TIG ac/dc en open source, des interessés ?

  • Auteur de la discussion pef
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A

arnaud2

Ouvrier
je pense que le choix de la solution a microcontroleur est mieux
je travaille surtout avec les pic18fxxx on peut les commander deja programmé via microchip direct avec un bootloader par exemple ce qui permet de mettre a jour le programme par simple liaison rs232

-le prix serait moins élevé , un uc + un lcd 2*16 et 6 boutton poussoir serait beaucoup moins cher que le dizaine de potentiometre a acheter

-on peut immaginer mettre plusieurs jeu de reglages en memoire en fonction des materiaux a souder

maintenant la partie electronique

le mieux est de partir sur un simple transfo de poste bas de gamme a 50€

pour le redresseur c'est plus simple d'utiliser des diodes shottky en boitier to220 , ca coute 3 fois rien
http://fr.farnell.com/ixys-semiconductor/dsa80c100pb/diode-schottky-to-220ab/dp/1572501?ref=lookahead
avec 12 diodes (3 en parallele) on fait deja un pont de diode qui tient plus de 200a pour moins de 30€

pour le pont en h je serait plus pour utiliser des mosfet que des igbt car il y a moins de pertes
irfb4110 avec 8 mosfet on fait un pont en h de 200A pour un prix tres faible

bref sur un simple circuit imprimé de 15 * 20cm on peut integrer la totalité du poste a souder (sauf le transfo :lol: )
 
Dernière édition par un modérateur:
M

moissan

Compagnon
tes diodes schotky , tiennent 100V ça fait un peut court pour un poste de soudure qui fait 50V a vide

quand on fait toucher la bagette , il y a une bonne surtension quand on la decolle

je prefere des diode normale pas schotky qui se trouvent sans probleme en 600 ou 800v

utiliser des diode schotky 100V est interressant parce que ça fait moins de chute de tension , donc moins d'echauffement : ça ne pose pas de probleme sur un inverter qui ne produit pas de surtension ... ça me parait completement casse gueule sur un transfo 50Hz a schunt magnetique

avec un transfo 50Hz pourquoi redresser et onduler ensuite ? pourquoi ne pas envoyer a l'electrode le 5OHz entier ?

pour l'alu on aime bien de l'AC avec un temps de passge plus long dans le sens qui fait penetrer la soudure , et moins long dans le sens qui desoxyde la piece mais fait surchauffer l'electrode

je pense qu'on peut faire la même chose avec 2 transfo , l'un qui envoie du AC entier , l'autre du redressé mono alternance pour augmenter le courant dans le bon sens ... reglage uniquement par les shunt magnetique ... pas besoin d'electronique

a condition que la regulation de courant d'un shunt magnetique convienne a la soudure TIG ... ce qui reste a savoir
 
P

pef

Ouvrier
arnaud2 a dit:
je pense que le choix de la solution a microcontroleur est mieux
je travaille surtout avec les pic18fxxx on peut les commander deja programmé via microchip direct avec un bootloader par exemple ce qui permet de mettre a jour le programme par simple liaison rs232

-le prix serait moins élevé , un uc + un lcd 2*16 et 6 boutton poussoir serait beaucoup moins cher que le dizaine de potentiometre a acheter

-on peut immaginer mettre plusieurs jeu de reglages en memoire en fonction des materiaux a souder

Perso, et d'expérience (diverses), je préfère avoir des réglages séparés que tu peux voir d'un simple coup d'oeil et modifier sur un potard que d'aller chipoter dans un menu.
Mais c'est perso, et encore une fois on peut prévoir les deux versions.


arnaud2 a dit:
le mieux est de partir sur un simple transfo de poste bas de gamme a 50€

C'est l'idée de départ en fait :)



arnaud2 a dit:
pour le redresseur c'est plus simple d'utiliser des diodes shottky en boitier to220 , ca coute 3 fois rien
http://fr.farnell.com/ixys-semiconductor/dsa80c100pb/diode-schottky-to-220ab/dp/1572501?ref=lookahead
avec 12 diodes (3 en parallele) on fait deja un pont de diode qui tient plus de 200a pour moins de 30€

