Procédé et installation de soudure à l'are. La présente invention a pour objet un procédé de soudure à l'arc ayant pour but de supprimer le cratère qui, avec les procédés habituels, se produit dans le cordon de sou dure chaque fois qu'on interrompt la soudure.
Dans le procédé suivant l'invention, avant de couper le courant de soudure, -on réduit celui-ci d'environ 30 à 35 /o pendant quelques secondes.
Grâce à la diminution de l'intensité du courant de soudure qui est réalisée dans le procédé suivant l'invention, le soufflage du métal déposé au moyen de l'arc est considé rablement réduit. Il en résulte que le métal qui vient d'être déposé avant la diminution du courant et qui est maintenu liquide grâce à la chaleur développée par l'arc qui subsiste, peut couler des bords vers le milieu du cra tère qui avait été formé par le soufflage in tense de l'arc avant la diminution du courant. De ce fait, le cratère devient donc moins profond. De plus, à cause de la valeur choisie pour la réduction du courant, il se dépose encore quelques gouttes de métal de l'élec trode sur le cordon de soudure.
Ces quelques gouttes de soudure achèvent de compléter le remplissage du cratère.
L'invention a également pour objet une installation permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention d'une manière particulièrement simple, dans le cas où on soude en courant alternatif par l'intermédiare d'un transformateur de soudure dont le cir cuit primaire comporte un interrupteur monté en série avec l'enroulement primaire. Dans une installation suivant l'invention, une im pédance normalement mise en court-circuit par la fermeture d'un deuxième interrupteur susceptible d'être ouvert pendant quelques secondes avant la coupure du courant est également montée en série avec l'enroulement primaire et avec le premier interrupteur susdit.
Grâce à cette installation, si on modifie le diamètre ou la nature de l'électrode em- ployée, la réduction du courant dans la pro portion fixée, choisie entre 30 et 350/o, reste assurée automatiquement.
En effet, avec une telle installation, pour régler le courant de régime dans le circuit secondaire à la valeur requise par l'électrode employée, on choisit, comme d'habitude, celui des plots de l'enroulement secondaire qui convient à cette électrode. Dès lors, en ré gime, le courant dans le circuit primaire s'établit à une certaine valeur et la mise en circuit de la self inductance a comme effet de faire tomber le courant dans les circuits primaire et secondaire dans la proportion dé sirée.
Le dessin annexé représente, schématique- ruent et à titre d'exemple, une installation suivant l'invention.
1 et 2 représentent les bornes de con nexion à une source de courant alternatif alimentant l'enroulement primaire Sft d'un transformateur de soudure 3. L'enroulement secondaire 3b de ce transformateur est con necté, en permanence, d'une part, à une pièce à souder 4 et, d'autre part, à une électrode 5.
En série avec le primaire 38, se trouvent des contacteurs 6 et 7 pourvus d'un dispo sitif extincteur de l'arc. Ces contacteurs sont, par exemple, des contacteurs à soufflage ma gnétique. En dérivation sur l'organe de con tact<B>7.</B> du contacteur 7 est montée une self 8 destinée à réduire le courant dans le circuit de soudure lorsque le contacteur 7 est ouvert. L'organe de contact 6x du contacteur 6 sert à ouvrir ou à fermer le circuit primaire du transformateur 3.
Les organes de contact 6a et 7a des con tacteurs 6 et 7 sont constamment sollicités à occuper une de leurs deux positions possi bles. Ils tendent, par exemple, à occuper la position pour laquelle ils ouvrent le circuit primaire, sous l'action de la pesanteur. Ils peuvent être amenés dans la position de fer meture du circuit primaire quand du courant circule dans des électro-aimants 6b et 7b réa lisés de façon à pouvoir être alimentés sous la même tension que le primaire 3$ du trans formateur de soudure 3.
Ces électro-aimants 6b et 7b sont reliés aux doigts de contact<B>9.</B> et 9b d'un relais à temps 9 dont le circuit d'alimentation à basse tension comporte une bobine d'excitation<B>9,1</B> alimentée par un trans formateur auxiliaire d'excitation 10, quand un interrupteur 11 raccordé au secondaire de ce transformateur par des conducteurs 12 et 13 et placé à portée du soudeur, est fermé. Cet interrupteur 11 est, par exemple, réalisé de telle sorte que sous l'action d'un ressort 14, il tende toujours à se mettre dans la po sition d'ouverture du circuit d'excitation du relais à temps 9.
