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La présente invention a pour objet des dispositifs à arc ' trique fonctionnant soit en courant continu, soit en courant alternatif; elle est plus particulièrement relative aux dispositifs qui fonctionnent avac un arc appelé arc auto-réglable, c'est-à-dire aux dispositifs dans lesquels une électrode métallique qui s'use, comme cela se pratique couram- ment pour le soudage ou le découpage à l'arc, est avancée vers la pièce à travailler à une vitesse préréglée et nominalement constante et est brûlée ou consumée par l'action de l'arc de manière à maintenir à ce dernier une longueur sensiblement constante,a L'invention peut s'appliquer pour le tra- va$1 aans des conditions variées,
par exemple avec des électrodes métalli- ques nues et avec l'arc maintenu sous une atmosphère de gaz inerte.
Le procédé de travail avec un arc auto-réglable est exposé dans la demande de brevet déposée en Grande-Bretagne n 8289 et dans le numéro de février 1953 (pages 71 à 77) de la revue britannique "Britich Welding
Journal" où sont décrits en détail des procédés pour réaliser un auto-ré- glage très poussé. En particulier, on y explique que l'on a constat que deux facteurs principaux donnent naissance à un auto-réglage ou à un con- trôle de la longueur de l'arc lorsque la vitesse d'avancement de l'élec- trode consumable est préréglée.
Parmi ces facteurs, le premier en bref pro- vient du fait que la vitesse de consommation de l'électrode, pour une in- tensité constante de l'arc, tend à augmenter d'une manière inhérente avec l'accroissement de la longueur de l'are, ce résultat étant dù, croit-on, à une certaine réduction dans l'efficacité de chauffage et vice-versa; le second facteur est constitué par le fait que l'accroissement de la ten- sion de l'arc avec l'augmentation de la longueur de l'arc dans un circuit donné tend à réduire' l'intensité du courant délivré à l'arc, ceci étant dù à la caractéristique volts-'ampères de sortie de la source d'alimentation et vice-versa. Le premier de ces facteurs est une propriété inhérente de l'arc et sa grandeur ne peut pas être modifiée par un réglage préliminaire donné.
Le second facteur dépend de la relation entre l'intensité de sortie et la tension de sortie de la source d'alimentation et, pour les sources de courant utilisées habituellement dans le soudage et qui donnent un courant de travail approximativement fixe, c'est-à-dire lorsque le changement de l'intensité du courant varie peu lors d'un changement de la tension de l'arc, le degré d'auto-réglage de la longueur de l'arc sous l'influence du changement de l'intensité provenant de la source d'alimentation n'est que de faible importance.
La présente invention a pour objet une modification supplémentaire dans la vitesse de combustion de l'électrode par unité de changement dans la longueur ou la tension de l'arc par rapport à celle qui est due aux facteurs susmentionnés. Ceci est réalisé conformément à l'invention en prévoyant, en plus du changement de l'intensité du courant avec la tension due à la valeur de sortie volts-ampères de la source de courant, un contrô- le supplémentaire de l'intensité du courant dans le circuit de l'arc qui dépend de tout facteur qui reflète l'état de l'arc et particulièrement tou- te déviation de l'arc à partir de l'état d'équilibre désiré. Par exemple, le contrôle supplémentaire peut être disposé d'une manière convenable pour dépendre de la tension aux bornes de l'arc.
Pour réaliser un contrôle sensible, on peut s'arranger pour que ce dernier réponde à la différence existant entre la tension de l'arc et une tension de référence existante et, dans ce cas, l'action de contrôle se renverse lorsque la valeur de la ten- ,ion de l'arc traverse cette tension de référence.
Cependant, on peut utiliser d'autres facteurs que la tension de l'arc pour mettre en oeuvre la présente invention. Par exemple, on peut projeter une image de l'arc sur un élément sensible aux radiations, tel qu'une cellule photo-électrique ou un bolomètre, et la sortie de l'élément peut être amplifiée et appliquée en vue de modifier la sortie de la source de courant soit directement, soit indirectement, d'une manière telle que la sortie soit augmentée si la longueur de l'arc diminue au delà d'une
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quantité désirée et vice-versa.
