BR112019016459B1

BR112019016459B1 - Cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma, anel de rotação de um maçarico a arco de plasma, método para operar e método para montar um cartucho de maçarico a arco de plasma

Info

Publication number: BR112019016459B1
Application number: BR112019016459-6A
Authority: BR
Inventors: Yu Zhang; Jesse A. Roberts; Zheng Duan; Michael Scheller; David Agan; Steven Moody; Stephen T. Eickhoff; Garrett K. Quillia
Original assignee: Hypertherm, Inc
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2023-10-24
Also published as: BR112019016459A2; CN110352630A; CN110352630B; AU2018217728B2; KR20190111110A; JP2020511309A; US20180228013A1; RU2760973C2; EP3581000A1; CN110383956A; AU2018217728A1; EP4050975A1; EP3581001B1; RU2019128057A; EP3581001C0; CN115515291A; WO2018148496A1; WO2018148495A1; EP3581001A1; JP7221204B2

Abstract

um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma inclui uma estrutura de cartucho tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade, a primeira e segunda extremidade definindo um eixo longitudinal, a segunda extremidade incluindo uma pluralidade de peças de retenção distintas. o cartucho consumível inclui um elemento de contato eletricamente condutor fixado na armação do cartucho pela pluralidade de peças de retenção distintas e pode ser deslocado em uma distância predeterminada dentro da armação do cartucho ao longo do eixo longitudinal na segunda extremidade, tendo o elemento de contacto um núcleo, uma superfície proximal e uma superfície distal. a superfície proximal é moldada para contatar um êmbolo de maçarico do maçarico a arco de plasma quando da instalação no maçarico a arco de plasma e a superfície distal é moldada para contatar um eletrodo do maçarico a arco de plasma durante uma operação do maçarico a arco de plasma.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[0001] Esse Pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisional dos Estados Unidos n° 62/456,813, depositado em 9 de fevereiro de 2017 e intitulado “Moving Crown for Cartridge”, cujo conteúdo integral é aqui incorporado em sua totalidade mediante referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0002] A presente invenção refere-se geralmente ao campo de sistemas e processos de corte a arco de plasma. Mais especificamente, a invenção refere-se a componentes consumíveis aperfeiçoados (por exemplo, anéis de rotação incluindo elementos de contato) para operar um maçarico a arco de plasma.

ANTECEDENTES

[0003] Maçaricos a arco de plasma são amplamente usados no corte e na marcação de materiais. Maçarico a arco de plasma de CA geralmente inclui um eletrodo e um bocal tendo um orifício de saída central montado dentro de um corpo do maçarico, conexões elétricas, passagens para arrefecimento, e passagens para fluidos de controle de arco (por exemplo, gás de plasma). O maçarico produz um arco de plasma, isto é, um jato ionizado estrangulado de um gás com alta temperatura e alto momento. Os gases usados no maçarico podem ser não reativos (por exemplo, argônio ou nitrogênio) ou reativos (por exemplo, oxigênio ou ar). Durante operação, um arco piloto é primeiramente gerado entre o eletrodo (parte do cátodo) e o bocal (parte do ânodo). A trepidação do arco piloto pode ser por meio de um sinal de alta frequência e alta voltagem, acoplado a um suprimento de energia CC e ao maçarico ou por meio de qualquer um de uma variedade de métodos de partida. Maçaricos a arco de plasma podem utilizar cartuchos incluindo um ou mais componentes consumíveis (por exemplo, um bocal, um eletrodo e/ou um anel de rotação) para facilidade de instalação e operação.

[0004] As figuras 1 e 2 mostram um cartucho para um maçarico a arco de plasma do estado da técnica 100 que tem um bocal 104, uma blindagem 108, um eletrodo 112, uma cobertura de retenção 116, um anel de rotação 120, e uma “coroa” fixa ou elemento de contato 124 disposto em torno do anel de rotação 120. O elemento de contato 124 não se move em relação ao anel de rotação 120, por exemplo, é fixada em uma direção axial em relação ao anel de rotação 120. O elemento de contato 124 passa uma corrente de corte a partir de um êmbolo 132 do maçarico a arco de plasma 100 para o eletrodo 122. Como o corte a plasma requer uma corrente de corte elevada, uma conexão elétrica sólida deve ser mantida entre o maçarico a arco de plasma 100 e o eletrodo 112 para assegurar uma operação adequada e limitar ou eliminar a formação de centelhas, que pode danificar o equipamento e encurtar a vida do componente.

