrémité 7a de l'électrode de fil 7 est brû- lée et un arc est produit entre l'électrode de fil 7 et 20 le métal de base 10, de sorte que l'extrémité 7a de l'é- lectrode de fil 7 et le métal de base 10 sont chauffés et fondus par l'arc ainsi produit. En même temps, le fil de soudage 7 est fourni de telle sorte que l'électrode de fil fondue 7 est poussée contre le métal de base 10. L'é- 25 lectrode de fil ainsi raccourcie avec le métal de base est brûlée par l'impulsion de courant suivante, de sorte qu'un arc est à nouveau produit. L'opération décrite plus haut est exécutée de façon répétitive pour le soudage. Dans le dispositif de soudage décrit plus haut, 30 la vitesse d'entraînement d'électrode de fil n'est pas liée à la période de génération des impulsions de courant; c'est-à-dire que la vitesse d'entraînement d'électrode de fil et la période de génération d'impulsions de cou- rant sont réglées séparément. Par conséquent, il arrive 35 que le rythme suivant lequel l'extrémité de fil fondue 7a est poussée contre le métal de base 10 ne soit pas synchrone par rapport au rythme d'application des impul- sions de courant. Si cela se produit, l'électrode de fil

7 est amenée à pousser le métal de base pendant un inter- valle de temps relativement long, ce qui entraîne la dis- persion d'une grande quantité de grosses étincelles qui vont se coller sur le métal de base ou sur les composants 5 de la soudeuse. La soudeuse classique présente donc un inconvénient de ce point de vue. Un premier objet de l'invention est une soudeuse à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle les étincelles se produisent rarement et dans laquelle la 10 soudure résultante est fine de qualité. Un deuxième objet de l'invention est une soudeuse à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle une variation de longueur moyenne d'arc due à une vibration est inférieure avec un courant de soudage vatiant dans 15 tout son intervalle de variation et dans laquelle les conditions de soudage sont par conséquent stables. Pour atteindre ces objets selon l'invention, il est prévu un détecteur pour détecter une tension produite entre un métal de base et une électrode de fil, et un é- 20 lément de commutation est commandé de telle sorte que l'application d'un courant est déclenchée quand une ten- sion détectée par le détecteur atteint une valeur corres- pondant au court-circuit- et qu'elle est stoppée quand la tension atteint une valeur correspondant à une repro- 25 duction d'arc. Un troisième objet de l'invention est une soudeu- se à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle on peut faire vMaXÀer la valeur de pénétration et la va- leur de r"rforc.e/ conformément à la configuration d'un mé- 30 tal de base. Un quatrième objet de l'invention est une soudeu- se à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle on rend les conditions de soudage plus appropriées en ré- glant automatiquement le courant dans une période de pro- 35 duction d'arc en fonction d'une vitesse d'entraînement de fil.

Un cinquième objet de l'invention est une soudeu- se à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle le courant dans une période de production d'arc est réglé automatiquement pour établir une .tension moyenne de sou5 dage à une valeur prédéterminée, et dans laquelle on éli- mine une irrégularité de période répétitive de court-cir- cuit et de production d'arc due à une vibration ou à l'équivalent. Un sixième objet de l'invention est une soudeuse 10 à l'arc par transfert de court-circuit dans laquelle on peut facilement déterminer les conditions de soudage, et dans laquelle la soudure résultante est dépourvue de dé- fauts tels que par exemple des évidements. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- 15 sente invention seront mis en évidence dans la descrip- tion suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est un schéma fonctionnel représentant la disposition d'une soudeuse à l'arc par transfert de 20 court-circuit classique; Figure 2 est un schéma fonctionnel représentant la disposition d'un premier exemple de réalisation de l'invention; Figure 3 (a) et (b) sont des chronogrammes repré- 25 sentant une forme d'onde de courant et une forme d'onde de tension dans le premier exemple de réalisation-de la Figure 2; Figure 3 (c) sont des schémas représentant des états de soudage; 30 Figure 4 est un schéma fonctionnel représentant un deuxième exemple de réalisation de l'invention; Figures 5 (a), 6 (a), 7 (a), Figures 5 (b), 6 (b), 7 (b), Figures 5 (c), 6 (c), 7 (c), et Figures 5 (d),6(d), 7 (d) sont respectivement des chronogrammes de commuta- 35 tion de signal i , des diagrammes de forme d'onde de ten- sion, des diagrammes de forme d'onde de courant et des vues en coupe de dépôts formés dans le deuxième exemple de réalisation de l'invention;

Figure 8 est un schéma fonctionnel représentant la disposition d'un troisième exemple de réalisation de l'invention; Figure 9 (a) et (b) sont respectivement un chro- 5 nogramme de commutation de signal i et un diagramme de forme d'onde de courant dans le troisième exemple de réalisation de l'invention; FigurelO est un schéma fonctionnel représentant la disposition d'un quatrième exemple de réalisation de 10 l'invention; Figure il (a), (b) et (c) sont des diagrammes représentant une forme d'onde de courant de soudage, une forme d'onde d'impulsion de courant de référence, et un signal a dans le quatrième exemple de réalisation de l'in- 15 vention de la Figure 10; Figure 12 est un diagramme caractéristique indi- quant la relation entre une vitesse d'entraînement de fil et une quantité de charges dans le quatrième exemple de réalisation; 20 Figure 13 est un diagramme de forme d'onde repré- sentant un courant de soudage dans une variante du qua- trième exemple de réalisation de l'invention; Figure 14 est un schéma fonctionnel représentant un cinquième exemple de réalisation de l'invention; et 25 Figure 15 (a), (b) et (c) sont des diagrammes représentant une forme d'onde de courant de soudage, une forme d'onde d'impulsion de courant de référence et un signal a dans le cinquième exemple de réalisation de l'invention. 30 On va maintenant décrire les exemples de réalisa- tion préférés de l'invention en référence aux dessins. Sur la Figure 2, la référence numérique 15 dési- gne un détecteur de tension pour détecter une tension entre une électrode de fil 7 et un métal de base 10; et 35 la référence 16 désigne un premier comparateur dans le- quel une tension V détectée par le détecteur de tension 15 est comparée à une tension Vo correspondant au court-

circuit (qui est une tension quand se produit un court- circuit ou immédiatement avant que se produise un court- circuit). Quand V Vo, le comparateur 16 émet un signal d'instruction qui est envoyé à un circuit d'instruction 5 de commutation 12 de sorte qu'un élément de commutation est mis en fonctionnement. En d'autres termes, le compa- rateur 16 fonctionne pour déterminer la production d'un court-circuit entre l'électrode de fil 7 et le métal de base 10. Dans un second comparateur 17, la tension détec- 10 tée par le détecteur de tension 15 est comparée à une tension Va correspondant à la reproduction d'arc. Quand V V Va, le comparateur 17 fait fonctionner un rythmeur 18 quand c'est nécessaire de sorte qu'un signal d'instruc- tion pour arrêter l'élément de commutation 2 est envoyé 15 au circuit d'instruction de commutation dans un interval- le de temps T prédéterminé. En d'autres termes, le com- parateur 17 fonctionne pour déterminer la reproduction d'arc. L'intervalle de temps établi par le rythmeur 18 peut être nul. LaiFigure 3 (a) et-(b) représente des dia- 20 grammes de forme d'onde respectivement d'un courant et d'une tension dans la soudeuse ainsi agencée. La Figure 3 (c) représente des schémas de divers phénomènes de sou- dage. Sur les Figures 1 et 2, les parties identiques sont désignées par les mêmes références numériques ou chiffres. 25 et une description détaillée de ces parties n'est pas faite dans la suite. On va maintenant décrire le fonctionnement de la soudeuse décrite plus haut. On considère d'abord que l'extrémité 7a de l'électrode de fil 7 est amenée en contact avec le métal de base 10 à condition que les interrupteurs d'entrée- (non représentés) du circuit d'alimentation en courant continu 1 et de la source d'alimentation auxiliaire 5 pour appli- quer une tension très basse soient en position de marche. 35 Dans ce cas, la tension V détectée par le détecteur de tension 15 est inférieure à la tension Vo correspondant au court-circuit ( V Vo ). En conséquence, le