Dans la mise en oeuvre de la présente invention, le contrôle répondant à la tension de l'arc ou à un autre facteur a pour résultat un changement d'un paramètre du circuit soit directement, soit indirectement par exemple par l'intermédiaire d'un servo-mécanisme convenable. Ce eontrô- le affecte finalement l'intensité du courant de l'arc et par conséquent la vitesse à laquelle l'électrode brûle jusqu'à ce que, à la vitesse fixe d'avancement utilisée,la tension de l'arc et, par conséquent la longueur de l'arc,soit ramenée à sa valeur d'équilibre.
Le dispositif de contrôle peut être réglé pour être du type avec superposition, c'est-à-dire pour effectuer un contrôle complet de 1'intensité du courant comme cela est demandé par l'arc ou seulement pour con- trôler partiellement l'intensité du courant en vue de réaliser un changement important de l'intensité autour de la valeur donnée par le réglage i- nitial des paramètres du circuit, le changement dépendant de la variation de la longueur de l'arc à partir de la valeur d'équilibre désirée.
Dans un tel cas, le circuit à'alimentation est réglé d'une manière grossière pour donner la condition d'équilibre désirée et le mécanisme de contrôle réalise le réglage fin ou restant en vue de donner la puissance de sortie nécessaire pour un accord exact et pour maintenir cet accord malgré les autres variations, telles que toutes variations dans la vitesse d'avancement de l'électrode ou dans les paramètres du circuit dues à l'échauffement du dispositif, tant que ces variations ne sont pas trop grandes.
Pour expliquer l'invention plus en détail, on va donner maintenant quelques exemples de dispositifs de soudage à courant continu et à courant alternatif établis conformément à l'invention, ces exemples étant décrits plus en détail en se référant aux dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est un schéma de circuit convenant pour travailler en courant continu avec une génératrice comme source de courant; - la figure 2 est un schéma de circuit d'un dispositif de soudage à courant continu, dans lequel on utilise une génératrice avec un enroulement série d'excitation compound en même temps qu'une petite machine d'excitation pour -La commande; - la figure 3 est un schéma de circuit d'un dispositif de soudage à courant alternatif, dans lequel le contrôle est réalisé par la modification d'impédance disposée en série dans le circuit de soudage;
- la figure 4 est un schéma de circuit d'un autre dispositif de soudage à courant continu comprenant une source de courant additionnelle et variable disposée en parallèle avec la source de courant principale; - la figure 5 est un schéma de circuit d'un dispositif simplifié avec une génératrice auxiliaire réglable disposée aux bornes de l'arc; - la figure 6 est un schéma de circuit d'un dispositif plus complexe, dans lequel la source de courant d'alimentation est contrôlée par un servo-mécanisme à fermeture et coupure de circuit; - la figure 7 est un schéma de circuit d'un dispositif de soudage à arc à courant alternatif pourvu de moyens pour réallumer l'are à des instants déterminés ;
- les figures 8 et 9 montrent des formes d'onde de tension et d'intensité, les temps de réallumage étant respectivement réglés en des points différents dans le cycle du courant alternatif ; - la figure 10 est un schéma de circuit d'un dispositif dans lequel un servo-mécanisme est utilisé de manière que la tension de l'arc contrôle indirectement un paramètre du circuit;
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- la figure 11 montre une variante du dispositif de la figure
10 dans laquelle la tension de contrôle est amplifiée ou môyen d'une petite génératrice de courant continu; - la figure 12, enfin, est un schéma de circuit d'un dispositif dans lequel la tension de contrôle agit sur un relais polarisé en vue de modiffier un paramètre du circuit d'alimentation en courant.
On peut noter que dans les dispositifs pour travailler en cou- rant continu que l'on va décrire maintenant la source dé tension d'alimen- tation est représentée sous la forme d'une génératrice, mais la source peut prendre d'autres formes et, dans certains cas, on peut utiliser un transformateur-redresseur.
Sur la figure 1, on a représenté un cas simple dans lequel 1' arc A est alimenté à partir d'une génératrice G à courant continu qui est représentée comme étant excitée indépendamment par une batterie B qui dé- bite dans l'inducteur F. De même, bien entendu, la génératrice G peut être à excitation shunt. En série avec la génératrice, on a représenté une résis- tance variable R qui règle l'intensité du courant de l'arc. Le contr6le conforme à l'invention est réalisé en prévoyant un enroulement inducteur distinct C pour la génératrice G excitée par la différence existant entre la tension aux bornes de l'arc A et une tension fixe fournie par une batterie P qui délivre ainsi une tension de référence.