Ca ne marchera pas, on ne peux pas mettre de diode en // , elle vont toutes claquer les une après les autres ( problème de pompage du a la tolérance des composants )



arnaud2 a dit:
pour le pont en h je serait plus pour utiliser des mosfet que des igbt car il y a moins de pertes
irfb4110 avec 8 mosfet on fait un pont en h de 200A pour un prix tres faible

Le prix d'un IGBT est sensiblement pareil... mais pourquoi pas.


moissan a dit:
avec un transfo 50Hz pourquoi redresser et onduler ensuite ? pourquoi ne pas envoyer a l'electrode le 5OHz entier ?
pour l'alu on aime bien de l'AC avec un temps de passge plus long dans le sens qui fait penetrer la soudure , et moins long dans le sens qui desoxyde la piece mais fait surchauffer l'electrode
je pense qu'on peut faire la même chose avec 2 transfo , l'un qui envoie du AC entier , l'autre du redressé mono alternance pour augmenter le courant dans le bon sens ... reglage uniquement par les shunt magnetique ... pas besoin d'electronique
a condition que la regulation de courant d'un shunt magnetique convienne a la soudure TIG ... ce qui reste a savoir

Parce que l'idée d'un bon poste AC, c'est de pouvoir gérer la forme d'onde et sa fréquence, pour faire ça il faut partir d'un DC et le modeler à façon.
 
Dernière édition par un modérateur:
A

arnaud2

Ouvrier
les diodes shottky se mettent tres bien en parralele , c'est comme ca que c'est au secondaires des postes inverter

vu de ce coté la les potentiometres sont mieux

il faut que je fouille j'avais deja un truc semblable en projet
 
M

moissan

Compagnon
les IGBT sont interressants pour les forte tension genre 220V ou 380V , car il sont moins cher que les mosfet pour ces tension

l'inconvenient des IGBT , c'est que c'est des transistor bipolaire avec une chute de tension de 0,7v au moins ... c'est sans importance en 220V ... c'est plus grave a basse tension comme pour la soudure

a la tension de soudure de l'ordre de 20v il vaut mieux des vrai mosfet , qui dans les modele basse tension on des faible resistance et des faible chute de tension

le probleme est de faire un truc bien etudié pour ne pas avoir de surtension dans les mosfet ... il ne faut donc pas alimenter par un poste de soudure a transfo qui fait des surtension a tout griller

pour utiliser des composant electronique performant , il faut construire un vrai poste inerter

pour mettre derriere un transfo a shunt magnetique il faut du grossier
 
M

michelfrance

Apprenti
Bjr, je rejoins l'avis de pierrepmx, autant faire un poste complet pour souder aussi l'aluminium donc un DC/AC car le tarif neuf se situe à partir de 1500 € et à ce prix, on doit pouvoir moins cher. Pour avoir réalisé plusieurs montages électronique depuis 1980, le coût des composants à l'unité (ou presque) est très élevé et c'est bien moins onéreux d'acheter aujourd'hui du tout fait pour des systèmes simples. Cela n'était pas le cas avant 1980/1990. Il ne faut pas oublier aussi qu'il faut des moyens de mesure lors de la conception (multimètre et oscilloscope) + un système de développement pour la programmation du microcontroleur.
Pour ma part, je serais intéressé par un schéma pour passer d'un TIG DC à un AC. Le plus dur est fait me semble-t-il avec le TIG DC, il suffit d'un générateur de signaux carré à fréquence et balance réglable (facile) et de 4 MOS de puissance avec leur circuit de commande (ou 4 IGBT) pour commuter le DC en AC.
Cdt
 
P

pef

Ouvrier
michelfrance a dit:
autant faire un poste complet pour souder aussi l'aluminium donc un DC/AC car le tarif neuf se situe à partir de 1500 € et à ce prix, on doit pouvoir moins cher.
Je ne sais pas si tu as tout lu ou si tu as attrapé le post au vol, mais c'est le but.