[0005] O projeto de “coroa fixa” tem um modo de falha quando o elemento de contato 124 não está em contato pleno com o êmbolo 132 (por exemplo, porque o cartucho não é completamente apertado dentro do maçarico a arco de plasma 100). Nesse modo de falha, um espaço 228 pode ser criado entre o elemento de contato 124 e o êmbolo 132, como mostrado na figura 2, a folga 228 resulta em uma conexão elétrica pobre, e pode causar um desempenho insuficiente e falha de componente. Além disso, a ligação pobre pode levar à formação de arco entre o cátodo (por exemplo, o êmbolo 132) e o elemento de contato 124, o qual pode destruir todo o maçarico ao invés de apenas um ou mais componentes consumíveis. O que é necessário é um cartucho consumível que evite esse modo de falha e garanta um contato apropriado e completo entre o êmbolo 132 e o elemento de contato 124, mesmo se o cartucho não estiver completamente aparafusado ou estiver de outro modo solto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] A presente invenção refere-se a artigos de consumo aperfeiçoados (por exemplo, cartuchos de maçarico a arco de plasma e anéis de rotação incluindo elementos de contato) para maçaricos a arco de plasma e métodos associados de operação. O projeto mostrado e descrito acima nas figuras 1-2 é modificado de modo que a “coroa fixa” acima é substituída por um elemento de contato “flutuante”, que é uma peça separada no interior do cartucho que pode transladar uma distância predeterminada (por exemplo, um comprimento axial) dentro do maçarico durante a instalação e/ou operação no maçarico. O elemento de contato pode ser encaixado por pressão ou colocado dentro de um anel ou cartucho de rotação e confinado em determinada região dentro da qual existe espaço suficiente (ou “folga”) para o elemento de contato deslizar livremente. Tal configuração, contato apropriado e completo com o cátodo do maçarico pode ser mantido mesmo se o cartucho não for completamente aparafusado no maçarico (com o cátodo do maçarico pressionando o elemento de contato axialmente para frente). Essa configuração protege o maçarico e garante que o contato elétrico apropriado seja mantido dentro do maçarico.

[0007] Por exemplo, uma modalidade inclui um projeto de “encaixe por pressão” que permite que o elemento de contato se desloque numa direção axial na região de falha durante a instalação no maçarico. Assim, ao invés de ser rigidamente fixado ao anel de rotação, o elemento de contato é localizado dentro de um trilho ou conjunto de trilhos dentro do anel de rotação e é impelido por uma mola que empurra o elemento de contato na direção do maçarico, se houver uma folga (por exemplo, por causa de uma rosca não apertada). Durante montagem apropriada o cátodo empurrará o elemento de contato para frente ligeiramente em direção ao eletrodo, mas ainda manterá uma folga para a condução. A folga e a mola que está sendo comprimida durante o corte e a ignição do arco são um resultado da força de gás no anel de rotação e na câmara de pressão. A liberdade de movimento do elemento de contato garante acoplamento apropriado com o cátodo através de vários estágios de rotação e instalação do cartucho.

[0008] Em um aspecto, a invenção apresenta um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma. O cartucho consumível possui uma estrutura de cartucho tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. A primeira e a segunda extremidade definem um eixo geométrico longitudinal. A segunda extremidade possui uma pluralidade de peças de retenção distintas. O cartucho consumível também inclui um elemento de contato eletricamente condutor preso à estrutura de cartucho pela pluralidade de peças de retenção distintas e é transladável até uma distância predeterminada dentro da estrutura de cartucho ao longo do eixo geométrico longitudinal na segunda extremidade. O elemento de contato tem um núcleo, uma superfície proximal e uma superfície distal. A superfície proximal é moldada para contatar um êmbolo de maçarico do maçarico a arco de plasma quando da instalação no maçarico a arco de plasma. A superfície distal é moldada para contatar um eletrodo do maçarico a arco de plasma durante uma operação do maçarico a arco de plasma.

