BR112013007672B1

BR112013007672B1 - Aparelho de soldagem e método para soldagem

Info

Publication number: BR112013007672B1
Application number: BR112013007672-0A
Authority: BR
Inventors: Berg Michael
Original assignee: Esab Ab
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2018-04-03
Also published as: US9216470B2; WO2012041375A1; KR20130114150A; AU2010361319B2; US20160031034A1; RU2547985C2; RU2013119669A; CN103237623A; KR101656556B1; EP2621658A1; EP2621658B1; US20130193115A1; ZA201302301B; CN103237623B; CA2812624A1; SG188645A1; PL2621658T3; JP2013538691A; BR112013007672A2; US10625362B2

Description

(54) Título: APARELHO DE SOLDAGEM E MÉTODO PARA SOLDAGEM (73) Titular: ESAB AB. Endereço: P.O. Box 8004, S-402 77 Gõeteborg, SUIÇA(CH) (72) Inventor: MICHAEL BERG

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 29/09/2010, observadas as condições legais

Expedida em: 03/04/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente

1/28

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE SOLDAGEM E MÉTODO PARA SOLDAGEM.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção se refere a um aparelho de soldagem de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a um método de soldagem de acordo com o preâmbulo da reivindicação 19. Em particular, a invenção se refere a um aparelho de soldagem para a realização de soldagem de arame duplo, onde pelo menos dois eletrodos consumíveis estão ligados a uma fonte de energia única. Os pelo menos dois eletrodos consumíveis estão ligados a uma saída fornecendo o mesmo potencial para os referidos pelo menos dois eletrodos consumíveis. A invenção ainda se refere a um método de soldar de arame duplo para um aparelho de soldagem de arame duplo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Métodos de soldagem e aparelhos de soldagem estão continuamente sendo desenvolvidos para alcançar maiores taxas de deposição com qualidade de solda mantida ou melhorada. Uma forma de aumentar as taxas de deposição é a utilização de uma pluralidade de eletrodos que operam em um único processo de soldagem de uma poça de solda única. A utilização de uma pluralidade de eletrodos de soldagem de uma poça de solda única requer que os eletrodos estejam localizados em uma proximidade estreita uns dos outros. O arranjo próximo de eletrodo vai, porém, levará a uma interação entre campos magnéticos gerados por cada eletrodo. Isto pode resultar em resultados de soldagem distorcidos.

[003] Duas abordagens diferentes para a utilização de uma pluralidade de eletrodos de soldagem em um processo de soldagem único são conhecidas, tandem e soldagem dupla.

[004] Na soldagem tandem, cada eletrodo é alimentado através de uma fonte de alimentação separada. A soldagem tandem pode ser

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 4/40

2/28 vantajosa em muitas aplicações uma vez que o controle do fornecimento de energia a cada um dos eletrodos é facilitada. Na soldagem tandem, a interferência magnética entre os eletrodos pode ser reduzida através do fornecimento de correntes de fase deslocada de soldagem para os eletrodos. Isto pode ser conseguido por fontes de energia acopladas de Scott convencionais ou através da utilização de fontes de energia complexas, tais como conversores de alta frequência, por exemplo.

[005] Uma vez que a soldagem tandem requer a presença de duas fontes de alimentação separadas, aparelhos de soldagem tandem tendem a ser caros e volumosos. Assim, para algumas aplicações, tal como soldagem em espaços limitados, a soldagem dupla pode ser uma solução preferida ou apenas possível.

[006] Em contraste, na soldagem dupla, uma única fonte de energia é utilizada para a alimentação de uma corrente de soldagem para os eletrodos.

[007] Uma vantagem dos métodos de soldagem dupla é que a taxa de deposição pode ser aumentada para uma dada quantidade de entrada de energia. Em métodos de soldagem dupla, o uso de mais de um eletrodo permite a redução do diâmetro do eletrodo o que, por sua vez, aumenta a densidade de corrente de cada eletrodo. O aumento da densidade de corrente permite o aumento pré-aquecimento elevado do eletrodo, consequentemente, uma maior taxa de deposição pode ser mantida a menos transferência de calor para a poça de solda.

[008] Nas máquinas duplas iniciais tal como, por exemplo, divulgada em DE2107617, processos de soldagem dupla foram ativados dispondo a retificação de corrente de alimentação a ser aplicada de tal modo que um arco seja fornecido com positivo e o outro pela corrente de meia onda negativa. Tais arranjos levaram a interação severa entre os eletrodos. A fim de reduzir o problema de interação, os eletrodos

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 5/40

3/28 tiveram que ser posicionados a uma distância relativamente grande entre si, levando a que era difícil permitir que ambos os eletrodos operassem na mesma poça de solda. Se a separação dos processos de soldagem para cada eletrodo ocorre, o processo de soldagem será deteriorado.

[009] A fim de permitir o posicionamento mais perto dos eletrodos para assegurar que ambos os eletrodos possam operar na mesma poça de solda, foi sugerido fornecer arames duplos através de um elemento de contato eletricamente condutivo comum o qual assegura que ambos os arames assumem o mesmo potencial. Um exemplo deste tipo de arranjo de soldagem de arame duplo é apresentado em US 5.155.330.

[0010] Apesar de os métodos de soldagem dupla em que eletrodos consumíveis são alimentados através de um elemento de contato eletricamente condutivo comum para assegurar que ambos os arames assumam o mesmo potencial terem demonstrado ser benéficos para ambos os métodos de soldagem por arco de metal de gás e os métodos de soldagem por arco submerso, melhorias adicionais são desejáveis a fim de melhorar a qualidade de solda, bem como aumentar a taxa de deposição no processo de soldagem.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0011] Um objetivo da presente invenção é, assim, proporcionar um aparelho de soldagem de arame duplo, onde os pelo menos dois eletrodos consumíveis estão ligados a uma única saída fornecendo o mesmo potencial, cujo aparelho de soldagem de arame duplo permite a melhoria da qualidade de solda e aumenta a taxa de deposição. Este objetivo é atingido por um aparelho de soldagem de arame duplo de acordo com a reivindicação 1.

[0012] Outro objetivo da presente invenção é o de proporcionar um método de soldagem de arame duplo, onde os pelo menos dois eletroPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 6/40

4/28 dos consumíveis estão ligados a uma única saída fornecendo o mesmo potencial, cujo método de soldagem de arame duplo permite a melhoria da qualidade de solda e aumenta a taxa de deposição. Este objetivo é conseguido através de um método de soldagem de arame duplo de acordo com a reivindicação 19.

[0013] O aparelho de soldagem de arame duplo da invenção inclui um primeiro tubo de contato para guiar um primeiro eletrodo consumível para a poça de solda e transferir corrente de soldagem para o primeiro eletrodo consumível, um segundo tubo de contato para guiar um segundo eletrodo consumível para a dita poça de solda e transferir corrente de soldagem para o segundo eletrodo consumível. O aparelho de soldagem de arame duplo pode incluir mais do que dois tubos de contato para permitir a soldagem dupla com mais do que dois eletrodos consumíveis. O primeiro e o segundo tubos de contato podem ser formados em uma ponta de contato única como duas passagens principais paralelas na ponta de contato, onde os eletrodos consumíveis são forçados para permitir contato entre a fonte de energia e o eletrodo consumível. Um arranjo de tubos de contato de preferência paralelos, pode ser disposto em uma ponta de contato única ou, alternativamente, ser disposto em pontas de contato separadas. O arranjo com mais do que um tubo de contato em uma ponta de contato única facilita o arranjo paralelo dos eletrodos consumíveis a uma distância estreita, enquanto que o uso de pontas de contato separadas para alojar os tubos de contato facilita a disposição dos tubos de contato em um ângulo em relação ao outro.