La résistance R réalise la réduction désirée de tension entre la tension aux bornes de la génératrice G et la tension de l'arc au point de travail désiré. Au lieu d'être pourvue de la résistance série R, la génératrice G peut être pourvue d' un inducteur série en opposition à l'enroulement inducteur principal F pour qu'elle possède une courbe habituelle à caractéristiques descendantes On a représenté l'arc A comme se produisant entre la pièce à travailler W et l'électrode consumable E qui est avancée vers le bas à une vitesse nominalement constante pré-réglée par un dispositif d'avancement comprenant des rouleaux devancement Q.
Dans ce cas, lorsque la tension de l'arc est plus grande que la tension désirée, du fait de la longueur accrue de l'arc A provenant de la combustion de l'électrode E à une vitesse plus grande que' cette électrode n'est avancée, alors le débit de la sortie de la génératrice G est réduit par l'enroulement inducteur de contrôle C, et vice-versa.
La borne positive de la batterie P est reliée par l'intermédiaire de l'enrou- lement C à l'électrode E qui est l'extrémité positive de l'arc, tandis qu, la borne négative de la batterie P est reliée à la pièce à travailler W.
Ensuite, si la tension passe d'une valeur plus grande que la valeur de référence délivrée par la batterie P à une valeur inférieure à celle du potentiel de référence, le courant à travers l'enroulement inducteur C de contrôle se renverse. Ainsi, le contrôle agit de manière à réduire la force électro-motrice de la génératrice G et sert à réduire l'intensité du courant de l'arc si la tension de l'arc est supérieure à la valeur désirée et vice-versa.
Le dispositif peut 8tre quelque peu modifié avantageusement en organisant la génératrice G de manière qu'elle fournisse une caractéristique relativement plate ou même un sur-compoundage, en prévoyant un enroulement inducteur série s'ajoutant à l'enroulement inducteur principal F, 1' enroulement de contrôle C n'étant pas modifié. Dans tous ces cas, l'influ- ' ence de l'enroulement de contrôle C consiste à obliger la génératrice à délivrer du courant sous une tension qui tende à être égale à la tension de référence de la batterie P.
En vue de rendre le contrôle sensible, la résistance ohmique de l'enroulement inducteur C de contrôle doit être relativement faible de manière qu'une différence de potentiel faible puisse produire un courant suffisant dans l'enroulement inducteur de contrôle C pour réaliser un changement relativement important dans l'excitation résultante de la généra-
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trice G. Ainsi,9 dans un exemple particulier, la résistance ohmique de l'enroulement inducteur C de contrôle était de 2,5 ohms et une intensité d'environ 0,4 ampère modifiait la sortie du générateur de G de 5 volts à 250 ampères.
Si la tension de sortie normale de la génératrice G est inférieure à celle que l'on désire pour l'intensité du courant utilisé pour 1' arc , le potentiel de référence de la batterie P est plus grand que la ten- sion désirée de l'arc et vice-versa. Dans tous les cas, la tension de la batterie P est choisie comme on le désire et on peut la modifier pour faire varier la tension de l'arc pour l'amener à l'état d'équilibre en modifiant également ou en ne modifiant pas la sortie normale de la génératrice G aans le même sens.
La différence existant entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence de la batterie P peut être amplifiée. Dans 1' exemple illustré sur la figure 2, la différence entre les tensions est appliquée à l'inducteur G1 d'une petite génératrice auxiliaire à courant con- tinu G1 qui est branchée pour exciter l'enroulement de contrôle C de la gé- nératrice principale G. Dans ce cas, cette dernière comporte un inducteur série SF, mais à part ce fait, la disposition est la même que celle représentée sur la figure 1, à part l'action d'amplification de la génératrice G, et le contrôle fonctionne de la même manière que pour le dispositif représenté sur la figure 1.