michelfrance a dit:
Pour avoir réalisé plusieurs montages électronique depuis 1980, le coût des composants à l'unité (ou presque) est très élevé
Au contraire, ça devient de moins en moins cher.

michelfrance a dit:
il suffit d'un générateur de signaux carré à fréquence et balance réglable (facile) et de 4 MOS de puissance avec leur circuit de commande (ou 4 IGBT) pour commuter le DC en AC.
Non, pas du tout, dans ce cas là tu as du DC pulsé, pas de l'AC.
 
M

michelfrance

Apprenti
Pef, il ne faut pas se tromper lorsque l'on calcule le prix de revient d'un projet, on oublie très souvent des tas de choses qui sont pourtant nécessaires à sa réussite. Je persiste, au prix ou moi j'achète les composants à quasi-l'unité et non par milliers (et qui reste encore chers même si les vieilles références baissent en prix), plus l'amortissement des moyens de développement et de mesure, le temps passé (et oui, quand je cherche dans les vieux numéros d'Elektor un sous-ensemble déjà conçu et comment l’adapter à mon besoin, je ne fais pas autre chose), plus les itérations pour aboutir, le développement du CI avec le coût du système ad hoc, les composants éventuellement détruits lors du prototypage, etc … et bien le coût final est presque toujours supérieur au prix du marché pour une pièce unitaire, et ce depuis la mondialisation qui a exacerbé la concurrence. Je veux simplement dire que le coût du projet ne sera pas seulement le coût d’achat de quelques MOS de puissance ou IGBT et d’une poignée de timers NE555.
Mais c’est sûr que lorsque l’on est passionné par son projet (et c'est bien de l'être), on ne compte pas le temps !

A partir d'une alimentation DC et de 4 commutateurs commandés, pour 2 par un signal en créneau et pour les 2 autres par ce même signal inversé, on obtient de l'AC. Un autre arrangement plus simple permet effectivement d'obtenir du pulsé.
 
P

pef

Ouvrier
michelfrance a dit:
Pef, il ne faut pas se tromper lorsque l'on calcule le prix de revient d'un projet, on oublie très souvent des tas de choses qui sont pourtant nécessaires à sa réussite.

Dans mon domaine électronique je ne fais quasiment que des réalisation " one shot " pour mes clients, je sais très bien ce que c'est.
 
S

stanloc

Compagnon
Bonjour,
Je partage entièrement l'avis de michelfrance. Ce qui coute cher c'est un poste AC/DC. Partir d'un bon poste inverter MMA lui adjoindre la HF et la gestion du gaz + la fonction AC me semble plus pertinent que de partir d'un transfo bobiné alu (à 50€ c'est un 130 A et avec quel facteur de marche ?)
D'ailleurs attention sur le forum soudeurs.com il y a eu des retours d'expérience au sujet d'un poste chinois AC/DC 200 A à moins de 1000 €. De plus sur ce même forum les pros répètent régulièrement que le soudage TIG de l'alu est un exercice des plus exigeants déjà avec un très bon poste. Il faut beaucoup de puissance.
Je dis cela pour calmer les ardeurs de ceux qui ne cerneraient pas les difficultés qu'ils vont rencontrer lorsqu'on n'est pas électronicien de métier.
Stan
 
M

michelfrance

Apprenti
Bjr,
En complément à mon message de hier, voici le schéma de principe de commutation que j'avais en tête. Les signaux IN et NON IN peuvent être produits par un timer NE555 + 1 inverseur ou un multivibrateur astable à portes logiques. Le schéma ne représente pas le circuit de commande de chaque commutateur ni les diodes à rajouter pour la protection. Il y a aussi d'autre aspects à analyser comme d'éviter le chevauchement à 1 des 2 signaux IN et NON IN ce qui mettrait l'alimentation DC en court circuit. Une élaboration des 2 signaux comme figuré en bas du schéma à droite est préférable (OU exclusif).
Cdt

commutation.JPG
schéma de principe
 
S

stanloc

Compagnon
Bonjour,
N'y a t'il pas un bug dans le dessin de la forme du signal ????? Je pense que la partie négative est décalée dans le temps par rapport à la partie positive
Stan
 