signal d'instruction "marche" est envoyé au circuit d'ins- truction de commutation 12. Il en résulte que le circuit d'instruction de commutation 12 engendre un signal de déclenchement pour fermer l'élément de commutation 2, de 5 sorte que le circuit d'alimentation en courant continu envoie un courant à l'électrode de fil 7 et au métal de base 10. Le courant passe de façon continue jusqu'à ce que l'électrode de fil 7 soit br lée, c'est-à-dire, jus- qu'à ce que des arcs sont engendrés. En conséquence, la 10 tension de détection V du détecteur de tension 15 est é- levée jusqu'à une tension de production d'arc à partir d'une tension de court-circuit- -, o le fonctionnement du premier comparateur 16 est suspendu. La tension de dé- tection V devient rapidement supérieure à la tension Va 15 correspondant à la reproduction d'arc (v > Va). Le second comparateur 17 est ainsi mis en fonctionnement, et le rythmeur 18 est également mis en fonctionnement. En con- séquence, un signal d'instruction "d'arrêt" est envoyé au circuit d'instruction de commutation 12 dans l'inter- 20 valle de temps T prédéterminé, de sorte que l'application du signal de déclenchement par le circuit d'instruction de commutation 12 est interrompue, et que l'élément de commutation 2 est ouvert. Il s'ensuit que le courant est amorti par la bobine 3 et que seul le courant provenant 25 de la source d'alimentation auxiliaire 5 passe. Comme on l'a décrit plus haut, pendant la première période de production d'arc B, l'électrode de fil 7 et le métal de base 10 sont chauffés et fondus, tandis que l'électrode de fil 7 est entrainée vers la torche 9 par 30 le moteur d'alimentation en fil 8. L'extrémité fondue 7a du fil 7 est ainsi amenée en contact avec le matériau de base, et l'élément de commutation 2 est à nouveau fermé, de sorte que le courant est fourni au fil et au métal de base par le circuit d'alimentation en courant continu 1. 35 Ainsi, le matériau fondu de l'électrode de fil est trans- féré jusqu'au métal de base. Quand l'opération décrite plus haut est exécutée de façon répétitive, on a la forme

d'onde de tension de soudage et la forme d'onde de courant de soudage essentiellement triangulaires qui sont repré- sentées sur la Figure 3 (a) et (b), respectivement. Ainsi, la condition de soudage est maintenue stable. 5 On peut utiliser le procédé suivant pour la sou- deuse: l'intervalle de temps T prédéterminé établi par le rythmeur 18 est commandé conformément à la vitesse du moteur d'alimentation en fil 8, la tension de détec- tion V du détecteur de tension 15 est soumise à une con10 version dans un convertisseur de tension moyenne 19 , et le signal de sortie du convertisseur 19 est renvoyé au rythmeur 18, de sorte que l'intervalle de temps T est ré- glé à une valeur optimale. Dans ce cas, une variation de la longueur moyenne d'arc due à une secousse est réduite 15 sur tout l'intervalle de variation du courant de soudage, ce qui rend la condition de soudage encore plus stable. La soudeuse de l'invention décrite plus haut dans laquelle une tension est appliquée entre un métal de base et une électrode de fil amenée vers le métal de base, de 20 sorte que le soudage est exécuté par des opérations répé- titives de court-circuit; et de production d'arc entre le métal de base et l'électrode de fil, est constituée: du détecteur de tension pour détecter une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; du moyen pour 25 déclencher l'application des impulsions de courant entre l'électrode de fil et le métal de base quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur correspondant à la production d'un court-circuit; et du moyen pour stopper l'application des impulsions de courant 30 quand le détecteur de tension détecte la tension de re- production de décharge d'arc, ou la fin de l'intervalle de temps prédéterminé après la détection. Dans la soudeu- se, pendant le transfert de court-circuit, la quantité d'étincelles produites est très petite, et la dimension 35 des étincelles est très petite. Par conséquent, les étin- celles ne sont jamais collées au métal de base, et l'ef- ficacité de travail est considérablement améliorée.

Dans le premier exemple de réalisation décrit plus haut, on utilise la connexion de polarité inverse; c'est-à-dire que l'électrode de fil 7 est utilisée comme anode, tandis que le métal de base 10 est utilisé comme 5 -cathode. Dans ce cas, une grande quantité de chaleur est appliquée au métal de base 10. Spécialement dans le cas du soudage d'une plaque mince, la quantité de chaleur appliquée au métal de base est si grande que le métal de base est fondu. On peut utiliser la connexion de polarité 10 directe; c'est-à-dire que l'électrode de fil 7 et le mé- tal de base 10 peuvent être respectivement utilisés com- me la cathode et l'anode. Cependant, dans ce cas, l'élec- trode de fil 7 est beaucoup fondue, et il en résulte que les dépôts formés sont convexes. Un procédé dans lequel 15 on utilise un courant alternatif sinusoidal pour l'opéra- tion de soudage est connu dans la technique. Cependant, dans ce procédé, la répétition des phénomènes de soudage, c'est-à-dire, le court-circuit. et la production d'arc ne sont pas synchrones par rapport à une forme d'onde de 20 tension appliquée. On est donc obligé d'utiliser, dans ce procédé, une électrode enrobée pour faciliter la re- production d'arc. La Figure 4 représente un deuxième exemple de réa- lisation de l'invention dans lequel on a éliminé les in- 25 convénients décrits plus haut. Dans le deuxième exemple de réalisation, la valeur de pénétration et la valeur de renforcement peuvent être modifiées comme on le veut dans tout un intervalle de variation conformément à la confi- guration d'un métal de base. 30 Sur la Figure 4, la référence numérique 51 dési- gne un circuit d'alimentation en courant continu dans le- quel un courant triphasé est redressé; la référence 61, un élément de commutation tel qu'un transistor pour trans- mettre de façon intermittente (marche et arrêt) le signal 35 de sortie du circuit d'alimentation en courant continu 51; la référence 71, une bobine; la référence 81, une diode à effet de volant pour propager l'énergie qui est stockée dans la bobine 71, immédiatement après que l'élément de