De même, le contrôle par la tension de l'arc de l'intensité dans un inducteur de contrôle C peut être appliqué à l'inducteur d'un alternateur qui débite le courant alternatif travaillant dans un circuit avec une réactance en série. Cependant, dans le cas d'un dispositif à courant alternatif, la source d'alimentation est constituée souvent par un transformateur dont un exemple est représenté en T sur la figure 3, la réactance du circuit étant réalisée par une fuite variable entre les enroulements primaire et secondaire du transformateur. Dans un tel cas, le contrô- le peut être effectué soit en modifiant l'importance de la fuite dans le transformateur T, soit en modifiant le degré de saturation du flux dans le noyau du transformateur.
Cependant, dans l'exemple représenté effectivement sur la figure 3, le transformateur T est un transformateur fixe pourvu d' un réacteur variable M dans le circuit de son secondaire et alimentant 1' arc A. Ce réacteur M est constitué par deux inducteurs ou transducteurs variables L, L1 dont on peut faire varier la réactance en réglant l'aiman- tation de polarisation. En fait, pour produire un contrôle différentiel semblable à celui des figures 1 et 2, la tension de l'arc est rectifiée dans un redresseur D monté en pont et, après un écrêtage qui n'est pas représenté, la tension est appliquée sur un enroulement S, S1 disposé sur chaque noyau des réacteurs L, L1.
Un autre enroulement U, U1 sur chaque noyau est excité par la tension provenant de la batterie P qui débite la tension de référence de manière à s'opposer à l'enroulement S, S1 Dans ce cas, la réactance du réacteur saturable M est élevée lorsqu'il n'y a pas d'aimantation de contrôle résultante provenant des enroulements S, S1 et U,U1' par contre, lorsqu'il existe une aimantation résultante provenant de ces enroulements, la réactance est abaissée parce que les réacteurs fonctionnent alors sur une partie plus plate de leurs courbes d'aimantation. Ainsi, les euroulements de polarisation U, U1 peuvent être utilisés pour régler l'intensité nominale du courant de l'arc et les enroulements de contrôle S, S alimentés par la tension de l'arc en opposition avec les enroulements de polarisation U, U1 réduisent l'aimantation du noyau.
Si la
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tension de l'arc est plus grande que la valeur d'équilibre désirée, le con- trôle agit de manière à augmenter la réactance et réduit ainsi l'intensité du courant de l'arc et vice-versa. Le réacteur ou transducteur M peut être de tout type, mais il est conçu de préférence pour être auto-excité en vue d'augmenter la sensibilité du dispositif de contrôle.
Dans les exemples supplémentaires représentés sur la figure 4, une source auxiliaire d'alimentation constituée par une génératrice Ga plus petite à courant continu est disposée en parallèle avec l'arc A et la gé- nératrice principale G et elle est pourvue d'un inducteur Fa et d'un induc- teur de contrôle Ca qui est alimenté avec la différence entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence provenant de la batterie
P. La sortie de la génératrice auxiliaire Ga peut être réglée d'une manière grossière au niveau désiré par l'inducteur Fa et le réglage final pour don- ner l'équilibre désiré à l'arc est réalisé par l'inducteur de contrôle Ca.
Alors, le contrôle est réalisé par la génératrice auxiliaire Ga qui contri- bue, dans un cas, à l'intensité totale du courant de l'arc et, dans l'autre cas, détourne une partie du courant du circuit principal provenant de la génératrice G depuis l'arc A suivant que la tension de l'arc est plus fai- ble ou plus grande que la valeur désirée.
Dans une variante de cette organisation, la génératrice auxi- liaire Ga est reliée en série à l'arc pour s'ajouter ou s'opposer à la ten- sion de la génératrice G et elle est pourvue d'un inducteur de contrôle tel que Ca qui reçoit la différence entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence provenant de la batterie P. Dans ce cas, on peut se passer de l'inducteur Fa et la génératrice auxiliaire Ga change de po- larité lorsque la tension de l'arc traverse la tension de la source de ré- férence P.
Ce dispositif peut également être appliqué au travail en cou- rant alternatif et, dans ce cas, la tension de l'arc peut être utilisée a- près un redressement convenable et être appliquée à l'inducteur d'un petit alternateur remplaçant la génératrice Ga et entraîné en synchronisme avec la fréquence de la source d'alimentation.