[0014] Com pontas de contato separadas pretende-se que as pontas de contato não sejam formadas como uma estrutura condutora monolítica contendo todos os tubos de contato. Em vez disso, é proporcionada uma pluralidade de pontas de contato separadas cada uma alojando um único tubo de contato. Em caso de pontas de contato sePetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 7/40

5/28 paradas serem utilizadas, elas serão ligadas eletricamente para permitir que todos os eletrodos consumíveis assumam o mesmo potencial, quando ligadas a uma fonte de energia única. A conexão elétrica pode ser fornecida nas pontas de contato, na fonte de alimentação ou em qualquer lugar entre a ponta de contato e a fonte de energia.

[0015] A fonte de energia única é ligada aos referidos primeiro e segundo tubos de contato. Isto pode ser obtido por um condutor adequado, tal como um cabo, ligando a fonte de alimentação com o tubo de contato. Daí, a corrente de soldagem será distribuída da fonte de energia para o respectivo eletrodo consumível através dos tubos de contato.

[0016] De acordo com a invenção, o aparelho de soldagem de arame duplo inclui ainda uma disposição de alimentação para a alimentação de um arame frio para uma poça de solda formada por arcos criados pelos primeiro e segundo eletrodos consumíveis.

[0017] A introdução de um arame frio na poça de solda permitirá o resfriamento da poça de solda de modo a manter a poça de solda a uma temperatura desejada. A redução de temperatura da poça de solda pode levar a que aditivos de liga sejam vaporizados em menor grau em uma zona diretamente afetada pelos arcos dos eletrodos consumíveis. Isto pode conduzir a um melhor controle da composição da liga de solda, o que pode levar a soldas melhoradas. Para a finalidade de reduzir as temperaturas de pico na poça de solda, bem como manter uma taxa de deposição relativamente alta a partir do arame frio, é preferível introduzir o arame frio na vizinhança do arco, de preferência no arco de pelo menos um dos arames consumíveis. Além disso, a alimentação de um arame frio na poça de solda pode levar a um aumento na taxa de deposição superior a 20%, com uma perspectiva para um aumento de produtividade de cerca de 50% com parâmetros de soldagem otimizados. A invenção permite uma maior taxa de deposiPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 8/40

6/28 ção, sem aumentar a velocidade de soldagem. Vantajosamente, a invenção permite o retrabalho de sistemas de soldagem existentes, em especial para a soldagem de peças de trabalho grandes, tal como moinhos de tubos.

[0018] De acordo com a invenção, o arranjo de alimentação para o referido arame frio é disposto para alimentar o referido arame frio, essencialmente ortogonalmente na referida poça de solda. Foi descoberto que a introdução oblíqua do eletrodo frio, isto é, quando o arame frio é alimentado na poça de solda a um ângulo em relação a uma normal à superfície da poça de solda, pode conduzir a variações no processo de soldagem com um resultado de solda deteriorada. Acredita-se que variações na altura da peça de trabalho tenham uma influência de onde o arame frio entrará na poça de solda em relação a uma extensão do eletrodo consumível. Tal variação terá um efeito na taxa de fusão do arame frio e também da temperatura de pico na poça de solda. Ao dispor o arame frio, de modo que ele seja introduzido essencialmente ortogonal mente à poça de solda, um processo de soldagem mais estável é alcançado. Por ortogonalmente à poça de solda queremos dizer uma normal a uma superfície superior da poça de solda em estado quiescente sem perturbações. Entende-se que a poça de solda será exposta a oscilações durante a soldagem. No entanto, a superfície superior da poça de solda em estado quiescente sem perturbações essencialmente formaria um plano no ponto de introdução do arame frio na poça de solda, cujo plano tem um vetor da ponta de um eletrodo consumível para o ponto mais próximo da poça de solda como uma normal.

[0019] Na soldagem de arco, um arco está presente entre a ponta do eletrodo e a peça de trabalho. O ponto de contato do arco na peça de trabalho estará em movimento de uma maneira aleatória. No entanto, normalmente, assume-se que o arco está presente dentro de um

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 9/40

7/28 cone da ponta do eletrodo consumível para a peça de trabalho. O ângulo de abertura do cone pode variar de caso de soldagem para caso de soldagem. No entanto, um ângulo de abertura normal pode ser de cerca de 30°. Por esta razão, é preferível colocar o arame frio de tal modo que ele entre na poça de solda em uma direção essencialmente ortogonal à mesma a uma distância axial menor que L * cos15°do eletrodo consumível medida na extremidade do eletrodo consumível. [0020] Pode ser preferível dispor o arame frio entre dois arames consumíveis. Os arames consumíveis podem, de preferência, ser montados a uma distância axial menor que um diâmetro de cone do arco medido na superfície da poça de solda. Com esta disposição, o arame frio será introduzido nas partes exteriores da área do arco definida pelos cones de ambos os eletrodos consumíveis, o que demonstrou ser benéfico para o resultado da solda.

[0021] Em modalidades preferidas, a disposição de alimentação está disposta para alimentar o referido arame frio para a referida poça de solda a um ângulo de preferência menor do que 5°, de preferência ainda inferior a 2°, em relação a uma normal à supe rfície. Isto corresponde a um cone tendo um ângulo de abertura, de preferência, inferior a 10°, de preferência ainda inferior a 4°.

[0022] Em uma modalidade preferida, os eletrodos consumíveis, bem como o arame frio, estão dispostos em paralelo e estão dispostos para serem alimentados para a poça de solda em uma direção essencialmente ortogonal a uma superfície da poça de solda.

[0023] A disposição de soldagem de arame duplo pode, vantajosamente, incluir uma cabeça de soldagem por arco elétrico que compreende um dispositivo de contato e uma porção de alimentação, o dispositivo de contato englobando um conjunto de eletrodo, o conjunto de eletrodo compreendendo pelo menos dois eletrodos de arame consumíveis continuamente alimentados dispostos em uma ponta de conPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 10/40

8/28 tato. Um duto isolado eletricamente é fornecido para isolamento elétrico de um arame frio, de modo que ele seja isolado eletricamente dos eletrodos consumíveis no conjunto de eletrodo no dispositivo de contato.