[0009] Em algumas modalidades, pelo menos uma peça de retenção distinta na pluralidade de peças de retenção distintas é configurada para engatar uma chave para detectar a presença de uma estrutura de cartucho, cartucho ou cobertura de retenção presa a um corpo do maçarico do maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, pelo menos uma peça de retenção distinta na pluralidade de peças de retenção distintas inclui um trilho de guia para estabelecer interface com o elemento de contato. Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui pelo menos um canal de guia para estabelecer interface com pelo menos uma peça de retenção distinta na pluralidade de peças de retenção distintas. Em algumas configurações, a pluralidade de peças de retenção distintas inclui um ou mais limitadores axiais. Em algumas modalidades, a estrutura de cartucho forma um anel de rotação ou peça de rotação do maçarico a arco de plasma, a primeira extremidade da estrutura de cartucho incluindo um conjunto de passagens conectando fluidamente uma superfície interna da estrutura de cartucho e uma superfície externa da estrutura de cartucho.

[0010] Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui uma peça de encaixe por pressão para acoplamento à estrutura de cartucho. Em algumas modalidades, um eletrodo é disposto dentro da estrutura de cartucho, o eletrodo interagindo (por exemplo, incluindo) com uma mola configurada para orientar o elemento de contato em direção a um cátodo do maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, o elemento de contato configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal durante a instalação no maçarico a arco de plasma em contato com o êmbolo do maçarico. Em algumas modalidades, a pluralidade de peças de retenção distintas é configurada para encaixar de forma casada o elemento de contato e definir um caminho de translação do elemento de contato dentro da estrutura de cartucho. Em algumas modalidades, a pluralidade de peças de retenção distintas e o elemento de contato definem um conjunto de passagens de ventilação. Em algumas modalidades, o caminho de translação dispõe de duas, ou mais, superfícies radiais de interface entre o elemento de contato e a estrutura de cartucho.

[0011] Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui bordas de corte. Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui uma peça de tampa integralmente formada com o núcleo. Em algumas modalidades, a estrutura de cartucho é formada de um material termoplástico. Em algumas modalidades, a estrutura de cartucho é moldada. Em algumas modalidades, o elemento de contato é fisicamente separado de um eletrodo dentro do cartucho consumível. Em algumas modalidades, o elemento de contato é removido do contato físico direto com o eletrodo quando o maçarico a arco de plasma não está em operação. Em algumas modalidades, uma espessura entre a superfície proximal e a superfície distal é, pelo menos, o dobro de uma espessura em um perímetro do núcleo.

[0012] Em outro aspecto, a invenção apresenta um anel de rotação para um maçarico a arco de plasma. O anel de rotação tem uma forma de corpo para se encaixar de forma casada com um eletrodo do maçarico a arco de plasma. O corpo tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A primeira e a segunda extremidades definem um eixo geométrico longitudinal. O corpo tem também um conjunto de protuberâncias que se estendem a partir da segunda extremidade em uma direção do eixo geométrico longitudinal. Pelo menos uma protuberância inclui um trilho de guia interior. O anel de rotação também inclui um elemento de contato eletricamente condutor confinado pelo conjunto de protuberâncias. O elemento de contato inclui pelo menos um canal de guia complementar e pelo menos um trilho de guia. O alinhamento do elemento de contato com o anel de rotação é facilitado por uma interação do pelo menos um canal de guia com pelo menos um trilho de guia.

[0013] Em algumas modalidades, pelo menos uma protuberância define uma região que o elemento de contato pode ocupar durante uma operação normal do maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, a primeira extremidade inclui um conjunto de passagens que conectam de forma fluida uma superfície interna do anel de rotação e uma superfície externa do anel de rotação. Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui uma peça de encaixe de pressão para acoplamento ao corpo do anel de rotação. Em algumas modalidades, o eletrodo interage ou inclui uma mola configurada para impelir o elemento de contato em direção a um cátodo do maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, o elemento de contato é configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal durante a instalação no maçarico a arco de plasma em contato com um êmbolo do maçarico a arco de plasma. In algumas modalidades, uma ou mais protuberâncias tem uma altura linear entre aproximadamente 5 e 7 milímetros. Em algumas modalidades, uma ou mais protuberâncias tem uma largura linear entre aproximadamente 1 e 3 milímetros. Em algumas modalidades, uma ou mais protuberâncias tem um comprimento linear entre aproximadamente 6 e 8 milímetros.