Un mode de réalisation quelque peu simplifié du dispositif con- necté en parallèle représenté sur la figure 4 est représenté sur la figu- re 5 sur laquelle la génératrice auxiliaire Ga est pourvue d'un régulateur d'excitation Gr et est constituée par une génératrice à courant continu à excitation séparée et à faible impédance ayant une caractéristique de sor- tie relativement plate, cette génératrice pouvant être pourvue d'un induc- teur série SFa qui s'ajoute à l'inducteur Fa. La tension de sortie peut être réglée par le régulateur d'excitation Gr pour être égale à la tension désirée de l'arc; ensuite, si cette dernière descend en dessous de la tension de la génératrice auxiliaire Ga. celle-ci fournit du courant supplémentaire à l'arc A pour réaliser les conditions d'équilibre désirées et vice-versa.
Au lieu d'utiliser la génératrice Ga à potentiel sensiblement constant, on peut recourir à toute autre source de tension constante telle qu'une batterie d'accumulateurs. Ce dispositif peut être légèrement modifié en s'arrangeant pour que la génératrice principale G soit réglée, par exemple, soit manuellement, soit automatiquement, par un servo-mécanisme jusqu'à ce qu'elle débite sensiblement le courant de sortie désiré pour 1' arc et ensuite on réduit à une valeur faible les exigences en puissance de la génératrice auxiliaire G. Ceci s'applique également au dispositif représenté sur la figure 4 et dans les cas où la génératrice auxiliaire est disposée en série avec l'arc, aussi bien qu'au dispositif représenté sur la figure 5.
En fait, sur la figura 6, on a représenté un servo-mécanisme commandé par un relais de commutation Rf pour modifier un contrôle agissant aur la génératrice principale G. Dans ce cas, la tension de l'arc pour laquelle le servo-mécanisme réalise une commutation est déterminée par le réglage d'un potentiomètre X disposé aux bornes de la tension de l'arc. Ce point de commutation peut être sensiblement le même que le potentiel de ré-
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férence utilisé avec la source d'alimentation auxiliaire Ga ou que la ten- sion de la génératrice auxiliaire à faible impédance représenté sur la fi- gure 5.
En faits sur la figure 6 le potentiel de référence est réali- sé par la polarisation négative d'un stabilisateur de la grille de la pre- mière triode V d'un amplificateur constitué par cette triode et une autre triode V couplée à celle-ci. On voit que le relais Rf se trouve disposé dans le circuit d'anode de la valve V2 et est commuté à une valeur prédé- terminée de l'intensité traversant ce circuit, d'anode. Sur la figure 6, la génératrice principale G est contrôlée par.le servo-mécanisme fermetu- re du circuit/ouverture du circuit, étant donné que le relais Rf relie une source d'alimentation Y à l'induit d'un servo-moteur Sm qui est en prise,com- me représenté schématiquement, avec un régulateur d'excitation Gx de la génératrice principale G.
Le relais Rf renverse, comme on le voit d'une manière évidente, le sens de rotation du servo-moteur Sm au point de com- mutation. A titre de variante le servo-mécanisme représenté sur la figure 6 peut être actionné sous l'influence de la tension aux bornes de la gé- nératrice auxiliaire Ga lorsqu'elle est connectée*en sériè avec l'arc ou bien sous l'influence du courant provenant de la génératrice auxiliaire Ga lorsqu'elle est reliée en parallèle avec l'arc comme sur la figure 4 ou 5. A cet effet, on peut utiliser dans le premier cas un relais polari- sé sensible actionné par la tension et dans le second cas un relais action- né.par l'intensité du courant.
On peut réaliser le contrôle de l'intensité de l'arc sous l'in- fluence ae la tension de l'arc dans un dispositif de soudage en courant alternatif en contrôlant le temps d'allumage d'un arc à courant alternatif au cours de demi-cycles individuels., ce qui, bien entendua une influen- ce sur le courant principal qui s'écoule durant un demi-cycle donné. Par exemple, si l'arc à courant alternatif est éteint pour une valeur nulle de l'intensité du courant, c'est-à-dire si la tension à circuit ouvert de la source d'alimentation est insuffisante pour un auto-allumage de l'arc, et si une source auxiliaire-et synchronisée est prévue pour réallumer 1' arc cycliquement, on peut alors appliquer au dispositif de réallumage un contrôle basé sur la tension de l'arc.