[0024] O duto eletricamente isolante compreende porções isoladas no alimentador de arame e unidades de endireitamento de arame, bem como tubos guias fora do alimentador e unidades de endireitamento. O duto pode ser composto por uma multiplicidade de seções eletricamente isolantes ao longo do arame frio a partir de um reservatório de arame, tal como uma bobina de arame, para o dispositivo de contato perto da peça de trabalho a ser soldada. De preferência, a cabeça de soldagem a arco elétrico é empregada para soldagem por arco submerso. A soldagem por arco submerso pode ser operada como um processo totalmente mecanizado ou automático ou, opcionalmente, pode ser semiautomática. Parâmetros de soldagem típicos são corrente, voltagem do arco e velocidade de deslocamento, todos os quais podem afetar a forma de cordão, profundidade de penetração e composição química do metal de solda depositado dos eletrodos consumíveis e do arame frio.

[0025] A cabeça de soldagem pode também ser utilizada para soldagem de arco de metal a gás. Nesse caso, um copo de gás e condutos de gás, para alimentar o gás para o copo, serão incluídos na cabeça de soldagem.

[0026] Favoravelmente, a cabeça de soldagem é compacta e permite uma manipulação independente do pelo menos um arame frio em comparação com os eletrodos consumíveis no conjunto de eletrodo da cabeça de soldagem. Os eletrodos, assim como o arame frio, podem ser fornecidos por bobinas de arame montadas na parte posterior de um chamado arranjo de coluna e lança. Uma coluna e lança é um manipulador de movimento em trilho que carrega a cabeça de soldaPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 11/40

9/28 gem. A coluna e a lança são utilizadas para posicionar a cabeça de soldagem para a ranhura de soldagem. A coluna e a lança podem também ser projetadas para transportar o equipamento de soldagem, tal como fontes de energia, equipamento de manuseio de fluxo e bobinas como conhecido na técnica de sistemas de soldagem de arco. De preferência, o arame frio pode ser alimentado através de um dispositivo de contato carregado por mola dentro de um tubo de cerâmica. Os dois ou mais eletrodos consumíveis e o eletrodo de arame frio podem ter alimentadores de arame separados, tornando este um arranjo não sinérgico, oferecendo uma janela de parâmetro de solda muito mais ampla em comparação com uma configuração sinérgica.

[0027] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o duto isolado eletricamente pode compreender um conduto de arame isolado eletricamente no dispositivo de contato. O conduto de arame isolado pode ser um tubo de cerâmica disposto no dispositivo de contato. O tubo de cerâmica pode ser inserido no dispositivo de contato ou uma parte do dispositivo de contato pode ser tratada, por exemplo, oxidada, para formar um óxido de espessura suficiente para o isolamento elétrico.

[0028] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o tubo isolado eletricamente pode compreender uma porção isolada eletricamente em uma unidade de endireitamento de arame para endireitar um ou mais dos eletrodos consumíveis e o arame frio. Os eletrodos consumíveis e o arame frio podem ser manipulados no mesmo dispositivo de endireitamento de arame.

[0029] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma unidade de endireitamento de arame individual pode ser fornecida para o arame frio separada das unidades de endireitamento de arame dos eletrodos consumíveis do conjunto de eletrodo. Vantajosamente, o arame frio pode ser manipulado de forma independente dos eletrodos

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 12/40

10/28 consumíveis.

[0030] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o duto isolado eletricamente pode compreender uma porção isolada eletricamente de uma unidade alimentadora de arame para alimentar eletrodos consumíveis e o arame frio em direção a uma peça de trabalho. Os eletrodos consumíveis e o arame frio podem ser manipulados no mesmo dispositivo alimentador de arame.

[0031] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma unidade de alimentação de arame individual pode ser fornecida para o arame frio separada das unidades de alimentação de arame dos eletrodos consumíveis do conjunto de eletrodo. Vantajosamente, o arame frio pode ser manipulado de forma independente dos eletrodos consumíveis.

[0032] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma unidade de controle de velocidade individual pode ser fornecida para o arame frio separada da unidade de controle de velocidade dos eletrodos consumíveis do conjunto de eletrodo. Vantajosamente, o arame frio pode ser manipulado de forma independente dos eletrodos consumíveis.

[0033] Favoravelmente, o arame frio pode ser alimentado de forma independente dos eletrodos consumíveis no dispositivo de contato. Isto permite um controle confortável do processo de soldagem. O eletrodo de arame frio pode ser alimentado com uma velocidade diferente, em particular, com uma velocidade variável e/ou com um diâmetro diferente, independente dos eletrodos consumíveis no dispositivo de contato.

[0034] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o arame frio no duto isolado eletricamente pode ser disposto em ordem sequencial entre um eletrodo consumível principal e um posterior em relação a uma direção de soldagem em uma peça de trabalho. A orPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 13/40

11/28 dem do arame frio pode ser utilizada para ajustar a taxa de deposição de soldagem. Um arranjo simétrico pode render taxas de deposição muito altas. A ordem sequencial do arame frio pode ser escolhida dependendo dos requisitos de soldagem.

[0035] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o arame frio no duto isolado eletricamente pode ser disposto a montante dos eletrodos consumíveis do conjunto de eletrodos com relação a uma direção de soldagem em uma peça de trabalho. Dependendo dos requisitos de soldagem a ordem sequencial do arame frio pode ser escolhida. Os eletrodos consumíveis mais externos podem ser inclinados a um ângulo desejado em relação aos outros eletrodos. Uma disposição assimétrica particularmente permite ajustar tal ângulo de uma forma simples.

[0036] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o arame frio no duto isolado eletricamente pode ser disposto a jusante dos outros eletrodos do conjunto de eletrodo em relação a uma direção de soldagem em uma peça de trabalho. A ordem sequencial do arame frio pode ser escolhida dependendo dos requisitos de soldagem.

[0037] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma unidade de alimentação e/ou uma unidade de endireitamento para os eletrodos consumíveis pode fornecer uma alimentação de passagem para guiar o arame frio através da unidade alimentadora. Favoravelmente, o arame frio pode passar na alimentação de passagem através da unidade de endireitamento de arame ou da unidade de alimentação de arame, sem interagir com estas unidades ou os eletrodos consumíveis. O arame frio pode ser manipulado de forma independente dos eletrodos consumíveis no mesmo dispositivo de contato da mesma cabeça de soldagem.

[0038] De acordo com outro aspecto da invenção, um conjunto de

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 14/40

12/28 cabeça de soldagem é proposto compreendendo pelo menos duas cabeças de soldagem de soldagem por arco elétrico, pelo menos uma das quais compreende um dispositivo de contato e uma porção de alimentação, o dispositivo de contato englobando um conjunto de eletrodo, em que o conjunto de eletrodo compreende pelo menos dois eletrodos de arame continuamente alimentados consumíveis dispostos em um dispositivo de contato. Um duto isolado eletricamente é fornecido para isolamento elétrico de pelo menos um arame frio, de modo que o arame frio está isolado eletricamente dos eletrodos consumíveis do conjunto de eletrodo. Favoravelmente, tal conjunto de cabeça de soldagem é uma ferramenta poderosa para taxas de deposição muito elevadas, com impacto de calor reduzido nas peças de trabalho. A qualidade da soldagem pode, assim, ser melhorada.

[0039] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma primeira cabeça de soldagem pode ser arranjada em ordem sequencial antes de uma segunda cabeça de soldagem, de modo que os conjuntos de eletrodos de cada cabeça de soldagem estejam alinhados ao longo de uma direção de soldagem durante a operação de soldagem em ordem sequencial. A cabeça de soldagem de acordo com a invenção permite um grande grau de liberdade quando projetando tal conjunto de cabeça de soldagem.