M

moissan

Compagnon
j'ai vu sur la doc de certain poste tig AC/DC un courant disponible plus fort en AC qu'en DC : ce qui me fait supposer que la position ac n'est pas un onduleur en plus , mais plutot un redresseur en moins
 
M

michelfrance

Apprenti
Effectivement, la forme des 2 signaux de commande des commutateurs est certainement à optimiser pour obtenir une bonne efficacité de la soudure. Si l'un de vous dispose d'un oscilloscope, il serait intéressant de relever la forme du courant durant la période de soudage et durant la période de décapage. On peut aussi rajouter une commutation sur l'intensité, la remarque est pertinente.
 
D

danastro

Compagnon
Bonjour,

Très intéressant comme sujet, je vais le suivre, mais ne connaissant rien en électronique je serrai silencieux pour la suite de ce beau projet

:smt041 :smt041 :smt041

tout ce que je peux vous apporter ce sont des encouragements
 
G

gaston48

Compagnon
Bonjour
Plus de courant en AC, c’est peut être bien que toute les branches du pont en H
sont alternativement en service et travaille à 50 % Alors qu’en DC, 2 branches du pont sont 100 % en service.

Comme principe, je verrais bien quelque chose de similaire à un drive de
Servomoteur DC :
Un alim continu filtrée de 80 V alimentant un pont de puissance en H.
Drivé en PWM à une fréquence courante de 20 Khz
Une mesure de courant filtrée à 1 Khz par exemple sur l’alim du pont,
donc indépendante de la polarité de sortie soudure et qui constitue la
boucle de retour d’asservissement du courant.
L’onde de courant, pouvant avoir toutes les formes instantanées que
l’on souhaite, modulera le PWM.
Plus un signal de polarité sélectionnant les bonnes branches du pont et synchrone avec l'onde de courant .

Tout ce qui suit le générateur d’onde peut être réalisé sans microcontroleur
Le générateur d’onde, faut voir car il peut devenir complexe si on intègre
la monté et l’extinction progressive du courant, une modulation par pédale etc
 
P

pef

Ouvrier
gaston48 a dit:
Le générateur d’onde, faut voir car il peut devenir complexe si on intègre
la monté et l’extinction progressive du courant, une modulation par pédale etc

Peut-être avec un circuit dédié... ( genre le feu max038 )
 
G

gaston48

Compagnon
Oui max038 ou XR2206 avec laquelle j’ai fait un cadenseur en plus d’une modulation de courant par pédale pour mon Elektrosta.

https://www.usinages.com/threads/deformation-suite-soudure-arc-dune-plaque.19765/


Mais c’est avec des projets évolutifs et motivant comme ceux là qu’on se met à Arduino.
En soudant on se dit : tiens ça serait intéressant d’essayer tel truc et hop on reprogramme.
L’intérêt d’un pont pwm, c’est qu’il est complètement indépendant de la commande,
et que tout le monde peut imaginer la commande qu’il lui va, analogique ou micro et la faire évoluer.
Reste à choisir le type de composants avec ces courants et ces fréquences, mais c’est de la basse tension et intégrer la HF sans qu’elle perturbe tout le bazar.
 