commutation 61 est mis en position d'arrêt; les référen- ces 101 et 111, des troisième et quatrième comparateurs dans lesquels une tension d'arc détectée par un détecteur de tension 15 est comparée respectivement à des tensions 5 prédéterminées; la référence 121, un rythmeur pour re'tar- der le signal de sortie du comparateur 111 pendant une période prédéterminée T1; et la référence 131, un circuit d'instruction de commutation qui reçoit une instruction de "marche" du comparateur 101 et une instruction "d'arrêt' 10 du rythmeur 121 pour faire fonctionner et stopper l'élé- ment de commutation 61. En outre, sur la Figure 4, la référence numérique Il désigne un détecteur pour détecter un courant de sou- dage; les références 161 et 162, des éléments de commuta- 15 tion pour laisser passer et bloquer des courants prove- nant d'un circuit d'alimentation en courant continu 1 et du circuit d'alimentation en courant continu 51, respectivement; la référence 25, une unité de changement de po- larité pour faire fonctionner de façon sélective l'élé- 20 ment de commutation 161 ou l'élément de commutation 162; les références 181 et 182, des éléments de commutation tels que des thyristors; et les références 191 et 192, des résistances. Sur les Figures 4 et 2, les parties identiques 25 sont désignées par les mêmes références numériques ou chiffres. On va maintenant décrire le fonctionnement de la soudeuse ainsi organisée. Les fonctionnements du circuitd'alimentation en 30 courant continu 51, du circuit de commutation 61, de la bobine 71, de la diode à effet de volant 81, des compara- teurs 101 et 111, du rythmeur 121 et du circuit d'instruc- tion de commutation 131 sont semblables à ceux du circuit d'alimentation en courant continu 1, du circuit de com- 35 mutation 2, de la bobine 3, de la diode à effet de volant 4, des comparateurs 16 et 17, du rythmeur 18 et du cir- cuit d'instruction de commutation 12. En conséquence,

l'unité de changement de polarité 25 est prévue pour que la connexion de polarité directe et la connexion de po- larité inverse soient commutées selon un rapport voulu en contrôlant la configuration des dépôts (la valeur de 5 pénétration et la valeur de renforcement). Avec la con- nexion de polarité directe, un signal de déclenchement i est envoyé à l'élément de commutation 162 de manière à ce que ce dernier élément 162 soit rendu conducteur, tan- dis qu'un signal de déclenchement i n'est pas envoyé à 10 l'élément de commutation 161 et que ce dernier élément 161 reste non-conducteur. Par contre, avec la connexion de polarité inverses l'élément de commutation 161 est rendu conducteur, tandis que l'élément de commutation 162 est rendu non-conducteur. En commutant la connexion de 15 polarité directe et la connexion de polarité inverse, le signal i et le signal j sont envoyés respectivement aux bornes de grille des éléments de commutation 181 et 182, afin d'absorber les tensions de choc qui se manifestent quand les courants restent respectivement dans les bobines 3 et 71. En passant de la connexion de polarité di- recte à la connexion de polarité inverse, l'élément de commutation 182 est rendu conducteur, de sorte que l'éner- gie de la bobine 71 est consommée par la résistance 192. En passant de la connexion de polarité inverse à la con25 nexion de polarité directe, l'élément de commutation 181 est rendu conducteur, de sorte que l'énergie dans la bo- bine 3 est consommée par la résistance 191. Dans le cas de la connexion de polarité directe, la quantité de cha- leur appliquée au métal de base est inférieure, mais la 30 valeur de renforcement est supérieure. Par contre, dans le cas de la connexion de polarité inverse, la quantité de chaleur appliquée au métal de base est supérieure, mais la valeur de renforcement est supérieure. Par con- séquent, afin de former un dépôt comme on le veut en fonc- 35 tion de l'épaisseur, et de la configuration des métaux de base et de l'écart entre eux, on doit changer comme il faut le rapport de la connexion de polarité directe et de la connexion de polarité inverse dans la période .,.DTD: de soudage en laissant passer et en bloquant de façon ap- propriée le signal i comme il est indiqué sur la Figure 5 (a), sur la Figure 6 (a) et sur la Figure 7 (a) ( le signal ij passant et étant bloqué d'une manière but à fait 5 opposée à la manière de laisser passegeetendgibAoquer le signal i). Dans ce cas, les formes d'onde/(avec le poten- tiel des-métaux de base à zéro) sont telles que représen- tées sur les Figures 5 (b), 6 (b) et 7 (b), et les formes d'onde de courant (positif dans le cas de la connexion de 10 polarité inverse) sont telles que représentées respecti- vement sur les Figures 5 (c), 6 (c) et 7 (c). Comme le montrent les Figures 5 (d), 6 (d) et 7 (d) , quand le pourcentage de connexion de polarité inverse décroît, le configuration de section du dépôt change. Dans les deux 15 connexions de polarité directe et de polarité inverse, à l'inversion de la polarité la montée de l'impulsion de courant est synchronisée avec le court-circuit- de l'électrode de fil et du métal de base sans faute, et on obtient ainsi un courant nécessaire pour une reproduction 20 d'arc au court-circuit; . Il en résulte que le court- circuitage est facilement décalé par rapport à la produc- tion d'arc dans un intervalle de temps court. Si les cir- cuits sont définis de telle manière que le courant de sou- dage atteigne zéro par la production du court-circuit- 25 suivant et que le détecteur 11 détecte que le courant de soudage atteint zéro, de sorte,qu'après,l'unité de chan- gement de polarité 25 soit commandée positivement, il n'est pas nécessaire alors que les éléments de commutation 161 et 162 bloquent directement les grands courants, 30 et par conséquent on peut éliminer les circuits de sup- pression de tensions de choc constitués par les thyris- tors,181 et 182 et les résistances 191 et 192. L'opérateur choisitMu rapport des connexions de polarité directe et de polarité inverse dans une période 35 de soudage, comme on l'a. décrit plus haut. Par exemple, dans le cas o l'opération de soudage doit être faite en augmentant la valeur de pénétration, on choisit un pour-

centage de connexion de polarité inverse supérieur. Par contre, dans le cas d'un dépôt de soudure nécessitant une augmentation de valeur de renforcement, on choisit un pourcentage de connexion de polarité directe supérieur. 5 La soudeuse selon le deuxième exemple de réalisa- tion de l'invention est conçue de manière à ce que le rapport des connexions de polarité directe et de polarité inverse puisse être changé comme on le veut, comme on l'a décrit plus haut. Par conséquent, on peut obtenir une 10 configuration de dépôt stable comme on le veut conformé- ment à l'épaisseur et à la configuration des métaux de base. La Figure 8 représente un troisième exemple de réalisation de l'invention qui comporte un système de 15 changement de polarité semblable à celui de la Figure 4. Sur la Figure 8, la référence numérique 2 désigne un circuit de commutation constituant un circuit inver- seur composé de transistors de puissance 261 à 264; la référence 20, une boite de commande incluant un cadran 20 de réglage de longueur d'arc 201, un cadran de réglage dtinformation d'alimentation en fil 202 et un cadran de réglage de rapport de polarité 203; la référence 21, un circuit de réglage de largeur d'impulsion; la référence 22, un circuit dfajus.tage de largeur d'impulsion pour 25 corriger le signal de tension de sortie -o du circuit de réglage de largeur d'impulsion 21 à l'aide du signal de tension de sortie d'un convertisseur de tension moyenne 19, afin de produire un signal de tension de sortie t; les références 231 et 232, respectivement des circuits de 30 génération d'impulsions I et II; la référence 24, un cir- cuit de réglage de courant de crête pour établir un cou- rant de crête Ipo pendant une période de production d'arc; la référence 11, un détecteur de courant d'arc; la réfé- rence 26, un amplificateur pour amplifier le signal de 35 sortie du détecteur de courant d'arc 11; et la référence 27, un comparateur dans lequel le signal de sortie Ip de l'amplificateur 26 est comparé au signal de sortie Ip,