[0040] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma ordem do arame frio em cada conjunto de eletrodo pode ser a mesma para cada uma das cabeças de soldagem em relação aos eletrodos consumíveis em cada conjunto de eletrodos. A cabeça de soldagem de acordo com a invenção permite um grande grau de liberdade quando projetando tal conjunto de cabeça de soldagem.

[0041] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma ordem do arame frio em um conjunto de eletrodo pode ser invertida em relação a uma ordem do arame frio em outro conjunto de elePetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 15/40

13/28 trodo do dispositivo de cabeça de soldagem. A cabeça de soldagem de acordo com a invenção permite um grande grau de liberdade quando projetando tal conjunto de cabeça de soldagem.

[0042] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, cada arame frio pode ser fornecido com uma unidade de endireitamento de arame e/ou uma unidade de alimentação de arame separada das unidades de endireitamento de arame e/ou das unidades de alimentação dos eletrodos consumíveis dos conjuntos de eletrodo. Os arames frios podem ser manipulados de forma independente dos eletrodos consumíveis e independentemente em cada cabeça de soldagem dando, assim, um grande grau de liberdade na adaptação dos parâmetros de soldagem para requisitos de soldagem particulares impostos pelo material e/ou pela geometria e/ou condições ambientais das peças a serem soldadas.

[0043] De acordo com outro aspecto da invenção, um dispositivo de contato de soldagem a arco elétrico para uma cabeça de soldagem a arco elétrico e/ou um conjunto de cabeça de soldagem é proposto compreendendo um corpo de dispositivo e uma porção isolada eletricamente para guiar o arame frio em um caminho isolado eletricamente através do dispositivo de contato e pelo menos dois dutos para pelo menos dois eletrodos consumíveis que estão em contato elétrico com o corpo de dispositivo. Favoravelmente, um dispositivo de contato é fornecido onde com um ou mais arames frios podem ser empregados em conjunto com dois ou mais eletrodos consumíveis. Os dois ou mais eletrodos consumíveis podem ser fornecidos para serem consumidos em arcos durante a soldagem, ao passo que os arames frios não são consumidos por arcos, mas destinam-se a derreter na poça de solda durante a soldagem. O arame frio pode ser utilizado com vários diâmetros escolhidos independentemente dos eletrodos consumíveis no dispositivo de contato.

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 16/40

14/28 [0044] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, a porção eletricamente isolada pode compreender um tubo eletricamente isolante. Um tubo eletricamente isolante pode ser facilmente inserido no corpo de dispositivo. Vantajosamente, o tubo pode ser feito de cerâmica que fornece um isolamento elétrico superior, bem como uma boa resistência ao calor.

[0045] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, o corpo de dispositivo pode ser composto de uma parte principal e uma parte removível que pode ser fixada à parte principal. Uma disposição dos eletrodos consumíveis e do arame frio em uma ordem sequencial desejada pode ser facilmente conseguida ou alterada.

[0046] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, uma ponta pode ser proporcionada em uma extremidade do corpo de dispositivo que tem recessos para receber a porção eletricamente isolada para arame frio e dutos para outros eletrodos. Favoravelmente, os recessos para os eletrodos consumíveis e a porção eletricamente isolada podem ser dispostos nas ranhuras da ponta de uma maneira definida e mantidos de forma segura durante a operação.

[0047] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, a porção eletricamente isolante pode ser disposta em uma posição simétrica entre dutos para os eletrodos consumíveis. Favoravelmente, a porção isolada eletricamente para guiar o arame frio pode ser disposta entre dois dutos dos eletrodos consumíveis. Tal arranjo simétrico proporciona uma elevada taxa de deposição durante a soldagem.

[0048] De acordo com uma modalidade favorável da invenção, a parte eletricamente isolante pode ser disposta em uma posição excêntrica em relação aos dutos para os eletrodos consumíveis no corpo de dispositivo.

[0049] De acordo com outro aspecto da invenção, um sistema de soldagem por arco elétrico é fornecido para gerar uma poça de solda

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 17/40

15/28 em uma peça de trabalho, compreendendo pelo menos uma cabeça de soldagem ou pelo menos um conjunto de cabeça de soldagem de acordo com qualquer uma das características descritas acima. Um sistema altamente versátil pode ser fornecido que permite fácil ajuste dos parâmetros e das condições de soldagem.

[0050] É evidente que, mais do que dois eletrodos consumíveis e/ou mais de um arame frio podem ser utilizados em um aparelho de soldagem de acordo com a invenção. Os mais de dois eletrodos consumíveis e/ou os mais de 1 arames frios podem ser dispostos na mesma cabeça de soldagem.

[0051] Com arame frio queremos dizer uma estrutura de metal alongada que é alimentada para a poça de solda. O arame frio pode ter qualquer seção transversal, tal como oval, circular, elíptica, retangular, quadrática, triangular ou qualquer outra forma apropriada. O eletrodo consumível pode do mesmo modo ter qualquer seção transversal, tal como oval, circular, elíptica, retangular, quadrática, triangular ou qualquer outra forma apropriada.

[0052] A invenção também se refere a um método de soldagem de arame duplo compreendendo:

- guiar um primeiro eletrodo consumível através de um primeiro tubo de contato em direção a uma área de soldagem,

- guiar um segundo eletrodo consumível através de um segundo tubo de contato para a área de soldagem,

- transferir uma corrente de soldagem para o primeiro e o segundo eletrodos consumíveis de uma única fonte de energia ligada a um primeiro e um segundo eletrodos consumíveis via os referidos primeiro e segundo tubos de contato, para manter um primeiro e um segundo arcos, respectivamente, para a geração de uma poça de solda, em que a referida fonte de energia única fornece o mesmo potencial nos ditos primeiro e segundo tubos de contato. De acordo com a

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 18/40

16/28 invenção, um arame frio é alimentado essencialmente ortogonalmente à referida poça de solda.

[0053] Em uma modalidade da invenção, o método inclui dirigir um fluxo de gás de proteção para a área de solda comum para os referidos primeiro e segundo eletrodos consumíveis em que uma poça de solda é mantida pelos referidos primeiro e segundo arcos, respectivamente, sob o fluxo de gás de proteção.

[0054] O método pode também ser aplicado na soldagem por arco submerso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0055] A presente invenção, juntamente com os objetivos acima referidos e outros e as vantagens, pode ser mais bem compreendida a partir da descrição detalhada a seguir das modalidades, mas não restrita às modalidades, em que se mostra esquematicamente:

Figura 1 um aparelho de soldagem de arame duplo de acordo com a invenção.

Figura 1a, uma poça de solda com um sistema de coordenadas indicando uma direção para a alimentação de um arame frio para a poça de solda.

Figura 2 uma primeira vista de uma modalidade de exemplo de uma cabeça de soldagem de soldagem a arco de acordo com a invenção para soldagem por arco submerso.

Figura 3 a cabeça de soldagem de soldagem a arco da Figura 1 girada no sentido anti-horário em 90°.