[0014] Em algumas modalidades, o conjunto de protuberâncias define um caminho de translação para o elemento de contato. Em algumas modalidades, o anel de rotação e o elemento de contato definem um conjunto de passagens de ventilação. Em algumas modalidades, o caminho de translação dispõe de duas, ou mais, superfícies radiais de interface entre o elemento de contato e o anel de rotação. Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui bordas cortantes. Em algumas modalidades, o elemento de contato tem uma espessura de seção transversal substancialmente uniforme. Em algumas modalidades, o anel de rotação é formado de um material termoplástico. Em algumas modalidades, o anel de rotação é moldado. Em algumas modalidades, o elemento de contato é removido do contato físico direto com o eletrodo quando o maçarico a arco de plasma não está em operação.

[0015] Em outro aspecto, a invenção caracteriza um anel de rotação para um maçarico a arco de plasma. O anel de rotação tem um corpo configurado para pelo menos parcialmente circundar e acoplar de forma deslizante um eletrodo do maçarico a arco de plasma. O corpo tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta à primeira extremidade. A primeira e a segunda extremidade definem um eixo geométrico longitudinal. O corpo tem também um conjunto de protuberâncias que se estendem a partir da segunda extremidade em uma direção do eixo geométrico longitudinal. Pelo menos uma das protuberâncias é configurada para encaixar um interruptor para detectar a presença de um anel de rotação ou uma cobertura de retenção do maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, um conjunto de furos de rotação moldados é integralmente formado no interior do corpo do anel de rotação. Em algumas modalidades, o anel de rotação inclui um bocal unitário plissado. Em algumas modalidades, o anel de rotação inclui um elemento de contato eletricamente condutor confinado dentro do conjunto de protuberâncias, em que o conjunto de protuberâncias inclui um conjunto de trilhos de guia e o elemento de contato inclui um conjunto de canais de guia complementares ao conjunto de trilhos de guia. Em algumas modalidades, o conjunto de protuberâncias inclui uma peça de retenção para confinar o elemento de contato.

[0016] Em outro aspecto, a invenção apresenta um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma. O cartucho consumível inclui uma estrutura de cartucho e um elemento de contato eletricamente condutor confinado pela estrutura de cartucho. O cartucho consumível também inclui meios para travar o elemento de contato no maçarico a arco de plasma durante a operação do maçarico a arco de plasma. Outro aspecto da invenção apresenta um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma. O cartucho consumível inclui uma estrutura de cartucho. O cartucho consumível (por exemplo, a estrutura) inclui ainda meios para o engate de uma peça de detecção consumível do maçarico a arco de plasma durante a operação do maçarico a arco de plasma.

[0017] Em outro aspecto, a invenção caracteriza um método de operação de um maçarico a arco de plasma. O método inclui a instalação de um cartucho consumível no maçarico a arco de plasma. O cartucho consumível possui uma estrutura de cartucho com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade que definem um eixo geométrico longitudinal. O cartucho consumível inclui um elemento de contato eletricamente condutor confinado pela estrutura de cartucho. O método também inclui a translação do elemento de contato em uma primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal na direção da primeira extremidade uma vez que o contato é feito com um êmbolo do maçarico do maçarico a arco de plasma. Este método também inclui a translação de um eletrodo do maçarico a arco de plasma em uma segunda direção oposta à primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal. O eletrodo contata o elemento de contato durante a operação de plasma (por exemplo, corte ou goivagem) do maçarico a arco de plasma. O elemento de contato é separado do eletrodo quando o maçarico a arco de plasma não estiver executando a operação de plasma.

[0018] Em outro aspecto, a invenção apresenta um método de montagem de um cartucho de maçarico a arco de plasma. O método inclui a provisão de um anel de rotação que tem forma de corpo para se encaixar de forma casada com um eletrodo de um maçarico a arco de plasma. O corpo tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade que definem um eixo geométrico longitudinal. O corpo tem também um conjunto de protuberâncias que se estendem a partir da segunda extremidade ao longo de uma direção do eixo geométrico longitudinal. O conjunto de protuberâncias inclui um conjunto de trilhos de guia. O método também inclui a provisão de um elemento de contato eletricamente condutor com um conjunto de canais de guia complementares ao conjunto de trilhos de guia do anel de rotação. O método também inclui a instalação do elemento de contato no anel de rotação, os canais de guia do elemento de contato engatando de forma casada o conjunto de trilhos de guia do anel de rotação. Após instalação do elemento de contato no anel de rotação, o elemento de contato translada por uma distância fixa ao longo do eixo geométrico longitudinal dentro do anel de rotação até que o bocal seja fixado à primeira extremidade do anel de rotação. Após instalação, o elemento de contato é mantido seguramente dentro do cartucho de maçarico a arco de plasma (por exemplo, confinado dentro de uma região, mas livre para se mover em uma direção axial dentro da região). Em algumas modalidades, após a instalação, o elemento de contato é capaz de transladar uma distância fixa dentro do cartucho de maçarico a arco de plasma ao longo do eixo geométrico longitudinal. Em algumas modalidades, a translação do elemento de contato em uma direção da segunda extremidade é limitada por pelo menos uma peça de retenção disposta em uma superfície interior de pelo menos uma das protuberâncias.