du circuit de réglage de courant de crête 24. Le compa- rateur 27 fournit un signal de niveau "L" quand Ip . IPO et un signal de niveau "H" quand Ip < po- En outre, sur la Figure 8, les références numéri- 5 ques 301 et 302 désignent des circuits ET auxquels le si- gnal de sortie du comparateur 27, le signal de sortie d'un circuit de génération d'impulsions 231 et les signaux de sortie i et i d'une unité de changement de polarité 25 sont appliqués comme le montre la Figure 8. Le signal 10 de sortie du circuit ET 301 est envoyé aux bases des transistors de puissance 263 et 964 du circuit inverseur 2, tandis que le signal de sortie du circuit ET 302 est envoyé aux bases des transistors de puissance 261 et 262 du circuit inverseur 2. 15 La Figure 9 (a) représente la forme d'onde du si- gnal de sortie i de l'unité de changement de polarité 25 de la Figure 8, et la Figure 9 (b) représente la forme d'onde d'un courant d'arc dans la soudeuse selon le troi- sième exemple de réalisation de l'invention. La forme 20 d'onde du signal de sortie i de l'unité de changement de polarité est obtenu en inversant la forme d'onde du si- gnal de sortie i. Sur la Figure 9 (b), la référence % indique une quantité optimale de charges dans une période de production d'arc, et la référence I0 (indiquée par la 25 ligne interrompue) indique la forme d'onde d'impulsions de courant de référence prédéterminé pour obtenir la quan- tité optimale de charges Q0. On va maintenant décrire le fonctionnement des circuits de la Figure 8. 30 Le signal de sortie du circuit d'alimentation en courant continu 1 est envoyé au circuit inverseur 2, dans lequel sont contrôlés la largeurd'impulsion de courant dans la période de production d'arc, le courant de court- circuitt et la polarité d'un arc de soudage pour la 35 connexion de polarité directe ou pour la connexion de po- larité inverse. d'abord Pour faire fonctionner la soudeuse, on règle/à

des valeurs prédéterminées le cadran de réglage de lon- gueur d'arc 201, le cadran de réglage d'information d'a- limentation en fil 202 et le cadran de réglage de rapport de polarité 203. Le circuit de réglage de largeur d'im- 5 pulsion 21 engendre un signal de largeur d'impulsion de référence conformément à l'association des valeurs de longueur d'arc et d'information d'alimentatiecn en fil ainsi réglées, qui est envoyé au circuit dÀajjsjjage de largeur d'impulsion 22. En même temps, le convertisseur 10 de tension moyenne 19 envoie un signal de tension moyenne de soudage au circuit de réglage de largeur d'impul- sion 22, de sorte que le signal de largeur d'impulsion de référence-j0 est corrigé conformément au signal de ten- sion moyenne d'un signal de largeur d'impulsion rt qui est 15 envoyé au circuit de génération d'impulsions II 232. Le signal de largeur d'impulsion de référence ' est corrigé conformément au signal de tension moyenne afin d'empêcher une variation de la longueur d'arc en rai- son d'une secousse de la torche 9. Quand une secousse 20 augmente la longueur d'arc, le signal de tension moyenne est augmenté, et ce signal est donc utilisé pour rendre la longueur d'arc légèrement plus petite que la largeur d'impulsion de référence -% , ce qui permet de ramener la longueur d'arc à sa valeur initiale. Par contre, quand 25 la longueur d'arc devient plus petite, elle est corrigée pour qu'elle soit légèrement plus grande que la largeur d'impulsion de référenceC. Le signal de sortie du cadran de réglage d'infor- mation d'alimentation en fil 202 est envoyé à un moteur 8 30 pour que le fil soit fourni à une vitesse d'entraînement de fil prédéterminée v. Le signal de sortie V du détecteur de tension 15 est comparé à un signal de tension Vo correspondant à un court-circuit.. dans un premier comparateur 16, et il 35 est comparé à un signal de tension Va correspondant à une tension d'arc dans un second comparateur 17. Quand V t- Vo, le comparateur 16 engendre un signal de niveau "H". Quand

V - Va, le comparateur 17 engendre un signal de niveau "H" qui est envoyé à un circuit à retard 18 incluant un rythmeur. Dans le circuit à retard 18, le retard de temps T est produit entre ses tensionsd'entrée et de sortie. 5 Le signal de sortie du circuit à retard 18 est envoyé, comme un signal de niveau "L", au circuit de génération d'impulsions I 231 et il est envoyé, comme un signal de niveau "H", au circuit de génération d'impulsion II 232. Ainsi, le signal de sortie du circuit de génération d'impulsions I 231 est élevé au niveau "H" par le comparateur 16 quand V _ Vo et il est mis au niveau "L" par le comparateur 17 quand V = Va, en étant ainsi envoyé aux circuits ET 301 et 302. D'autre part, le signal de sortie du circuit de génération d'impulsion II 232 est mis 15 au niveau "L" quand le signal de sortie du circuit à re- tard 18 est élevé au niveau "H". Quand le signal de sor- tie est élevé au niveau "H" comme on l'a décrit plus haut, un circuit d'intégration est mis en fonctionnement dans le circuit de génération d'impulsions II 232, de sorte 20 que lorsque la tension de sortie du circuit d'intégration devient égale au signal de tension de sortie t du circuit dajustage de largeur d'impulsion 22 (c'est-à-dire, msec après que le signal de sortie du circuit à retard 18 se soit élevé au niveau "H") le niveau de signal de sortie 25 du circuit de génération d'impulsior II 232 est mis au niveau "H". En conséquence, pendant la période de P msec après que le signal de sortie du circuit à retard 18 se soit élevé au niveau "H", le comparateur 27 compare un courant 30 de crête détecté Ip au signal de sortie Ipodu circuit de réglage de courant de crête 24, en engendrant ainsi un signal de niveau "H" quand Ipo} Ip et un signal de niveau "L" quand Ipo t Ip. Pendant l'autre période, le signal de sortie du comparateur 27 est maintenu au niveau "L" 35 puisque le signal de niveau "11" du circuit de génération d'impulsions II 232 est envoyé au comparateur 27.

Quand l'opérateur règle le cadran de réglage de rapport de polarité 203 à une valeur optimale conformé- ment aux conditions de soudage telles que la configura- tion et l'épaisseur des métaux de base, l'unité de chan- 5 gement de polarité 25 engendreles signaux i et i dont les niveaux sont alternativement réglés aux niveaux "H" et "L" conformément au rapport des connexions de polarité directe et de polarité inverse réglé par le cadran de ré- glage de rapport ou pourcentage de connexion 203. 10 Le signal de sortie du comparateur 27, le signal de sortie du circuit de génération d'impulsions I 231 et les signaux de sortie i et i sont envoyés aux circuits ET 301 et 302 comme l'indique la Figure 8. Uniquement quand ces signaux d'entrée sont au niveau -"H", les cir- 15 cuits ET 301 et 302 engendrent des signaux de sortie qui rendent conducteurs les transistors 261 à 264 du circuit inverseur 2. La synchronisation d'état "conducteur" et d'état "bloqué" des transistors 261 et 262 et celle des transistors 263 et 264 sont changées par les signaux de 20 sortie des circuits ET 301 et 302, respectivement, de sor- te que le rapport dans l'application de courant de la connexion de polarité directe par rapport à la connexion de polarité inverse atteint la valeur de réglage. Puisque le rapport de polarité peut être commandé 25 par une action comme on l'a décrit plus haut, la valeur de pénétration et la valeur de renforcement peuvent être modifiées comme on le veut dans tout l'intervalle de va- riation conformément à la configuration des métaux de ba- se. En outre, comme le signal de largeur d'impulsion est 30 corrigé conformément à la valeur moyenne de tension de soudage, on peut effectuer un soudage en ayant toujours une longueur d'arc stable. Les périodes d'application de courant dans les connexions de polarité directe et de polarité inverse 35 sont réglées par le cadran de réglage de rapport de pola- rité 203 sur la boite de commande 20; cependant, le ré- glage peut être plus simplement effectué en réglant un

