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Soudure électrique. Bases du soudage semi-automatique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / poste à souder

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Semi-automatique ou, comme on l'appelle aussi, soudage mécanisé dans les gaz de protection, malgré sa complexité technologique, est largement utilisé dans la vie quotidienne et en production.

Les avantages de ce type de soudage comprennent:

• la possibilité de souder des tôles d'acier d'une épaisseur de 0,5 mm;
• légère sensibilité à la rouille et à d’autres contaminants métalliques de base ;
• faible coût par rapport aux autres types de soudage.

Les inconvénients comprennent:

• augmentation des projections de métal par rapport au soudage manuel, qui nécessite une protection et un nettoyage constants de la buse de la torche ;
• rayonnement plus intense d'un arc puissant ouvert.

En raison de ses avantages, le soudage semi-automatique est apprécié des travailleurs des services automobiles, où il a pratiquement remplacé tous les autres types de soudage.

En figue. 18.9 montre schématiquement une station de soudage pour le soudage semi-automatique, qui est équipée d'une source de soudage à courant continu 1, d'un mécanisme d'alimentation 2, d'une bobine de fil 3, d'une vanne de gaz 4, d'un réchauffeur et séchoir à gaz 5, d'un réducteur de gaz 6, d'un bouteille de gaz 7. Vers la pièce à souder 12, le fil de soudage, le courant et le gaz de protection circulent à travers le support de tuyau 8. Il existe un canal spécialisé 9 pour le fil. Souvent, le canal a un revêtement antifriction, ce qui facilite l'alimentation du fil. Le fil est connecté à la source via une pointe coulissante spéciale en cuivre 10.

Riz. 18.9. Station de soudage pour le soudage semi-automatique

Le soudage semi-automatique est généralement utilisé pour souder l’acier et l’acier inoxydable, ainsi que pour souder l’aluminium. Le soudage est effectué avec du fil métallique ou fourré, qui est introduit dans la zone de soudage par un mécanisme d'alimentation spécial.

Pour protéger la zone de soudage de l'oxygène et de l'azote de l'air, un gaz de protection est utilisé, qui est du dioxyde de carbone, de l'argon, de l'hélium ou un mélange de ceux-ci. Le soudage le plus courant consiste à souder l'acier dans un environnement de dioxyde de carbone ou dans un mélange de dioxyde de carbone et d'argon.

La soudure est faite polarité inverse du courant continu (moins sur le produit). Un fil relativement fin est utilisé pour le soudage 0,5-2 mm, grâce à quoi la densité de courant augmente jusqu'à 110-130 A/mm2. A titre de comparaison, lors du soudage manuel avec des électrodes enrobées, la densité de courant ne dépasse pas 20 A/mm2.

Étant donné que la densité de courant augmente, le soudage s'effectue dans la section ascendante de la caractéristique courant-tension de l'arc. Pour correspondre aux caractéristiques courant-tension de l'arc et de la source, cette dernière doit avoir une caractéristique externe rigide. Dans ce cas, en raison de la densité de courant élevée et des caractéristiques externes rigides de la source, la longueur de l'arc s'autorégule (Fig. 18.10).

Riz. 18.10. Autorégulation de l'arc en soudage semi-automatique

Par exemple, lorsque l'arc est raccourci, le courant de soudage augmente fortement, l'électrode commence à fondre plus intensément et la longueur de l'arc est restaurée. En conséquence, à mesure que l'arc s'allonge, le courant de soudage diminue, la fusion de l'électrode ralentit et la longueur de l'arc est également rétablie. Autrement dit, la longueur de l'arc dépend de la tension de sortie de la source et dépend peu de la vitesse d'alimentation du fil. À son tour, le courant de soudage est proportionnel à la vitesse de dévidage du fil.

Pour que le mécanisme d'autorégulation fonctionne, la source de soudage lors d'un court-circuit en sortie doit fournir un taux d'augmentation du courant au niveau de dI/dt = 60-180 kA/s pour un fil d'un diamètre de 0,8-1,2 mm.

Le taux d'augmentation du courant dépend du composant inductif du circuit de soudage, qui est déterminé par l'inductance de fuite du transformateur de soudage et l'inductance de la self linéaire dans le circuit de soudage.

Si la source de soudage est alimentée par un réseau monophasé, alors un conflit d'exigences surgit:

• d'une part, il faut augmenter l'inductance de l'inducteur pour assurer la continuité du courant dans le circuit de soudage ;
• en revanche, il faut réduire cette inductance pour assurer le taux de montée du courant requis.

En raison de la difficulté de résoudre ce conflit, les concepteurs amateurs sont fortement convaincus qu'il n'existe pas de bonne source monophasée pour le soudage semi-automatique.

Bien entendu, l'utilisation d'un transformateur triphasé avec un redresseur triphasé permet d'obtenir un courant continu avec un faible niveau d'ondulation, ce qui a un effet bénéfique sur la stabilité de l'arc. Dans ce cas, il reste à utiliser une petite self pour limiter la vitesse de montée du courant au niveau requis. Certes, dans la vie de tous les jours, la présence d'un réseau triphasé est plus l'exception que la règle. De plus, une source triphasée est plus complexe et plus coûteuse qu’une source monophasée.

En fait, tout n'est pas si mauvais, et il existe un moyen de corriger l'inconvénient mentionné ci-dessus des sources monophasées : par exemple, en utilisant une source supplémentaire de courant d'appoint qui maintient l'arc lorsqu'il n'y a pas de courant principal. Pour maintenir l'arc, un courant d'environ 10 A suffit. Les options possibles pour organiser le courant d'appoint sont illustrées à la Fig. 18.11.

Riz. 18.11. Options d'organisation du courant d'appoint : a - option utilisée dans les sources monophasées de la société Selma ; b - option alternative

Les options présentées dans la Fig. 18.11, ont un principe de fonctionnement similaire, considérons donc l'option présentée sur la Fig. 18.11, une. Cette option est utilisée dans les sources monophasées de Selma. Ici, les sources de courant principal et d'appoint fonctionnent à partir d'un transformateur monophasé commun T1.

Le courant vers la charge provient directement du pont redresseur VD1-VD4, et il n'y a aucune erreur là-dedans. Comme le montre la pratique, pour limiter la vitesse de montée du courant, l'inductance de fuite du transformateur de soudage T1 est généralement suffisante.

La source de courant d'appoint est montée sur les diodes VD5, VD6, le condensateur C1 et l'inductance L1. Pour alimenter l'arc, on utilise l'énergie accumulée par le condensateur lorsque la tension du secteur est présente. La self L1 maintient le courant d'appoint au niveau requis, empêchant le condensateur C1 de se décharger rapidement.

L'option présentée sur la Fig. 18.11, b, contient moins de pièces, mais la modélisation dans SwCad a montré que cette option ne fournit que 30 % du courant d'appoint par rapport à l'option de la Fig. 18.11, une. Ne lésinons pas sur les correspondances et choisissons l'option illustrée à la Fig. 18.11, une.

Auteur : Koryakin-Chernyak S.L.

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