Examinons le processus de fonctionnement de l'installation.
Supposons les organes de contact 6A et<B>7.</B> des contacteurs 6 et 7 ouverts. Pour amorcer l'arc, on place d'abord l'électrode sur la pièce à souder à l'endroit exact où l'on désire com mencer la soudure.
Le soudeur ferme alors l'interrupteur 11. Le courant à basse tension peut, dès lors, circuler dans la bobine d'excitation 9d du relais à temps 9, provoquant la fermeture des doigts de contact<B>9.</B> et 9b correspondant aux contacteurs 6 et 7 qui ferment à leur tour le circuit primaire du transformateur 3.
Une tension apparaît, dès lors, entre l'élec trode 5 et la pièce 4, et l'arc peut s'amorcer. Avant de terminer le cordon de soudure, on lache l'interrupteur 11 qui s'ouvre sous l'action de son ressort 14. Le relais à temps 9 se désexcite, provoquant l'ouverture immé diate du doigt de contact 9b correspondant à la bobine d'excitation du contacteur 7 qui s'ouvre â son tour en insérant ainsi automa tiquement dans le circuit primaire du trans formateur 3, la self 8 qui limite le courant de soudure. Le relais à temps possède une minuterie réglable 9f qui n'ouvrira qu'après un temps déterminé le circuit de l'électro-aimant 6b du contacteur 6, qui, à son tour, ouvrira le circuit primaire du transformateur 3.
L'expérience a prouvé que pour obtenir le résultat désiré par une seule réduction de l'intensité du courant, il était nécessaire de réduire de 30 à 35 0/o l'intensité du courant en régime de soudure et cela quelle que soit l'intensité de ce courant. Avec l'installation représentée au dessin, la self 8 peut donc être constante.
Le temps pendant lequel le courant d'in tensité réduite doit passer pour obtenir l'effet désiré est de quelques secondes, par exemple de 4 à 5 secondes.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée à la forme de réalisation représentée et que des modifications pourraient être apportées dans la forme, la disposition et la constitution de certains éléments inter venant dans sa réalisation sans sortir du do maine du présent brevet.
Il est à remarquer que l'installation décrite est également avantageuse au point de vue économique, puisqu'elle évite la connexion du transformateur à la source pendant les pé riodes d'inactivité du soudeur, d'où économie, pendant ce temps, sur les pertes à vide du transformateur, qui ne sont jamais négli geables.
Le procédé suivant l'invention peut évi demment être appliqué pour la commande de l'alimentation d'un circuit de soudure à courant continu. Dans ce cas, les contacteurs 6 et 7 sont insérés en série avec l'électrode et la pièce à souder et leur commande est assurée par une source auxiliaire de courant indépen dante de celle qui fournit le courant de sou dure.
L'installation suivant l'invention est d'un emploi avantageux pour la soudure automa tique avec un appareil à avancement auto- matique de l'électrode. En effet, avec un appareil de ce genre, il n'est pas possible de réaliser des mouvements d'électrode semblables à ceux que des soudeurs habiles réalisent pour combler en partie le cratère qui se produit habituellement en fin de soudure. L'installa tion suivant l'invention permet de raccorder de façon parfaite le commencement et la fin d'une soudure,, dans le cas de pièces circu laires, par exemple.
Are welding process and installation. The object of the present invention is an arc welding process the object of which is to eliminate the crater which, with the usual methods, occurs in the bead of hard solder each time the welding is interrupted.
In the process according to the invention, before cutting off the welding current, the latter is reduced by approximately 30 to 35 / o for a few seconds.
Thanks to the reduction in the intensity of the welding current which is carried out in the method according to the invention, the blowing of the deposited metal by means of the arc is considerably reduced. As a result, the metal which has just been deposited before the reduction in current and which is kept liquid thanks to the heat developed by the remaining arc, can flow from the edges towards the middle of the chalk which had been formed by the intense arc blowing before the current decreases. As a result, the crater therefore becomes shallower. In addition, because of the value chosen for the current reduction, a few more drops of electrode metal are deposited on the weld bead.
These few drops of solder complete the filling of the crater.
The subject of the invention is also an installation making it possible to implement the method according to the invention in a particularly simple manner, in the case where an alternating current is welded through the intermediary of a welding transformer whose circuit is cooked. primary has a switch mounted in series with the primary winding. In an installation according to the invention, an impedance normally short-circuited by the closing of a second switch capable of being opened for a few seconds before the power is cut off is also connected in series with the primary winding and with the first switch mentioned above.