rapport de temps de la connexion de polarité directe par rapport à la connexion de polarité inverse. En outre, on peut concevoir l'unité de changement de polarité 25 de manière à ce que le nombre de fois o se produit le 5 court-circuitage entre l'électrode de fil 7 et le métal de base 10 dans l'une des connexions de polarité directe et de polarité inverse soit compté avec un compteur, et quand la valeur de compte du compteur atteint une valeur prédéterminée, on change de connexion de polarité. De 10 plus, on peut changer les connexions de polarité selon un procédé dans lequel les pourcentages de quantités de charges dans les périodes de production d'arc des connex- ions de polarité directe et de polarité inverse sont ré- glés et calculés. En outre, on peut réaliser le réglage 15 avec le cadran de réglage 203 de manière à ce que l'opé- ration de soudage ne soit effectuée avec la connexion de polarité inverse que lorsque l'opération de soudage est déclenchée ou stoppée. Dans la soudeuse représentée sur la Figure 2, 20 l'intervall'e de temps prédéterminé T établi par le ryth- meur 18 est contrôlé conformément au fonctionnement du moteur d'alimentation en fil 8, la tension de détection V du détecteur dé tension 15 est soumise à une conversion dans le convertisseur de tension moyenne 19, et le signal 25 de sortie de ce convertisseur 19 est renvoyé au rythmeur 18, de sorte que l'intervalle de temps T est réglé à la valeur optimale. Cela est fait pour contrôler le courant dans la période de production d'arc, ce qui facilite l'ob- tention des conditions de soudage et augmente l'efficaci- 30 té de travail de soudage. On va maintenant décrire un quatrième exemple de réalisation de l'invention en référence à la Figure 10 dans lequel le courant mentionné précédemment relatif à la période de production d'arc est automatiquement con- 35 trÈlé. Sur les Figures 10 et 2, les parties semblables sont désignées par les mêmes références numériques.

Sur la Figure 10, la référence numérique 11 dési- gne un détecteur de courant; la référence 423, un généra- teur de forme d'onde d'impulsion de référence dans le- quel une forme d'onde d'impulsion de référence I est 5 sélectionnée conformément à l'information d'alimentation en fil du moteur d'alimentation en fil 8 et dont le temps de fonctionnement est commandé par le second comparateur 17; et la référence 424, un troisième comparateur qui compare le courant de détection I du détecteur de courant 10 11 à la forme d'onde de courant d'impulsion de référence, pour envoyer un signal d'instruction de "marche-arrèt" au circuit d'instruction de commutation 12 en fonction du résultat de comparaison. La Figure 11 (a) est un diagramme représentant 15 la forme d'onde d'un courant de soudage dans la soudeuse de la Figure 10, la Figure Il (b) est un diagramme représentant la forme d'onde de courant d'impulsion de réfé- rence Io, et la Figure 11 (c) est un chronogramme repré- sentant le signal de sortie a du premier comparateur 16. 20 On va maintenant décrire le fonctionnement de la soudeuse de la Figure 10. Tandis que l'interrupteur d'entrée du circuit d'alimentation en courant continu 1 est mis en position de marche, le fil 7 est amené jusqu'à la torche 9 par le 25 moteur d'alimentation en fil S. Ensuite, l'électrode de fil 7a est court-circuitée avec le métal de base 10. En conséquence, le premier comparateur qui reçoit la tension de détection V du détecteur de tension 15 est mis en fonc- tionnement, et le signal a est mis dans l'état de "MARCHE': 30 L'instruction de "MIARCHE" est ainsi transmise à l'élément de commutation 2 par l'intermédiaire du circuit d'instruc- tion de commutation 12, et un courant de court-circuit est fourni du côté de la torche à partir du circuit d'a- limentation en courant continu l. L'extrémité de l'élec- 35 trode de fil 7a est brûlée par ce courant, de sorte que la condition de court-circuit' est éliminée et un arc est produit. A la production de l'arc, la tension de

détection V du détecteur de tension 15 est augmentée, et le signal a du premier comparateur 16 est mis en état "d'ARRET". Le second comparateur 17 est alors mis en fonc- tionnement, de sorte que le signal à sa sortie est mis 5 dans l'état de "MARCHE". En conséquence, le générateur de forme d'onde d'impulsion de référence 423 est mis en fonctionnement, de sorte que la forme d'onde de courant d'impulsion de référence I0 correspondant à la vitesse d'entraînement de fil v est engendrée. La forme d'onde 10 de courant d'impulsion de référence 10 et un signal de valeurde courant I détecté par le détecteur de courant 15 sont envoyés au troisième comparateur 424. Quand (I î I) est positive, le comparateur 424 envoie le signal d'ins- truction "MARCHE" à l'élément de commutation 2 par l'intermédiaire du circuit d'instruction de commutation 12. Quand la différence (Io - 1) est négative, le comparateur 424 envoie le signal d'instruction "ARRET" à l'élément de commutation 2 par l'intermédiaire du circuit d'instruc-- tion de commutation 12. Par ce contrôle réactifde courant 20 en période de production d'arc, la forme d'onde de cou- rant , c'est-à-dire, la quantité de charges Q (correspon- dant à la partie hachurée de la Figure 11 (a)) dans la période de production d'arc peut être contrôlée. Des ex- périences ont montré qu'on pouvait toujours obtenir le 25 meilleur dépôt de soudure en établissant une certaine relation fonctionnelle entre la quantité de charges Q dans la période de production d'arc et la vitesse d'en- traînement de fil v . La Figure 12 est un diagramme caractéristique in- 30 diquant la relation entre la vitesse d'entraînement de fil v et la quantité de charges Q selon un procédé de sou- dage SP dans lequel on donne une polarité négative à une électrode de fil par rapport à un métal de base. C'est ainsi qu'on obtient les meilleurs dépôts de soudure 35 avec la courbe caractéristique D de la Figure 12. La quantité de charges Q dans la période de production d'arc peut être modifiée de différentes manières en fonction de la vitesse d'entrainement de fil v ;

c'est ainsi qu'on peut obtenir le même effet en changeant la largeur d'impulsion y de la forme d'onde de courant d'impulsion de référence I0 , le courant de crête d'im- pulsion Ip, la période de courant d'impulsion T ou la 5 composante de courant continu ( courant de fond) IB de la Figure Il (b). La Figure 13 est un diagramme d'une forme d'onde de courant dans un exemple de réalisation de soudeuse à l'arc par transfert de court-circuit à laquelle s'appli- 10 que le concept technique de l'invention. Dans cet exemple, or. obtient aussi le même effet en controlant la quantité de charges Q ( partie hachurée) en fonction de la vitesse d'entraînement de fil v. Dans le quatrième exemple de réalisation décrit 15 plus haut, le second comparateur 17 est prévu pour que le générateur de forme d'onde d'impulsion de référence soit mis en fonctionnement après la reproduction d'arcs. Cepen- dant, on peut obtenir le même effet en employant un procé- dé dans lequel le comparateur 17 est éliminé, mais dans 20 lequel le courant d'impulsion de référence I0 est engen- dré à tout moment en fonction de la vitesse d'entraine- ment de fil , de sorte que,lorsque l'électrode de fil 7a est court-circuitée avec le métal de base, le signal de sortie du premier comparateur 16 est mis dans l'état de 25 "MARCHE" et le courant de court-circuit- - passe. Comme il ressort de la description qui précède, dans le quatrième exemple de réalisation de l'invention, la quantité de charges Q dans la période de production d'arc est automatiquement changée selon une relation fonctionnelle prédéterminée par rapport à la vitesse d'entrai- nement de fil , et l'opération de soudage est donc auto- matiquement exécutée à tout moment dans les conditions de soudage optimales au cas o la vitesse d'entraînement de fil est modifiée. 35 La Figure 14 représente un cinquième exemple de réalisation de l'invention qui a le même objet que le quatrième exemple de réalisation de la Figure 10. Dans