Dernière édition par un modérateur:
M

moissan

Compagnon
pour moi le plus important pour commencer est de mesurer des bon poste de soudure pendant la soudure , avec les comentaire de bon soudeur experimenté , pour voir la difference entre les bon et les mauvais poste

je ne pense pas que la forme du courant carré ou sinus ait une grande importance ... je pense que c'est plutot le comportement de la regulation de courant qui compte

un arc est instable : pour le stabiliser il faut que la moindre baisse de courant soit immédiatement corrigé par une augmentation de la tension : c'est ce que fait naturellement une self en serie sur un poste a courant continu ... ou ce que pourrait faire une regulation electronique intelligente et rapide

comment choisir la valeur de la self serie ? si elle est trop faible l'arc est instable , s'eteind au moindre ecart ... si la self est trop grosse , l'arc est surprenant , quand on ecarte l'electrode pour reduire la puissance , ça fait un arc plus long dont la puissance est plutot augmenté , et qui ne s'eteind que quand on a vidé l'energie de la self

remplacer la self par une regulation electronique peut etre plus facile a modifier pour chercher ce qui est le meilleur

je pense que le premier truc a faire est une boite de mesure sur prise micro de PC pour mesurer courant et tension pendant la soudure sur les postes existant : ça sera instructif pour voir ce qui fait la difference entre les bon et les moins bon poste
 
D

DEN

Compagnon
Salut tout le monde !

Moi aussi ça m'interresse, d'ailleurs je l'avais déjà proposé mais comme on sait il nous faudrait à tous des journées de 48h !
Néanmoins je suis d'avis qu'il faut scinder le problème en modules :

1. AC/DC : 80V 100A 100kHz (par exemple, férite de marque ... ,topologie H, mosfet IRFP460, etc ... ) (conception générique la littérature ne manque pas).
2. convertisseur de sortie DC/DC et ou AC : onde carrée jusque 400kHZ (IGBT ou Mosfet, thyristors ?) la literrature semble conseiller IGBT
3. la logique pour controller tout ça et l'asservir en courant-tension (à µC, PIC, ou TTL)
4. affichage, automatisme(post-flow), etc ...

Bref si chacun se concentre sur son module et le teste bien il suffira de mettre le puzzle ensemble, je suis aussi d'avis, que ça doit être réalisé et conçu de A à Z par nos soins, les dimensionnements et calculs justifiés avec précision et les composants choisis aussi génériques que possible, pas les derniers super-mosfet ultra rapides en echantillon qu'on ne trouvera plus après un mois ...

Je veux bien faire le dimensionnement du point numero 1. :supz:

P.S. : les modules peuvent etre de nature différente, par exemple le numero 1 peut etre un transfo classique avec redresseur, ça fonctionnera aussi bien avec le module n°3

P.S.2 : l'important est de commencer et de tester, souvent en suivant la littérature et les AN, ça fonctionne juste comme on s'y attend (si si je vous assure !), j'aurai bien voulu raler contre tous ces livres trop théoriques et les simulations irréalistes ...
 
P

pierrepmx

Compagnon
Salut DEN,

selon moi, tes points 1 et 2 sont en contradiction avec l'idée initiale de l'auteur de ce sujet (qu'il faut rappeler) : reconversion d'un poste classique à transfo (postes que les américains appellent poétiquement une "buzz box").

Ça devient :

points 1 + 2 devient : alimentation basse tension, PWM basse tension + MOSFET + mesure V et I
points 3 + 4 devient : générateur de forme d'onde + régulation F(V,I) + gestion du cycle de soudage (rampes, gaz).

Avec un µC, le contrôle PWM peut passer dans le µC, mais un SG3525/UC3525 est aussi une option (ça se trouve à l'unité pour 1 à 2€), car ça fonctionne sans µC.

@moissan,
globalement, je ne suis pas d'accord avec ton dernier message.
 
D

DEN

Compagnon
Si j'ai bien lu le sujet, (mais je me suis mal exprimé)

le numero 2 c'est le générateur d'onde ! (partie puissance)

alors que le 3 c'est la partie qui le pilote ! (partie uC)

Par ailleurs on peut se baser sur un numero 1 : qui peut etre MMA (cad transfo et redresseur classique)

ou un convertisseur solid state, type AC/DC

Bref je propose de spliter le projet en modules fonctionnels testables séparement et simplifiant la tache et augmentant la connaissance globale de tous.