Figura 4 uma vista em perspectiva da cabeça de soldagem a arco da Figura 1.

Figuras 5a-5e, várias vistas de um dispositivo de contato para dois eletrodos consumíveis e um arame frio com vistas em corte abertas (Figuras 5a, 5e) e vistas laterais (Figuras 5b, 5d) e uma vista frontal (Figura 5c).

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 19/40

17/28

Figura 6, uma vista lateral de uma modalidade de exemplo de uma cabeça de soldagem de soldagem a arco.

Figuras 7a-7c, um arranjo de um arame frio e um eletrodo consumível em um primeiro conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos (Figura 7a), um segundo conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos consumíveis com o arame frio sendo o eletrodo central (Figura 7b), e um terceiro conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos consumíveis com o arame frio estando no exterior do conjunto de eletrodo (Figura 7c); e

Figuras 8a-8c, um arranjo de duas cabeças de soldagem de soldagem a arco, cada uma compreendendo arame frio e um eletrodo consumível em um primeiro conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos em cada cabeça de soldagem (Figura 8a), um segundo conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos consumíveis e um arame frio em cada cabeça de soldagem, com o arame frio sendo o eletrodo central (Figura 8b), e um terceiro conjunto de eletrodo compreendendo dois eletrodos consumíveis e um arame frio em cada cabeça de soldagem, com o arame frio estando no lado de fora do conjunto de eletrodo (Figura 8c.).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS DA INVENÇÃO [0056] Nos desenhos, elementos iguais ou semelhantes são referidos por numerais de referência iguais. Os desenhos são apenas representações esquemáticas, não destinadas a representar parâmetros específicos da presente invenção. Além disso, os desenhos destinamse a representar apenas modalidades típicas da invenção e, portanto, não devem ser considerados como limitativos do escopo da invenção. [0057] A Figura 1 mostra um desenho esquemático de um aparelho de soldagem de arame duplo 1 de acordo com a invenção. O aparelho de soldagem de arame duplo inclui um primeiro tubo de contato 2

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 20/40

18/28 para guiar um primeiro eletrodo consumível 4 em direção a uma poça de solda 6. O primeiro tubo de contato 2 está disposto em uma ponta de contato 8 de uma maneira convencional. No tubo de contato 2 corrente de soldagem é transferida para o primeiro eletrodo consumível 4. Além disso, um segundo tubo de contato 10 está disposto no aparelho de soldagem de arame duplo 1 para orientar um segundo eletrodo consumível 12 para a poça de solda 6. O segundo tubo de contato 10 é disposto em uma ponta de contato 14 de um modo convencional. A primeira e a segunda pontas de contato podem ser dispostas em um corpo único, o qual pode ser agregado por partes, ou em corpos separados. No segundo tubo de contato 10 corrente de soldagem é transferida para o segundo eletrodo consumível 12.

[0058] Uma única fonte de energia 16 está ligada a um dispositivo de contato 18 incluindo as pontas de contato 8, 14 e alojando o primeiro e o segundo tubos de contato 2, 10. O dispositivo de contato 18 pode incluir dispositivos de contato separados 18a, 18b ou um dispositivo de contato comum para ambas as pontas de contatos. A fonte de energia única 16 fornece o mesmo potencial para o primeiro e o segundo eletrodos consumíveis 4, 12. A fonte de energia pode ser de qualquer tipo convencional operável para a soldagem de arame duplo, tal como um conversor de soldagem, um transformador de soldagem, um retificador, um retificador controlado por tiristor ou um inversor. [0059] O aparelho de soldagem de arame duplo 1 inclui ainda uma disposição de alimentação 20 para alimentar um arame frio 22 para a poça de solda 6. O arranjo de alimentação inclui um tubo 22, que é eletricamente isolado da primeira e da segunda pontas de contato. O arame frio é alimentado através do tubo 22. Quando soldando, um arco estará presente no primeiro e no segundo eletrodos consumíveis 4, 12, mas não no arame frio 22. O arame frio é fundido por introdução do arame frio na poça de solda 6. De forma adequada, o arame frio

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 21/40

19/28 não está ligado a qualquer fonte de energia eléctrica e, por conseguinte, em geral, assume um potencial de terra. No entanto, pode ser possível ligar o arame frio a uma fonte de alimentação para pré-aquecer o arame frio. No entanto, o arame frio não será ligado a uma fonte de energia para fins de gerar um arco entre o arame frio e a peça de trabalho. O tubo 22 pode ser um tubo metálico, que é isolado da primeira e da segunda pontas de contato, ou um tubo cerâmico, como na modalidade de uma cabeça de soldagem, tal como descrita abaixo, que é apropriada para um aparelho de soldagem dupla de acordo com a invenção.

[0060] O arranjo de alimentação 20 para o referido arame frio é disposto para alimentar o dito arame frio 22, essencialmente ortogonalmente para a referida poça de solda. Na figura 1A é mostrado um desenho esquemático de uma poça de solda 6, incluindo um sistema de coordenadas de referência 26. O sistema de coordenadas de referência 26 indica uma direção de soldagem x, que é a direção na qual a cabeça de soldagem é movida relativamente a uma peça de trabalho 28, na qual uma costura de solda é gerada. O sistema de coordenadas de referência 26 inclui ainda uma direção transversal y. A direção de soldagem e a direção transversal formam um plano xy que é coplanar com uma superfície superior 30 da poça de solda. Sabe-se que a poça de solda pode ser um tanto agitada durante a soldagem. A superfície superior em um ponto de introdução 32 do arame frio é considerada ser uma superfície superior 30 da poça de solda no ponto de introdução 32 no estado quiescente sem perturbações.

[0061] Esta superfície superior 30 da poça de solda no estado quiescente não perturbado formaria um plano xy no ponto de introdução 32 do arame frio na poça de solda, cujo plano xy é normal para um vetor 38 da ponta 34 de um eletrodo consumível para o ponto mais próximo 36 da poça de solda. O sistema de coordenadas de referência

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 22/40

20/28 inclui uma terceira direção z, a qual é ortogonal ao plano xy. É aqui mostrado um vetor c que representa a direção de introdução do arame frio na poça de solda. O vetor c deve ser essencialmente ortogonal ao plano xy. Um coalinhamento perfeito com a direção z é preferível, no entanto, algum desvio da direção de introdução da direção z pode ser aceitável. O desvio do alinhamento perfeito é indicado por um ângulo a. Em modalidades da invenção, o arranjo de alimentação é disposto para alimentar o referido arame frio para a referida poça de solda a um ângulo de menos de 15°, de preferência inferior a 5°, ainda de preferência menor que 2° em relação a uma normal à superfície. Isto corresponde a um cone tendo um ângulo de abertura menor que 30°, de preferência inferior a 10°, de preferência ainda inferior a 4°.