cet exemple de réalisation, on crée une réaction par va- riation de la tension moyenne de soudage pour contrôler la quantité de charges dans la période de production d'arc de manière à éliminer la difficulté due au fait que, lors- 5 que la distance entre l'électrode de fil et le métal de base est modifiée pendant l'opération de soudage par une vibration, la période répétitive de court-circuit:- et de production d'arc devient irréguliaire et le dépôt de soudure contient un défaut tel qu'un évidement. 10 Sur la Figure 14&, la référence numérique Il dési- gne un détecteur de courant; la référence 523, un géné- rateur de forme d'onde d'impulsion de référence dans le- quel une forme d'onde d'impulsion de référence 10 est dé- terminée par une information d'alimentation en fil et le 15 temps de fonctionnement est contrôlé par un second compa- rateur 17; la référence 424, un comparateur qui compare la valeur de courant de détection I du détecteur de cou- rant 11 à la forme d'onde de courant d'impulsion de réfé- rence Io, pour envoyer un signal d'instruction de "MARCHE- 20 ARRET" à un circuit d'instructihn de commutationl2 conformément au résultat de comparaison; la référence 525, une unité de réglage pour régler une tension moyenne de réfé- rence de soudage Vo, la tension Vo étant réglée par l'o- pérateur selon les conditions de. soudage telles que par 25 exemple une configuration de soudure; la référence 526, un convertisseur de tension moyenne de soudage pour con- vertir la tension de détection V d'un détecteur de ten- sion 15 en une tension moyenne de soudage V; et la réfé- rence 527, un quatrième comparateur qui compare la ten- 30 sion moyenne de référence de soudage Vo à la tension moyen- ne de soudage V, pour envoyer un signal de correction de la forme d'onde de courant d'impulsion de référence I0 au générateur de forme d'onde d'impulsion de référence 523 en fonction de la différence de tension (Vo V). 35 Sur les Figures 14 et 10, les parties identiques sont désignées par les mêmes références numériques ou chiffres.

La Figure 15 (a) est un diagramme représentant la forme d'onde d'un courant de soudage I dans le quatriè- me exemple de réalisation de l'invention, la Figure 15(b) est un diagramme représentant la forme d'onde de courant 5 d'impulsion de référence I, et la Figure 15 (c) est un chronogramme représentant le signal de sortie a du pre- mier comparateur 16. On va maintenant décrire le fonctionnement de la soudeuse de la Figure 14. 10 A condition que l'interrupteur d'entrée (non re- présenté) du circuit d'alimentation en courant continu 1 soit mis en position de marche, l'extrémité 7a de l'élec- trode de fil 7 est d'abord court-circuitée avec le métal de base 10. Dans ce cas, la tension de détection V du dé- 15 tecteur de tension 15 est inférieure à la tension Vo cor- respondant au court-circuit (V - Vo). En conséquence, le premier comparateur 16 envoie un signal d'instruction "MARCHE" à l'élément de commutation 2 par l'intermédiaire du circuit d'instruction de commutation 12 pour fermer 20 l'élément de commutation 2, et un courant provenant du circuit d'alimentation en courant continu 1 passe ainsi. Ce courant est présent jusqu'à ce que l'électrode de fil 7 soit brûlée et un arc est produit. En conséquence, la tension de détection V du détecteur de tension 15 augmen-_ 25 te de la tension de court-circuitage jusqu'à une tension d'arc, pour laquelle le fonctionnement du premier compa- rateur 16 est interrompu et le signal d'instruction "ARET" est envoyé au circuit d'instruction de commutation 12. La tension de détection V devient rapidement supérieure 30 à une tension Va correspondant à une reproduction d'arc (V Ä Va), et le second comparateur 17 engendre ainsi un signal pour faire fonctionner le générateur de forme d'on- de d'impulsion de référence 523. En même temps, le géné- rateur de forme d'onde d'impulsion de référence 523 re- 35 çoit un signal de vitesse d'entraînement de fil v du mo- teur d'alimentation en fil 8 et un signal de correction de forme d'onde du quatrième comparateur 527.

Quand la torche est entrainée jusqu'à une posi- tion au-dessous de la position de réglage par une vibra- tion ou l'équivalent, puisque l'effet de pré-chauffage à l'extrémité de l'électrode de fil 7 est diminué, l'élec- 5 trode de fil 7 peut être en contact avec le matériau de base après une reproduction d'arc. Il en résulte que la période de court-circuitage décroît, que la tension moyen- ne de soudage V de la tension de détection décroît et en outre que la zone de production d'arc devient plus étroi- 10 te. La hauteur du dépôt de soudure augmente ainsi. Quand la torche est entrainée jusqu'à une~ position au-dessus de la position de réglage, puisque l'effet de pré-chauf- fage est augmentée, l'électrode de fil 7 peut être fondue après une reproduction d'arc et le court-circuit se 15 produit difficilement. Il en résulte que la période de court-circuit.. '- augmente, que la tension moyenne de sou- dage V augmente et que la zone de production d'arc s'é- tend. La hauteur du dépôt de soudure diminue ainsi. Quand la quantité de charges Q dans la période 20 de production d'arc augmente, la période de court-circuit * augmente. Quand la quantité de charges Q diminue, la période de court-circuit diminue. Dans le quatrième comparateur 527, la tension moyenne de soudage V provenant du convertisseur de ten- 25 sion moyenne de soudage 526 est comparée à la tension moyenne de référence de soudage Vo. Quand la différence de tension (Vo - V)est positive, le comparateur 527 en- voie un signal d'augmentation de la largeur d'impulsion Z de la forme d'onde de courant d'impulsion de référence 30 de la Figure 15 (b) au générateur de forme d'onde d'im- pulsion de référence 523. Quand la différence de tension est négative, le comparateur 527 envoie un signal d'aug- mentation de la largeur d'impulsion au générateur de for- me d'onde d'impulsion de référence 523. Le générateur de 35 forme d'onde d'impulsion de référence 523 envoie au troi- sième comparateur 424 une forme d'onde de courant I qui est obtenue en corrigeant la largeur Yj de la forme d'on-