[0019] Em outro aspecto, a invenção apresenta um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma. O cartucho consumível possui um corpo configurado para pelo menos parcialmente circundar e acoplar deslizantemente um eletrodo do maçarico a arco de plasma. O corpo tem uma primeira extremidade distal e uma segunda extremidade proximal oposta à primeira extremidade. Primeira e segunda extremidade definindo um eixo geométrico longitudinal. O cartucho consumível também inclui um componente intermediário configurado para ser posicionado entre o corpo e uma chave de segurança do maçarico a arco de plasma, o componente intermediário incluindo pelo menos uma protuberância distinta fixada a uma extremidade proximal do componente intermediário, a protuberância distinta se estendendo a partir da extremidade proximal do componente intermediário em uma direção do eixo geométrico longitudinal. Pelo menos uma protuberância distinta é configurada para permitir a operação do maçarico a arco de plasma mediante a detecção de uma presença de um artigo de consumo (por exemplo, anel de rotação ou cobertura de retenção) do maçarico a arco de plasma pelo comutador de segurança. Outro aspecto da invenção apresenta um método para permitir a operação de um maçarico de corte a arco de plasma. O método inclui a provisão de uma protuberância sobre um corpo de um cartucho de maçarico. O método também inclui a instalação do cartucho de maçarico num maçarico a arco de plasma, a protuberância ativando um interruptor de segurança para detectar a presença de um artigo de consumo (por exemplo, anel de rotação ou cobertura de retenção) do maçarico a arco de plasma.

[0020] Em algumas modalidades, o cartucho inclui um eletrodo de mola com uma “coroa flutuante” que é localizada dinamicamente no interior do anel de rotação do cartucho. Em algumas modalidades, quando não em operação, a coroa flutuante não está em contato físico direto com o eletrodo (por exemplo, está contatando apenas a mola que conecta os dois). Em algumas modalidades, o anel de rotação e a coroa flutuante incluem trilhos ou guias complementares. Em algumas modalidades, a coroa flutuante tem uma forma não circular com um número de linguetas e/ou rasgos que seriam caros e/ou difíceis de usinar. Em algumas modalidades, um conjunto adicional de superfícies de alinhamento influencia os contatos elétricos dentro do maçarico (em certas modalidades anteriores, o eletrodo, o elemento de contato, e o êmbolo dotado de tais superfícies, enquanto que aqui o anel de rotação também provê tais superfícies). Em algumas modalidades, à medida que ocorre a instalação, a coroa se desloca axialmente para frente quando contato é feito com o êmbolo do maçarico, e então quando o disparo do eletrodo translada de volta para a coroa flutuante para queimar. Em algumas modalidades, uma ou mais configurações descritas aqui resultam em alinhamento aperfeiçoado material consumível. Em algumas modalidades, uma ou mais configurações aqui descritas proporcionam um contato ou ligação mais confiável entre o êmbolo e o eletrodo, mesmo durante a instalação incompleta, o que permite mudanças mais rápidas de material consumível e redução no custo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] A discussão precedente será entendida mais prontamente a partir da descrição detalhada seguinte da invenção quando tomada em conjunto com os desenhos anexos.

[0022] A figura 1 é uma vista em seção transversal de um maçarico a arco de plasma do estado da técnica com um cartucho de “coroa fixa”, corretamente instalado.

[0023] A figura 2 é uma vista em seção transversal de um maçarico a arco de plasma da técnica anterior com um cartucho de “coroa fixa”, inadequadamente instalado.