Thanks to this installation, if the diameter or the nature of the electrode used is modified, the reduction of the current in the fixed pro portion, chosen between 30 and 350 / o, remains ensured automatically.
In fact, with such an installation, in order to adjust the operating current in the secondary circuit to the value required by the electrode used, one chooses, as usual, that of the pads of the secondary winding which is suitable for this electrode. Consequently, in regime, the current in the primary circuit is established at a certain value and the switching on of the self-inductance has the effect of causing the current in the primary and secondary circuits to drop in the desired proportion.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an installation according to the invention.
1 and 2 represent the connection terminals to an alternating current source supplying the primary winding Sft of a welding transformer 3. The secondary winding 3b of this transformer is permanently connected, on the one hand, to a piece to be welded 4 and, on the other hand, to an electrode 5.
In series with the primary 38, there are contactors 6 and 7 provided with an arc extinguisher device. These contactors are, for example, magnetic blow-out contactors. As a bypass on the contact device <B> 7. </B> of the contactor 7 is mounted a choke 8 intended to reduce the current in the welding circuit when the contactor 7 is open. The contact element 6x of the contactor 6 is used to open or to close the primary circuit of the transformer 3.
The contact members 6a and 7a of the contactors 6 and 7 are constantly urged to occupy one of their two possible positions. They tend, for example, to occupy the position for which they open the primary circuit, under the action of gravity. They can be brought into the closed position of the primary circuit when current flows through electromagnets 6b and 7b made so that they can be supplied at the same voltage as the primary $ 3 of the welding transformer 3.
These electromagnets 6b and 7b are connected to the contact fingers <B> 9. </B> and 9b of a time relay 9 whose low voltage supply circuit comprises an excitation coil <B> 9 , 1 </B> powered by an auxiliary excitation transformer 10, when a switch 11 connected to the secondary of this transformer by conductors 12 and 13 and placed within reach of the welder, is closed. This switch 11 is, for example, produced in such a way that under the action of a spring 14, it always tends to move into the opening position of the excitation circuit of the time relay 9.
Let's take a look at the process of operating the facility.
Let us assume the contact members 6A and <B> 7. </B> of the contactors 6 and 7 open. To strike the arc, you first place the electrode on the workpiece at the exact spot where you want to start the weld.
The welder then closes switch 11. The low voltage current can then flow in the excitation coil 9d of the time relay 9, causing the contact fingers <B> 9. </B> to close and 9b corresponding to contactors 6 and 7 which in turn close the primary circuit of transformer 3.
A voltage therefore appears between elec trode 5 and part 4, and the arc can strike. Before finishing the weld bead, the switch 11 is released which opens under the action of its spring 14. The time relay 9 de-energizes, causing the immediate opening of the contact finger 9b corresponding to the coil. excitation of the contactor 7 which in turn opens, thus automatically inserting into the primary circuit of transformer 3, the choke 8 which limits the welding current. The time relay has an adjustable timer 9f which will only open after a determined time the circuit of the electromagnet 6b of the contactor 6, which in turn will open the primary circuit of the transformer 3.
Experience has shown that in order to obtain the desired result by a single reduction in the intensity of the current, it is necessary to reduce from 30 to 35 0 / o the intensity of the current in the welding regime and that whatever the intensity of this current. With the installation shown in the drawing, the choke 8 can therefore be constant.
The time during which the reduced current must pass to obtain the desired effect is a few seconds, for example 4 to 5 seconds.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiment shown and that modifications could be made in the form, the arrangement and the constitution of certain elements involved in its realization without departing from the scope of the present. patent.
It should be noted that the installation described is also advantageous from an economic point of view, since it avoids the connection of the transformer to the source during the periods of inactivity of the welder, hence saving, during this time, on no-load losses of the transformer, which are never negligible.
The method according to the invention can obviously be applied to control the power supply of a direct current soldering circuit. In this case, the contactors 6 and 7 are inserted in series with the electrode and the piece to be welded and their control is ensured by an auxiliary current source independent of that which supplies the hard solder current.
The installation according to the invention is of advantageous use for automatic welding with an apparatus with automatic advancement of the electrode. In fact, with an apparatus of this type, it is not possible to carry out electrode movements similar to those that skilled welders perform to partially fill the crater which usually occurs at the end of the weld. The installation according to the invention makes it possible to perfectly connect the beginning and the end of a weld, in the case of circular parts, for example.