Un exemple de cette organisation est représenté sur la figure 7 sur laquelle le dispositif de réallumage est semblable à celui décrit dans le brevet britannique n 705.164 et dans le brevet américain n 2659.036 du 10 novembre 1953 et représenté sur la figure 8 aes dessins annexés à ces brevets.
Sur la figure 7 annexée à la présente description, on a repré- senté les constituants supplémentaires par rapport à ceux exigés pour ré- aliser un dispositif de réallumage de l'arc, y compris une combinaison ré- sistance-capacité. Pendant un écoulement de courant négatif dans l'arc, u- ne tension égale à la aifférence existant entre la tension appliquée aux bornes de l'arc A et la tension de référence provenant de la batterie P est appliquée, à travers la résistance Rc de la combinaison précitée, au condensateur C qui est relié à la grille d'une triode 10. Après l'extinc- tion de l'arc, la tension à circuit ouvert positive et croissante charge le condensateur G à une vitesse dépendant de la position de laprinse mo- bile sur la potentiomètre 15 et de la constante de temps de la combinaison résistance-capacité RC.
Une tension provenant de l'anode de la triode 10 est utilisée pour déclencher le dispositif de réallumage et l'intervalle de temps entre l'extinction et le réallumage de l'arc est la durée néces- saire pour charger le condensateur C à la tension de grille de fonction- nement de la trioae 10. Pour une vitesse donnée de chargement, cette du- rée dépend de la charge préliminaire du condensateur C. c'est-à-dire de la aifférence des tensions au cours du demi-cycle précédent.
Entre ce cir- cuit et le circuit représenté sur la figure 8 des brevets antérieurs sus- mentionnés, la similitude sera appréciée lorsque l'on aura remarqué que
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cette impulsion de déclenchement provenant de l'anode de la triode 10 est appliquée à la grille de commande g d'un tube à décharge 6 à quatre élec- trodes et rempli de gaz, ce tube reliant le condensateur chargé 3 à tra- vers le transformateur-élévateur ST, dont l'enroulement secondaire est re- lié pour charger un éclateur 28 jusqu'à ce que ce dernier réalise une dé- ,charge appliquant une impulsion de réallumage à l'arc A. Par raison de commodité, on a donné les mêmes nombres de référence au circuit de réallu- mage de la figure 7 annexée à la présente description que sur la figure 8 des brevets antérieurs précités.
Pour que le réallumage retardé du demi-cycle négatif ait lieu de la même manière, la tension aux bornes de l'arc peut être inversée par un transformateur d'inversion de phase et appliquée à un circuit semblable au circuit de réallumage représenté sur la figure 7. De même, seul le cir- cuit réalisant les impulsions de déclenchement peut être doublé et les impulsions provenant des deux triodes peuvent être combinées et appliquées à la grille de contrôle g du tube à décharge 6.
Les figures 8 et 9 illustrent les formes d'onde obtenues lors du réallumage de l'arc retardé en fonction de la tension de l'arc. Sur ces deux figures, la tension à circuit ouvert de la source d'alimentation est représentée en Vo et on la considère comme une onde sinusoïdale. Le cou- rant s'écoulant à travers l'arc est représenté en Ia et la tension aux bornes de l'arc en Va. Le point d'extinction de l'arc sur les figures 8 et 9 porte la lettre de référence a et l'impulsion de réallumage de l'arc la lettre b. On voit clairement que sur la figure 9 le réallumage se produit en un point du demi-cycle plus éloigné que sur la figure 8 et les ondes d'intensité Ia montrent que l'intensité totale est plus faible sur la figure 9 lorsque le réallumage se produit plus tardivement.
Les paramètres principaux de circuit peuvent-être réglés de la manière habituelle, mais le réglage final de l'intensité du courant de l'arc est déterminé par la tension de l'arc contrôlant le temps de réallumage de l'arc dans des demi-cycles successifs, c'est-à-dire en contrôlant la durée de la pause, comme décrit en se référant aux figures 8 et 9.