[0062] Em soldagem de arco um arco está presente entre a ponta do eletrodo e a peça de trabalho. Um arco 40 é mostrado na figura 1. O contato do arco na peça de trabalho estará em movimento de uma maneira aleatória. No entanto, normalmente, assume-se que o arco está presente dentro de um cone 42 a partir da ponta do eletrodo consumível 34 para a poça de solda. O ângulo de abertura β do cone 42 pode variar de caso de soldagem para caso de soldagem. No entanto, um ângulo de abertura normal β é de cerca de 30°. Por esta razão, é preferível colocar o arame frio 22 de modo que ele entre na poça de solda em uma direção essencialmente ortogonal à mesma a uma distância axial D sendo menor que L * cotan (β/2) a partir do eletrodo consumível medida na ponta 34 do eletrodo consumível. Aqui L é o comprimento de arco, que é a distância entre da ponta de eletrodo para o ponto mais próximo 36 da poça de solda.

[0063] Pode ser preferível dispor o arame frio 22 entre dois arames consumíveis. Os arames consumíveis podem, de preferência, ser montados a uma distância axial A sendo menor do que um diâmetro de cone d medido na superfície 30 da poça de solda 6. Com esta disPetição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 23/40

21/28 posição, o arame frio será introduzido nas partes exteriores da área de arco definida pelos cones 42 de ambos os eletrodos consumíveis, o que tem mostrado ser benéfico para o resultado da solda.

[0064] O aparelho de soldagem pode incluir um mecanismo de espaçamento de tubo de contato para ajustar um espaçamento entre uma respectiva ponta dos referidos primeiro e segundo tubos de contato. O aparelho de soldagem pode incluir ainda um mecanismo de inclinação de tubo de contato para ajustar uma inclinação entre um respectivo eixo de comprimento dos referidos primeiro e segundo tubos de contato.

[0065] As Figuras 2 a 4 representam vistas diferentes de uma modalidade exemplificativa de uma cabeça de soldagem de soldagem a arco 100 de acordo com a invenção para soldagem por arco submerso, cujas vistas são descritas em combinação.

[0066] Ao longo da sua extensão longitudinal a cabeça de soldagem de soldagem por arco elétrico 100 compreende um dispositivo de contato 160 na sua extremidade inferior que durante a soldagem está em estreita proximidade com a peça de trabalho a ser soldada. O dispositivo de contato 160 retém os eletrodos 172, 176 e um arame frio 174 (Figuras 3, 4) do conjunto de eletrodo 170 da cabeça de soldagem 100. Os eletrodos 172, 176 e 174 e o arame frio saem do dispositivo de contato 160 através de uma saída 162 na extremidade inferior do dispositivo de contato 160 que está voltada para a peça de trabalho durante a operação de soldagem. Os eletrodos 172, 176 e o arame frio 174 podem ser alimentados a partir de respectivos reservatórios, tal como bobinas (não mostradas) na direção da cabeça de soldagem de arco 100.

[0067] O conjunto de eletrodos 170 compreende, a título de exemplo, dois eletrodos de arame consumíveis continuamente alimentados fundíveis 172, 176 e um arame frio 174 dispostos no dispositivo de

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 24/40

22/28 contato 160. O dispositivo de contato 160 compreende uma porção eletricamente isolante 166 para o arame frio 174. Apenas o arame frio 174 é mostrado ao longo da extensão da cabeça de soldagem. Os eletrodos consumíveis 172, 176 são mostrados apenas no dispositivo de contato 160. Os eletrodos consumíveis 172, 176 estão dispostos como os chamados arames duplos preferivelmente sendo alimentados em paralelo como um arranjo de eletrodo de arame duplo. A porção eletricamente isolante 166 é, de preferência, um conduto de arame extra isolado, por exemplo, feito de um material resistente ao calor, tal como cerâmica.

[0068] Acima do dispositivo de contato 160, um dispositivo alimentador 150 é disposto que alimenta os eletrodos e o arame frio em direção ao dispositivo de contato 160. Tipicamente, a unidade de alimentação 150 compreende rodas ranhuradas que movem os eletrodos de arame 172, 176 (não mostrados nesta porção por razões de clareza) em direção ao dispositivo de contato 160. A unidade de alimentação 150 compreende uma porção eletricamente isolante 156 para alimentação direta do arame frio 174. A porção eletricamente isolante 156 pode consistir em rodas de alimentação com uma ranhura isolada extra para o arame frio isolado eletricamente 174. O arame frio isolado eletricamente 174 pode passar através da unidade de alimentação de arame 150 livremente. As rodas alimentadoras são acionadas por uma unidade de acionamento 152, por exemplo, um motor elétrico.

[0069] Além da unidade de alimentação de arame 150, uma tremonha de fluxo 114 é disposta a qual alimenta fluxo granular para o dispositivo de contato 160 através de um bocal (não mostrado) para soldagem a arco submerso. Além da unidade de acionamento 152, a unidade de alimentação de arame 150 compreende uma engrenagem com um eixo de acionamento. No eixo de acionamento da engrenagem uma roda de alimentação 154 (Figura 6) está disposta que pode

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 25/40

23/28 ser pressurizada por outra roda (não mostrada). A roda de alimentação 154 aciona o eletrodo para frente na direção do dispositivo de contato 160.

[0070] Acima da unidade de alimentação de arame 150, a unidade de endireitamento de arame 140 é disposta para endireitar os eletrodos consumíveis 172, 176. Dois rolos (não referidos com números de referência) representados em uma posição mais a frente da unidade de endireitamento de arame 140 são usados para exercer uma pressão nas três rodas fixas dispostas verticalmente umas sobre as outras, na parte traseira do dispositivo de endireitamento de arame. A pressão que os rolos estão exercendo nas rodas é ajustável por meio de botões do lado de fora da unidade de endireitamento de arame 140. A pressão dos rolos nas três rodas está endireitando o arame. A unidade de endireitamento de arame 140 compreende uma porção eletricamente isolante 146 através da qual o arame frio 174 pode passar livremente através da unidade de endireitamento de arame 140.

[0071] Acima da unidade de endireitamento de arame 140, uma unidade de alimentação separada de arame 130 está disposta para alimentar o arame frio 174 em direção ao dispositivo de contato 160. Na unidade de alimentação de arame 130, uma unidade de acionamento 132, por exemplo, um motor elétrico, é arranjada que aciona rodas de alimentação da unidade alimentadora de arame 130. Além da unidade de acionamento 132, a unidade de alimentação de arame 130 compreende uma engrenagem com um eixo de acionamento. No eixo de acionamento da engrenagem uma roda de alimentação 134 (Figura 6) está disposta a qual pode ser pressurizada por outra roda (não mostrada). A roda de alimentação 134 aciona o arame frio para frente na direção do dispositivo de contato 160.

[0072] Acima da unidade de alimentação de arame 130, a unidade de endireitamento de arame separada 120 é disposta para endireitar o

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 26/40

24/28 arame frio 174. Assim, ao longo da extensão longitudinal da cabeça de soldagem 100 um duto eletricamente isolante 180 é fornecido para guiar o arame frio 174 a partir de um reservatório de arame, tal como uma bobina de arame (não mostrada) para o bocal de contato. Entre as unidades de alimentação 150 e 130 e acima da unidade de endireitamento de arame 120 um conduto de arame isolado eletricamente pode ser disposto o qual recebe o arame frio 174.