à la vitesse d'entraînement de fil v. Dans le troisième comparateur 424, la forme d'onde de courant d'impulsion de référence Io est comparée à la valeur de courant de détection I du détecteur de courant 11. Quand I> I, le 5 troisième comparateur 424 envoie le signal d'instruction "ARRET" au circuit d'instruction de commutation 12. Quand 1< Io le comparateur 424 envoie le signal d'instruction "MARCHE" au circuit 12. Le circuit d'instruction de com- mutation 12, recevant le signal a du premier comparateur 10 16 et le signal du troisième comparateur 424, envoie le signal d'instruction "MARCH2-ARRET". Dans la soudeuse décrite plus haut, la quantité de charges dans le courant qui passe dans la période de production d'arc est modifiée conformément à la vitesse 15 d'entraînement de fil v , la largeur Dû de la forme d'on- de de courant décrite plus haut est corrigée de manière à ce que la tension moyenne de soudage V prenne La valeur moyenne de référence prédéterminée. En conséquence, même si la torche est amenée à vibrer verticalement, l'opéra- 20 tion de soudage est exécutée avec la période de court-cir- cuitage tout le temps constante et l'effet attribué à une vibration ou l'équivalent est éliminé. Comme on l'a décrit plus haut, pendant la période de production d'arc, l'électrode de fil et le métal de 25 base sont chauffés et fondus, et le fil de soudage 7 est entrainé jusqu'à la torche 9 par le moteur d'entraînement de fil 8. L'extrémité 7a de l'électrode de fil 7 est court-circuitée avec le métal de base 10, et le premier comparateur 16 est alors mis en fonctionnement de sorte 30 que le signal d'instruction "MARCHE" est envoyé au cir- cuit d'instruction de commutation 12. L'élément de commu- tation 2 est ainsi fermé jusqu'à la reproduction d'arc suivante, de sorte que l'alimentation en courant est ef- fectuée et que le transfert de l'électrode de fil fondue 35 au métal de base est réalisé.

2503604 26 Dans l'exemple de réalisation décrit plus haut, la quantité de charges Q dans la période de production d'arc est corrigée par la largeur d'impulsion <_ de la forme d'onde de courant d'impulsion de référence. Cepen- 5 dant, on peut obtenir le même effet en corrigeant au moins un des paramètres suivants: la largeur d'impulsion de la forme d'onde de courant d'impulsion de référence, le courant de crête Ip et la période d'impulsion T, et le courant de fond IB'

Claims

REVENDICATIONS

1. Soudeuse à l'arc par transfert de court-cir- cuit, caractérisée en ce qu'elle comprend: une électrode de fil (7) qui est entraînée vers un métal de base (10); 5 un circuit d'alimentation en courant continu (1, 51) pour appliquer une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; un élément de commutation (2,61) pour interrompre l'application de tension entre le métal de base et l'é- 10 lectrode de fil; un détecteur de tension (15) pour détecter une tension produite entre le métal de base et l'électrode de fil; .un premier comparateur (16,101) pour déterminer 15 quand une tension de détection détectée par le détecteur de tension prend une valeur de tension correspondant au court-circuit du métal de base et de l'électrode de fil; un second comparateur (17,111) pour déterminer 20 quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension de décharge d'arc; et un moyen de commande d'élément de commutation (12,131) pour fermer l'élément de commutation en réponse à un signal provenant du premier comparateur et pour ou- 25 vrir l'élément de commutation en réponse à un signal pro- venant du second comparateur ou à un signal obtenu en re- tardant le signal provenant du second comparateur pendant une période prédéterminée T.

2. Soudeuse selon la revendication 1, caractéri- 30 sée en ce que l'électrode de fil est entraînée par un mo- teur d'alimentation en fil (8).

3. Soudeuse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un convertisseur de tension moyen- ne (19,526) pour convertir la tension de détection du dé- 35 tecteur de tension (15) en une tension moyenne. 2503604 28'

4. Soudeuse selon la revendication 3, caractéri- sée en ce qu'elle comprend une unité de commande (18,121) pour commander la période T dont est retardé le signal provenant du second comparateur, conformément à une vi- 5 tesse d'entraînement de fil du moteur d'alimentation en fil et à une tension moyenne de soudage produite par le convertisseur de tension moyenne.

5. Soudeuse selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que ladite unité de commande (18,121) est un 10 rythmeur..

6. Soudeuse selon la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'elle comprend une source d'alimentation auxi- liaire (5) pour fournir un courant continu afin de main- tenir un arc de soudage entre le métal de base et l'élec- 15 trode de fil.

7. Soudeuse selon la revendication 6, caractéri- sée en ce qu'elle comprend un élément de circulation (4, 81) connecté entre le métal de base et l'électrode de fiL

8. Soudeuse selon la revendication 7, caractéri- 20 sée en ce que l'élément de circulation est une diode à effet de volant.

9. Soudeuse selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que l'élément de commutation (2,61) est un transistor.

10. Soudeuse à l'arc par transfert de court-cir- cuit, caractérisée en ce qu'elle comprend: une électrode de fil (7) qui est entrainée vers un métal de base (10); un circuit d'alimentation en courant continu (1, 30 51) pour appliquer une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; un circuit de commutation (2,61) pour interrompre ladite tension appliquée entre le métal de base et l'é- lectrode de fil; 35 un détecteur de tension (15) pour détecter une tension produite entre le métal de base et l'électrode de fil; 2503604 29 un premier comparateur (16,101) pour déterminer quand une tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension correspondant au court-cir- cuit- du métal de base et de l'électrode de fil; 5 un second comparateur (17,111) pour déterminer quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension de décharge d'arc; un moyen de commande de circuit de commutation (12,131) pour fermer le circuit de commutation en répon- 10 se à un signal provenant du premier comparateur et pour ouvrir le circuit de commutation en réponse à un signal provenant du second comparateur ou à un signal obtenu en retardant lesignal provenant du second comparateur d'une période prédéterminée T; et 15 une unité de changement de polarité (25) pour inverserse1lu un rythme: prédéterminé la polarité d'une ten- sion en continu qui est appliquée entre l'électrode de fil et le métal de base à partir du circuit d'alimenta- tion en courant continu.

11. Soudeuse selon la revendication 10, caractéri- sée en ce que ladite unité de changement de polarité (25) comprend un moyen pour commander, conformément à une va- leur de pénétration de l'électrode de fil ou à une valeur de renforcement d'un dépôt de soudure , un rythme selon 25 lequel la polarité de l'électrode de fil devient positive ou négative par rapport au métal de base.

12. Soudeuse selon la revendication 11, caractéri- sée en ce que l'unité de changement de polarité établit comme un rapport -de temps _- un rythme selon lequel la po- 30 larité de l'électrode fil devient positive ou négative par rapport au métal de base.

13. Soudeuse selon la revendication 11, caractéri- sée en ce que l'unité de changement de polarité établit un rythme selon lequel la polarité de l'électrode de fil 35 devient positive ou négative par rapport au métal de base en utilisant un nombre de fois o il y a court-circuit de l'électrode de fil et du métal de base. 2503604 30

14. Soudeuse selon la revendication 13, caractéri- sée en ce que le nombre de fois o il y a court-circuit- est compté par un compteur agencé pour compter chaque signal provenant du premier comparateur.

15. Soudeuse selon la revendication 11, caracté- risée en ce que l'unité de changement de polarité établit un rythme selon lequel la polarité de l'électrode de fil devient positive ou négative par rapport au métal de base en utilisant un pourcentage d'une quantité de charges 10 dans une période de production d'arc.

16. Soudeuse selon la revendication 11, caracté- risée en ce que le circuit de commutation (2,61) est cons- titué par un circuit inverseur pour faire varier la lar- geur d'impulsion et la polarité d'un courant de soudage.

17. Soudeuse selon la revendication 16, caracté- risée en ce que ledit circuit inverseur est constitué d'un ensemble de transistors de puissance (261 à 264),et en ce qu'il est ouvert et fermé par le moyen de commande.

18. Soudeuse selon la revendication 16, caracté- 20 risée en ce que ledit moyen de commande est conçu pour recevoir un signal provenant de l'unité de changement de polarité et pour ouvrir et fermer le circuit inverseur.