Rien n'emepche de faire plusieurs version d'un meme module, se basant sur une technologie sous-gacente differente ! Et ça aussi je l'ai dit dans mon message !

Donc je ne suis pas en contradiction avec le sujet principal, je lui ajoute des extensions :wink:

Pour parler dans tes mots : 2+3 c'est ta buzz box
Le MMA pourrait etre le numero 1
perso je préfère etre indépendant d'un poste existant, pour avoir sous controle toute la chaine !
 
P

pierrepmx

Compagnon
Ah OK,

8.30 du matin, je devais être encore en phase d'assimilation de caféine... :wink:
 
M

moissan

Compagnon
en logiciel on peut toujours partager un projet en plusieur module ... même si il y a des redondance , et des non optimisation entre les module , la seule chose qui compte est que ça marche : un logiciel une fois fini ne coute pas plus cher qu'il fasse 10koctet ou 1Moctet

en hard c'est autre chose , si on multiplie les etage on augmente irremediablement le prix

pour optimiser il faut tourner l'architecture principale dans tous les sens pour faire des economie

par exemple si on part d'un transfo 50 Hz ne pas redresser pour onduler a nouveau ensuite

transfo plus pont de diode pour faire du DC , eventuellement thyristor sur le primaire du transfo pour faire la regulation

pour le AC on change de prise , et on branche directement sur transfo sans utiliser le pont de diode ... reste a mettre au point la bonne regulation par thyristor sur le primaire

si la sinusoide 50 Hz a un inconvenient de desamorcer l'arc dans son passage a faible courant , je pense a un petit generateur electronique qui fait une sinusoide a frequence triple , donc 150Hz : en ajoutant ça au 50hz on fait un signal qui se rapproche du carré ! ... et ce generateur de 50hz a besoin d'etre beaucoup moins puissant que le transfo principal
 
P

pef

Ouvrier
moissan a dit:
pour le AC on change de prise , et on branche directement sur transfo sans utiliser le pont de diode ... reste a mettre au point la bonne regulation par thyristor sur le primaire

Justement non, l’intérêt d'un projet intelligent c'est de pouvoir faire varier la forme, la fréquence et l'offset du signal.
 
M

moissan

Compagnon
il faut savoir quel est le but ? faire un haut de gamme ou tous les reglage sont possible par un microcontroleur qui commande une electronique compliqué ? ou faire un truc economique en materiel ?
 
D

DEN

Compagnon
Je déconseille le thyristor sur le primaire surtout a de telles puissances, ça introduit des sales harmoniques sur le transfo, qui devient bruyant, et son rendement diminue sensiblement (chauffe plus), sur le secondaire parcontre un pont de thyristor pour redresser et ajuster l'angle de conduction prend tout son sens, de plus à 100Hz le signal sera plus facile à lisser, ou exploiter par l'étage suivant ...

Avec un tel montage la tension vue variera sensiblement avec la charge utile ! Il faut une boucle de retroaction si on veut une tension fixe dans une certaine plage de fonctionnement. Je peux ressortir le modèle complet si ça interesse certains.

Multiplier les différents modules ne coute pas plus cher, si chacun développe le sien (1 et unique), après selon les résultats obtenus, chacun sera libre de prendre les modules qu'il préfère chez les autres (je parle de schémàs et pcb + données de devlopement) pour réaliser l'appareil complet.

Par exemple si Moissan devloppe un étage de sortie basé sur des Thétrodes et Pierre un a Mosfet, je pourrai choisir l'un ou l'autre à connecter à mon convertisseur AC/DC .... puis récuperer le montage à microcontroleur d'une troisieme personne (modifier le code) pour gérer le tout.

Evidement il faut un minimum penser les modules de manière qu'ils soient universels, par exemple entrée logiques opto-couplées, etc ...

Avoir cette connaissance pratique de modules universels est très importante, car par exemple un convertisseur AC/DC peut-etre utile ailleurs que dans un TIG par exemple une alim de labo, d'ampli, etc ...
 

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