[0073] Em particular, o duto eletricamente isolante 180 consiste na porção eletricamente isolante 146 da unidade de endireitamento de arame 140, na porção eletricamente isolante 156 da unidade de alimentação de arame 150 para os eletrodos consumíveis 172, 176, e na porção 166 isolada eletricamente do dispositivo de contato 160, bem como condutos de arame eletricamente isolados entre eles e as unidades 130, 140, 150, 160 e acima da unidade de endireitamento de arame 120 para o arame frio 174.

[0074] A Figura 5a e a Figura 5e ilustram várias vistas de um dispositivo de contato 160 que estão descritas em combinação. O dispositivo de contato 160 engloba um corpo de dispositivo 161 que compreende dutos para receber os eletrodos consumíveis e o arame frio (não mostrado), em que uma porção isolada eletricamente 166 é um dos dutos.

[0075] A título de exemplo, o corpo de dispositivo 161 é feito de duas partes 161a, 161b separadas na direção longitudinal, onde uma parte removível 161b está fixada à parte principal 161a. A parte principal 161a tem uma porção superior cilíndrica e uma porção inferior que está ligeiramente recuada em relação ao corte através do meio (Figura 5a, 5e). A parte removível 161b está fixada à porção rebaixada da parte principal 161a por parafusos.

[0076] Alternativamente, o corpo de dispositivo 161 pode ser um corpo de metal monolítico com um ou mais furos perfurados para a

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 27/40

25/28 passagem dos eletrodos consumíveis e do arame frio, em vez de várias peças.

[0077] Entre a parte removível 161b e a parte principal 161b permanece uma pequena distância livre, quando as partes 161a e 161 b são fixadas uma à outra. A distância permite utilizar vários diâmetros de arame para os eletrodos consumíveis no dispositivo de contato 160. À medida que o arame frio é guiado separadamente na porção isolada eletricamente 166 o diâmetro do arame frio pode ser escolhido independentemente dos diâmetros dos outros eletrodos no corpo de dispositivo 161.

[0078] As partes 161a, 161 b do corpo de dispositivo 161 cercam uma ponta 163 que é composta por duas partes 163a, 163b em que a parte 163a é fixada à parte principal 161a e a parte 163b é fixada à parte removível 161b do corpo de dispositivo 161. As partes 163a, 163b da ponta 163 podem ser fixadas à parte principal 161a e a parte removível 161b, respectivamente, por parafusos inseridos em furos respectivos 164a, 164b previstos na parte principal 161a e na parte removível 161b.

[0079] A ponta 163 pode ter um diâmetro menor do que o resto do corpo de dispositivo 161 que pode ter uma forma predominantemente cilíndrica. A porção eletricamente isolante 166 se estende por toda a extensão longitudinal do dispositivo de contato 166 e proporciona uma saída 169 para o arame frio (não mostrado) em uma saída 162 da ponta 163 do dispositivo de contato 160.

[0080] Como pode ser visto nas vistas cortadas abertas apresentadas nas Figuras 5a e 5e, o corpo de dispositivo 161 tem uma seção interior 167 com a porção eletricamente isolante 166 disposta em uma posição central, proporcionando uma porção eletricamente isolante de um arame frio (não mostrado). A porção eletricamente isolante 166 é, de preferência, um tubo isolante, tal como um tubo de cerâmica. Em

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 28/40

26/28 ambos os lados da porção central eletricamente isolante 166, um duto 168a, 168b é proporcionado para eletrodos consumíveis (não mostrados) que se destinam a ser consumidos por arcos durante a soldagem. Os dutos 168a, 168b compreendem porções de ranhura correspondentes nas partes de ponta 163a, 163b. As porções de ranhura formam um recinto para os eletrodos consumíveis quando a parte removível 161 b está fixada à parte principal 161a do corpo de dispositivo 161.

[0081] No lado de fora do corpo de dispositivo 161 um parafuso 165 é disposto que retém as partes 161a, 161b do corpo de dispositivo em conjunto por meio de elementos de mola, tal como molas de disco, por exemplo, fornecendo uma pressão de contato das partes 161a, 161b virtualmente independente do diâmetro real dos eletrodos consumíveis.

[0082] Um contato elétrico pode ser fixado ao dispositivo de contato 160 na porção de contato 164c disposta na parte principal 161a do corpo de dispositivo 161. Um arame ligado a uma fonte de alimentação pode ser ligado à porção de contato 164c para transferir voltagem elétrica e corrente para o dispositivo de contato 160 de modo que arcos possam se desenvolver nos eletrodos consumíveis que estão em contato elétrico íntimo com o corpo de dispositivo 161.

[0083] Na porção eletricamente isolante 166 o arame frio pode passar através do dispositivo de contato 160, sem entrar em contato com os outros eletrodos (não mostrados).

[0084] A Figura 6 é uma vista lateral de uma modalidade de exemplo de uma cabeça de soldagem de soldagem a arco 100 virtualmente da mesma disposição como mostrada nas Figuras 2 a 4. A fim de evitar repetições desnecessárias nos referimos a estes desenhos para uma descrição detalhada de elementos semelhantes. Acima da unidade de endireitamento de arame 140, dois tubos de guia 142, 144

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 29/40

27/28 são fornecidos para eletrodos duplos. Os tubos de guia 142, 144 são dispostos transversal mente à extensão longitudinal da cabeça de soldagem 100. Entre a unidade de alimentação de arame 130 para o eletrodo de arame frio (não mostrado) e a unidade de endireitamento de arame 140 dos eletrodos consumíveis (não mostrados), um tubo guia 182 para o arame frio (não mostrado) é disposto. As unidades de acionamento 132, 152 podem ser equipadas com sensores de pulso para controle de velocidade dos eletrodos. Próximo do dispositivo de contato 160, um bocal 116 para uma tremonha de fluxo 114 (Figuras 2-4) é disposto, o bocal 116 está fixo a uma haste 116 disposta paralela ao eixo longitudinal do dispositivo de contato 160.

[0085] As Figuras 7a a 7c mostram arranjos de eletrodos em conjuntos de eletrodos 170 com relação a uma direção de soldagem 20. [0086] A Figura 7a mostra uma primeira variante de um conjunto de eletrodos 170 com um arame frio isolado eletricamente 174 e um eletrodo consumível não isolado. Esta cabeça de soldagem deve ser combinada com uma cabeça de soldagem adicional para incluir pelo menos dois eletrodos consumíveis como é sugerido pela invenção. Uma segunda variante de um conjunto de eletrodos 170 é mostrada na Figura 7b compreendendo dois eletrodos consumíveis 172, 176 e um arame frio, com o arame frio 174 sendo o centralmente localizado. Uma terceira variante de um conjunto de eletrodo 170 compreendendo dois eletrodos consumíveis 172, 176 e um arame frio, com o arame frio 174 estando do lado de fora do conjunto de eletrodo é mostrada na Figura 7c.