19. Soudeuse à l'arc par transfert de court-cir- cuit, caractérisée en ce qu'elle comprend: 25 une électrode de fil (7) qui est entrainée vers un métal de base (10); un circuit d'alimentation en courant continu (1, 51) pour appliquer une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; 30 un circuit inverseur (2,61) pour commander la fourniture d'un courant de soudage entre le métal de base et l'électrode de fil afin de faire varier la largeur d'impulsion et la polarité de ce courant; un détecteur de tension (15) pour détecter une 35 tension produite entre le métal de base et l'électrode de fil; 2503604 31 un premier comparateur (16,101) pour déterminer quand une tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension correspondant au court-tcir- cuit- du métal de base et de l'électrode de fil; 5 un second comparateur (17,111) pour déterminer quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de décharge d'arc; un détecteur de courant de soudage (il) pour détecter un courant de soudage; 10 un moyen (423,523) pour établir une forme d'onde de courant d'impulsion de référence conformément à une longueur d'arc et à une vitesse d'entraînement de fil qui sont préréglées; un moyen (203) pour régler un rapport d'applica- 15 tion de courant de soudage dans une polarité directe à une application de courant de soudage dans une polarité inverse; et un moyen de commande (12,131) pour déclencher l'application d'un courant de soudage en réponse à un si- 20 gnal provenant du premier comparateur et pour stopper l'application du courant de soudage en réponse à un si- gnal provenant du second comparateur ou à un signal obte- nu en retardant le signal provenant du second comparateur d'une période prédéterminée, ledit moyen de commande fonc- 25 tionnant pour comparer un courant de soudage détecté par le détecteur de courant de soudage à la forme d'onde de courant d'impulsion de'référence de manière à déterminer quand ces deux courants coïncident entre eux, et pour commander le circuit inverseur conformément au rapport 30 de l'application de courant de soudage dans une polarité directe à l'application de courant de soudage dans une polarité inverse.

20. Soudeuse selon la revendication 19, caracté- risée en ce qu'elle comprend un moyen de correction (527) 35 pour régler la forme d'onde de courant d'impulsion de ré- férence conformément à une vitesse d'entraînement de fil et pour diminuer ou augmenter la largeur d'impulsion de 2503604 32 la forme d'onde de courant d'impulsion de référence respectivement quand la valeur de tension de sortie moyenne du détecteur de tension est augmentée ou diminuée.

21. Soudeuse selon la revendication 20, caracté- 5 risée en ce que la longueur d'arc et la vitesse d'entrai- nement de fil sont réglées par des cadrans de réglage (201,202) d'une boite de commande.

22. Soudeuse à l'arc par transfert de court-cir- cuit, caractérisée en ce qu'elle comprend: 10 une électrode de fil (7) qui est entrainée vers un mê-tal de base (10); un circuit d'alimentation en courant continu (1, 51) pour appliquer une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; 15 un circuit de commutation (2,61) pour interrompre l'application d'une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; un détecteur de tension (15) pour détecter une tension produite entre le métal de base et l'électrode 20 de fil; un premier comparateur (16,101) pour déterminer quand une tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension correspondant au court-cir- cuit du métal de base et de l'électrode de fil; 25 un second comparateur (17,111) pour déterminer quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension de décharge d'arc; un générateur de forme d'onde de courant d'impul- sion de référence (423,523) pour engendrer une forme d'on- 30 de de courant d'impulsion de référence conformément à la fois à une vitesse d'entraînement de fil détectée et à un signal provenant du second comparateur; un détecteur de courant de soudage (11) pour dé- tecter un courant de soudage; 35 un troisième comparateur (42iy pour comparer une valeur de courant détectée par le détecteur de courant de soudage au courant d'impulsion de référence et pour produire un signal de commande; et 2503604 33 un moyen de commande (12,131) pour commander l'ou- verture et la fermeture du circuit de commutation.

23. Soudeuse selon la revendication 22, caracté- risée en ce qu'elle comprend une source d'alimentation 5 auxiliaire (5) pour fournir un courant continu afin de maintenir un arc de soudage entre le métal de base et l'électrode de fil.

24. Soudeuse selon la revendication 22, caracté- risée en ce que la vitesse d'entraînement de fil est dé- 10 tectée à partir de la vitesse de rotation d'un moteur d'alimentation en fil (8).

25. Soudeuse selon la revendication 23, caracté- risée en ce qu'un courant de décharge d'arc est obtenu entre l'électrode de fil et un matériau à souder en su- 15 perposant un courant d'impulsion provenant du circuit d'alimentation en courant continu à un courant de fond (IB) provenant de la source d'alimentation auxiliaire,et en ce que la forme d'onde de courant d'impulsion de réfé- rence est contrôlée en réglant au moins un des paramètres 20 suivants: le courant de fond (IB) et la période(T.),une largeur d'impulsion (c) et une valeur de crète (Ip) du courant d'impulsion.

26. Soudeuse à l'arc par transfert de court-cir- cuit, caractérisée en ce qu'elle comprend: 25 une électrode de fil (7) qui est entrainée vers un métal de base (10); un circuit d'alimentation en courant continu (1, 51) pour appliquer une tension entre le métal de base et l'électrode de fil; 30 un circuit de commutation (2,61)pour interrompre l'application de tension entre le métal de base et l'é- lectrode de fil; un détecteur de tension (15) pour détecter une tension produite entre le métal de base et l'électrode 35 de fil; 2503604 34 un premier comparateur (16,101) pour déterminer quand une tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension correspondant au court-cir- cuit - du métal de base et de l'électrode de fil; 5 un second comparateur (17, 111) pour déterminer quand la tension de détection du détecteur de tension prend une valeur de tension de décharge d'arc; un convertisseur de tension moyenne (19,526) pour convertir la tension de détection du détecteur de tension 10 en une tension moyenne; un quatrième comparateur (527) pour comparer une tension moyenne de soudage préréglée à un signal prove- nant du convertisseur de tension moyenne et pour produire un signal de commande; 15 un générateur de forme d'onde d'impulsion de ré- férence (423,523) pour engendrer une forme d'onde de cou- rant d'!impulsion de référence conformément à des signaux provenant des second et quatrième comparateurs; un détecteur de courant de soudage (11) pour dé- 20 tecter un courant de soudage; un troisième comparateur (42b)- pour comparer une valeur de courant détectée par le détecteur de cou- rant de soudage au courant d'impulsion de référence et pour produire un signal de commande; et 25 un moyen de commande (12,131) pour commander l'ou- verture et la fermeture du circuit de commutation confor- mément à des signaux provenant des premier et troisième comparateurs.

27. Soudeuse selon la revendication 26. caracté- 30 risée en ce qu'elle comprend une source d'alimentation auxiliaire (5) pour fournir un courant continu afin de maintenir un arc de soudage entre le métal de base et l'électrode de fil.

28. Soudeuse selon la revendication 27, caracté- 35 risée en ce qu'un courant de décharge d'arc est obtenu entre l'électrode de fil et un matériau à souder en su- perposant un courant d'impulsion provenant du circuit 2503604 35 d'alimentation en courant continu -à un courant de fond (IB) provenant de la source d'alimentation auxiliaire, et en ce que la forme d'onde de courant d'impulsion de réfé- rence est contrôlée en réglant au moins un des paramètres 5 suivants: le courant de fond (IB) et la période (T), une largeur d'impulsion (Z) et une valeur de crête (Ip) du