Le contrôle de l'intensité du courant par retard au réallumage de l'arc en fonction de la tension de l'arc peut également être utilisé dans les dispositifs à arc à courant continu, dans lesquels la source d'alimentation comprend une source de courant alternatif et un redresseur commandé par grille.
La figure 10 représente le circuit d'un exemple dans lequel on utilise un servo-mécanisme, de manière que l'arc ne contrôle pas directement un paramètre du circuit. La différence entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence provenant de la batterie P,dans ce cas, est appliquée à un petit moteur électrique Sm, de manière que ce moteur change de sens de rotation si la tension de l'arc, lorsqu'elle change sa valeur, traverse celle de la tension de référence provenant de la batterie P. On a représenté le moteur Sm comme étant en prise avec un rhéostat d'excitation Gx connecté de manière à faire varier le paramètre désiré du circuit principal ou de tout circuit auxiliaire, en vue de réaliser un accroissement de l'intensité du courant de l'arc lorsque la tension de l'arc tombe au-dessous de la valeur de référence et vice-versa.
Dans le cas particulier de la figure 10, le moteur Sm est en prise avec le curseur du régulateur d'excitation Gx de la génératrice principale G.
On peut augmenter la sensibilité d'un tel dispositif de contrôle en s'arrangeant pour que la différence entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence fournie par la batterie P soit amplifiée dans un amplificateur thermoionique ou magnétique ou dans un amplificateur rotatif, tel que celui représenté sur la figure 11. L'amplificateur est constitué sur cette figure par une génératrice g1 interposée
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entre la différence des tensions et l'induit du moteur Sm.
La différence des tensions, dans ce cas, est appliquée à l'inducteur C1 de la génératri- ce G1 comme sur la figure 4; mais,sur la figure 11, la génératrice G1 a- limente le petit moteur Sm qui est, d'autre part, en prise avec un dispo- sitif de contrôle pour le circuit principal, par exemple comme sur la fi- gure 10.
Un dernier mode de réalisation est représenté sur la figure 12 sur laquelle la différence entre la tension aux bornes de l'arc A et la tension de référence provenant de la batterie P est utilisée pour action- ner un relais polarisé PR qui, en fermant l'un ou l'autre de ses contacts . latéraux par une simple action de fermeture/ouverture, modifie un paramè- tre du circuit d'alimentation. En fait, sur la figure 12, la différence de potentiel est appliquée à l'enroulement actif CW du relais PR de maniè- re que le relais ferme l'un ou l'autre de ses contacts latéraux suivant que c'est la tension de l'arc ou le potentiel de la batterie P qui est pré- pondérant. Le relais PR excite l'un ou l'autre de deux commutateurs ou con- tacteurs électromagnétiques ES.
Les contacts de ces commutateurs sont con- nectés de manière que les deux commutateurs renversent le courant prove- nant de la source d'alimentation Y et allant au moteur Sm qui est en pri- se avec un régulateur comme sur les figures 10 et 11, bien qu'il ne soit pas représenté sur la figure 12. On peut augmenter la sensibilité du dis- positif à relais coupure/fermeture par amplification, par exemple électro- niquement, comme représenté sur la figure 6.
On peut introduire certaines modifications dans les exemples de l'invention décrits ci-dessus pour s'adapter aux exigences particuliè- res. Par exemple, il peut être adéquat de prévoir pour le dispositif de contrôle, tel qu'un servo-mécanisme, que la source d'alimentation auxili- aire ou l'excitation de contrôle de la source d'alimentation principale soit rendue inopérante, sauf pendant l'existence de l'arc, de manière qu' elle ne soit pas en fonctionnement par exemple., lorsque la source d'ali- mentation se trouve en circuit ouvert ou àécouplée.
Ainsi, les connexions d'entrée vers le dispositif àe contrôle et le circuit du petit servo-mo- teur, ou bien les deux à la fois., peuvent être disposées pour que le cir- cuit ne se trouve fermé que lorsque l'énergie d'alimentation est débitée par la source d'alimentation, par exemple au moyen d'un relais actionné par le courant de l'arc.