[0087] As Figuras. 8a a 8c mostram disposições de um conjunto de cabeça de soldagem 200 compreendendo duas cabeças de soldagem de soldagem a arco 100a, 100b. Cada cabeça de soldagem 100a, 100b compreende um conjunto de eletrodo 170a, 170b com arame frio 174a, 174b e um ou mais eletrodos consumíveis 172a, 172b. Em uma

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 30/40

28/28 primeira variante de um conjunto de cabeça de soldagem 200 mostrado na Figura 8a, cada cabeça de soldagem 100a, 100b compreende dois eletrodos 172a, 172b, e dois arames frios 174a, 174b, em cada cabeça de soldagem 100a, 100b. Os arames frios 174a, 174b são os eletrodos mais externos no conjunto de cabeça de soldagem 200. [0088] Uma segunda variante é mostrada na Figura 8b, em que cada cabeça de soldagem 100a, 100b compreende um conjunto de eletrodo 170a, 170b, com três eletrodos 172a, 176a, 172b, 176b, e dois arames frios 174a, 174b, em que o arame frio 174a, 174b é disposto no meio entre os dois eletrodos consumíveis 172a, 176a, 172b, 176b como eletrodos centrais de cada cabeça de soldagem 100a, 100b.

[0089] A Figura 8c mostra uma terceira variante, com dois eletrodos consumíveis 172a, 176a, 172b, 176b, e dois arames frios 174a, 174b, em cada cabeça de soldagem 100a, 100b, com o arame frio 174a, 174b estando no lado de fora do conjunto de cabeça de soldagem 200.

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 31/40

1/5

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de soldagem de arame duplo (1) incluindo um primeiro tubo de contato (2) para guiar um primeiro eletrodo consumível (4) em direção a uma poça de solda (6) e transferir corrente de soldagem para o primeiro eletrodo consumível (4), um segundo tubo de contato (10) para guiar um segundo eletrodo consumível (12) em direção à referida poça de solda (6) e transferir corrente de soldagem para o segundo eletrodo consumível (12), e uma única fonte de energia (16) ligada aos referidos primeiro e segundo tubos de contato (2,10) para proporcionar o mesmo potencial para os referidos dois eletrodos consumíveis (4,12), caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de soldagem de arame duplo (1) inclui ainda um arranjo de alimentação (20) para alimentar um arame frio (22) para a referida poça de solda o qual é disposto para alimentar o referido arame frio (22) ortogonalmente para a referida poça de solda (6).
2. Aparelho de soldagem (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido arranjo de alimentação (20) está disposto para alimentar o referido arame frio (22) para a referida poça de solda (6) a um ângulo de menos de 5° em relação a uma normal à superfície.
3. Aparelho de soldagem (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os referidos primeiro e segundo tubos de contato (2,10) são formados em pontas de contato separadas (8,14).
4. Aparelho de soldagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o primeiro e o segundo tubos de contato (2,10) estão ligados à referida fonte de alimentação simples (16) por meio de um primeiro e segundo dispositivos de contato (18a, 18b) que são separados para o primeiro e o segundo tubos de contato (2,10).

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 32/40

2/5
5. Aparelho de soldagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de soldagem (1) inclui ainda um mecanismo de espaçamento de tubo de contato para ajustar um espaçamento entre uma ponta respectiva dos referidos primeiro e segundo tubos de contato (2,10).
6. Aparelho de soldagem (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de soldagem inclui ainda um mecanismo de inclinação de tubo de contato para ajustar uma inclinação entre um eixo de comprimento respectivo dos referidos primeiro e segundo tubos de contato (2, 10).
7. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um duto isolado eletricamente (180) é fornecido para isolamento elétrico do referido arame frio (174) para ser eletricamente isolado dos referidos primeiro e segundo tubos de contato (168a, 168b) em um conjunto de eletrodo alojando os referidos primeiro e segundo tubos de contato e o referido duto isolado eletricamente.
8. Aparelho de soldagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o duto de arame isolado (180) é um tubo de cerâmica.
9. Aparelho de soldagem, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o duto isolado eletricamente (180) compreende uma porção isolada eletricamente (146) em uma unidade de endireitamento de arame (120, 140) para endireitar um ou mais dos eletrodos consumíveis e do arame frio (172, 174, 176).
10. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que uma unidade de endireitamento de arame individual (120) é fornecida para o arame

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 33/40

3/5 frio (174) separada das unidades de endireitamento de arame (140) do primeiro e do segundo eletrodos consumíveis (172, 176) do conjunto de eletrodo (170).
11. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que o duto isolado eletricamente (180) compreende uma porção isolada eletricamente (156) em uma unidade alimentadora de arame (130, 150) para alimentar um ou mais eletrodos (172, 176) e arames frios (174) em direção a uma peça de trabalho (10).
12. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que uma unidade alimentadora de arame individual (130) é fornecida para o arame frio (174) separada da unidade de alimentação de arame (150) do primeiro e do segundo eletrodos consumíveis (172, 176).
13. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma unidade de controle de velocidade individual (132) é fornecida para o arame frio (174) separada da unidade de controle de velocidade (152) do primeiro e do segundo eletrodos consumíveis (172, 176).
14. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o arame frio (174) no duto isolado eletricamente (180) está em ordem sequencial disposto entre o primeiro e o segundo eletrodos consumíveis com relação a uma direção de soldagem (20) em uma peça de trabalho (10).
15. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o arame frio (174) está disposto a montante do primeiro e do segundo eletrodos consumíveis com relação a uma direção de soldagem (20) em uma peça de trabalho (10).

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 34/40

4/5
16. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o arame frio (174) está disposto a jusante dos eletrodos consumíveis (172, 176) do conjunto de eletrodo (170) em relação a uma direção de soldagem (20) em uma peça de trabalho (10).
17. Aparelho de soldagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma unidade alimentadora (150) e/ou uma unidade de endireitamento (140) para o primeiro e o segundo eletrodos consumíveis (172, 176) proporcionam uma alimentação de passagem para guiar o arame frio (174) através da unidade alimentadora (150).
18. Aparelho de soldagem (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o referido aparelho de soldagem é um aparelho de soldagem de arco de metal a gás incluindo um copo de gás para dirigir um fluxo de gás de proteção em direção à área de solda comum aos referidos primeiro e segundo eletrodos (172, 176).
19. Método para soldagem de arame duplo, compreendendo:

- guiar um primeiro eletrodo consumível (4) através de um primeiro tubo de contato (2) em direção a uma área de soldagem,

- guiar um segundo eletrodo consumível (12) através de um segundo tubo de contato (10) em direção à área de soldagem,

- transferir uma corrente de soldagem para o primeiro e o segundo eletrodos consumíveis (4,12) de uma única fonte de energia (16) ligada a um primeiro e segundo eletrodos consumíveis via os referidos primeiro e segundo tubos de contato (2,10) para manter um primeiro e um segundo arcos, respectivamente, para a geração de uma poça de solda (6), em que a referida fonte de energia única fornece o mesmo potencial nos referidos primeiro e segundo tubos de contato,

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 35/40

5/5 caracterizado pelo fato de que um arame frio (22) é alimentado ortogonalmente para a referida poça de solda (6).
20. Método para soldagem, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

- dirigir um fluxo de gás de proteção em direção à área de solda comum para os referidos primeiro e segundo eletrodos (4,12), em que a poça de solda (6) é mantida pelos referidos primeiro e segundo arcos, respectivamente, sob o fluxo de gás de proteção.

Petição 870170099343, de 19/12/2017, pág. 36/40

1/9

2/9