Un dispositif de contrôle dépendant de la différence existant entre la tension de l'arc et une tension de référence présente d'autres avantages à part celui de faciliter le maintien en équilibre de la lon- gueur de l'arc. Ainsi, le dispositif de contrôle permet un contrôle à dis- tance de la longueur de l'arc et de la tension de l'arc en réglant la ten- sion de référence. En outre, le dispositif de contrôle permet d'agir à -distance sur les paramètres du circuit en commutant séparément les petits servo-moteurs.
De plus, le dispositif de contrôle peut être disposé pour maintenir l'équilibre en modifiant le courant vers l'arc, tandis que la vitesse d'avancement de l'électrode est modifiée soit manuellement, soit au moyen de quelque dispositif automatique ou quelque servo-mécanisme in- dépendant pour travailler avec une vitesse d'avancement de l'électrode plus grande et par conséquent une intensité du courant plus élevée ; de même, le dispositif de contrôle peut servir pour régler le courant délivré à l'arc pour s'adapter à la vitesse d'avancement de l'électrode après qu' elle a été modifiée.
Si la vitesse d'avancement de l'électrode est fixée ou contrôlée d'une manière précise, alors le contrôle conforme à la présente invention peut être utilisé pour régler ou empêcher des variations ou dérives dans le circuit d'alimentation. Ainsi, toute déviation dans l'alimentation qui se produit à partir de la valeur désirée - et ayant pour effet un change-
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ment dans la tension de l'arc ou la longueur de l'arc - est utilisée pour réaliser un contrôle tel que la puissance débitée vers l'arc soit ramenée à la valeur d'équilibre désirée. La tension de référence utilisée dans le cadre de l'invention, bien qu'on l'ait considérée comme étant normalement fixe en vue de réaliser un équilibre pour une tension de l'arc donnée, peut être variable suivant les points de fonctionnement désirés.
Ainsi, si
1'on désire travailler avec différentes longueurs d'arc, au cours, par e- xemple, du soudage d'un assemblage complexe, on peut alors s'arranger pour modifier la tension de référence conformément aux tensions nécessaires pour
1'are. De même; si l'on désire travailler sous différentes tensions pour 1' arq qui dépendent de l'intensité, alors on peut s'arranger pour que la ten- sion de référence soit une fonction de l'intensité du courant de travail.
Ainsi, lorsque la vitesse d'avancement de l'électrode est modifiée, c'est- à-dire que la puissance exigée par l'arc est modifiée, le contrôle modifie non Seulement la puissance du circuit en conséquence, mais réalise un équi- libre pour la tension modifiée désirée de l'arc.
Un autre avantage du contrôle est le fait déjà indiqué que 1'0- pérateur n'a pas besoin d'établir un accord correct entre la vitesse d'a- vancement de l'électrode et la vitesse de combustion de l'électrode à 1'in- tensité du courant et à la tension désirées, étant donné que le dispositif de contrôle réalise l'accord suivant la tension de l'arc et la longueur de l'arc désirées. L'intensité du courant de l'arc, s'il n'a pas la valeur dé- sirée peut étre modifiée manuellement ou automatiquement, en modifiant la vitesse d'avancement de l'électrode et de nouveau le dispositif de contrôle maintient l'équilibre. Il est désirable, en particulier avec un servomécanisme, que le dispositif de contrôle agisse aussi rapidement que possible et maintienne ensuite l'équilibre sans pompage.
Dans les exemples détaillés que l'on a donnés, la tension de référence est fournie généralement par une batterie ou, dans les dispositifs représentés sur les figures 6 et 7, sous la forme d'une tension de polarisation dans un circuit élec- tronique. Il peut, bien entendu, être plus aisé de fournir la tension de référence au moyen d'une petite génératrice ou d'un dispositif transformateur-redresseur, etc.,
REVENDICATIONS.
1. Dispositif de soudage ou de découpage par arc électrique actionné par un arc auto-réglable ayant une vitesse d'avancement pré-réglée nominalement constante d'une électrode consumable, dans lequel, en plus du changement de l'intensité du courant provenant de la source d'alimentation en fonction du changement de la longueur de l'arc qui peut se produire d'autre part, on prévoit un contrôle supplémentaire de l'intensité du courant dans le circuit de l'arc, ce contrôle contribuant à l'auto-réglage de la longueur de l'arc et dépendant de tout facteur qui reflète l'état de l'arc.