[0024] A figura 3 é uma vista em seção transversal de um maçarico a arco de plasma com um cartucho incluindo uma “coroa flutuante” ou elemento de contato instalado no mesmo, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0025] A figura 4A é uma vista em seção transversal de um anel de rotação dotado de uma “coroa flutuante” ou elemento de contato instalado no mesmo, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0026] A figura 4B é uma vista lateral do anel de rotação da figura 4A girado em 90 graus em torno de um eixo geométrico longitudinal do anel de rotação, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0027] A figura 5 é uma vista lateral de um cartucho de maçarico a arco de plasma que tem um eletrodo e um elemento de contato instalado no mesmo, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0028] A figura 5B é uma vista de topo do cartucho de maçarico a arco de plasma de figura 5A, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0029] A figura é uma vista em corte do cartucho de maçarico a arco de plasma de figura 5A, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0030] A figura 5D é uma vista explodida do cartucho de maçarico a arco de plasma de figura 5A, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0031] A figura 6A é uma vista em perspectiva do elemento de contato para um cartucho de maçarico a arco de plasma Mostrado nas figuras 5A-5D, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0032] A figura 6B é uma vista superior de um elemento de contato para um cartucho de maçarico a arco de plasma tendo bordas recortadas, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0033] A figura 7 é um fluxograma que ilustra um método de operação de um maçarico a arco de plasma, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

[0034] A figura 8 é um fluxograma que ilustra um processo de montagem de um cartucho de maçarico a arco de plasma, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0035] A figura 3 é uma vista em seção transversal de um maçarico a arco de plasma 300 com um cartucho 304 que inclui um motor “coroa flutuante” ou elemento de contato eletricamente condutor 308 instalado nele, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. O maçarico a arco de plasma 300 tem um bocal 312, uma blindagem 316, um eletrodo 320, uma cobertura de retenção 324, e um anel de rotação 328. O elemento de contato 308 instalado no maçarico a arco de plasma 300 inclui uma mola 332 do eletrodo 320 configurado para orientar o elemento de contato 308 axialmente para trás em direção ao êmbolo (cátodo) 332. Durante a montagem, o cátodo 332 empurrará o elemento de contato 308 ligeiramente para frente em direção ao eletrodo 320, mas ainda manter a tensão uma folga entre o eletrodo 320 e o elemento de contato 308 para transporte e geração de arco durante o início da operação. Corte de corte e/ou ignição a arco, esta folga e a mola serão plenamente comprimidas como resultado de forças de gás dentro do anel de rotação 328 (e/ou câmara de pressão). Em contraste com a modalidade da técnica anterior mostrada nas figuras 1 e 2, essa liberdade de movimento do elemento de contato 308 garante acoplamento apropriado com o cátodo 332 através de vários estágios de rotação e instalação do cartucho.

[0036] A figura 4A é uma vista em seção transversal do anel de rotação 328 (por exemplo, um cartucho consumível para um maçarico a arco de plasma) tendo uma “coroa flutuante” ou elemento de contato eletricamente condutor 308, instalado no mesmo, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção, e a figura 4B é uma vista lateral do anel de rotação da figura 4A girado em 90 graus em torno de um eixo geométrico longitudinal 416 do anel de rotação 328. O anel de rotação 328 tem um corpo 404 (por exemplo, uma estrutura de cartucho) tendo uma primeira extremidade 408 e uma segunda extremidade 412 oposta à primeira extremidade 408, a primeira e a segunda extremidade definindo um eixo geométrico longitudinal 416. A segunda extremidade 412 inclui uma pluralidade de peças de retenção distintas 420 a, 420B. As peças de retenção distintas 420A, 420B podem ser protuberâncias que tomam a forma de projeções, distensão ou extensões longitudinais na segunda extremidade 412. Nessa modalidade, existem duas peças de retenção 420A, 420B que são diametralmente opostas, mas em outras modalidades há outro número de peças de retenção distintas, incluindo três, quatro ou um número diferente.

[0037] O elemento de contato 308 é fixado ao corpo 404 por meio de uma pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B. O elemento de contato 308 tem um núcleo 428, uma superfície proximal 432, e uma superfície distal 436. A superfície proximal 432 é configurada para contatar um êmbolo do maçarico (por exemplo, o cátodo 332 mostrado e descrito na Figura 3) do maçarico a arco de plasma quando da instalação no maçarico a arco de plasma. A superfície distal 436 é configurada para contatar um eletrodo (por exemplo, o eletrodo 320 mostrado e descrito na figura 3) do maçarico a arco de plasma durante uma operação do maçarico a arco de plasma. O elemento de contato 308 é fisicamente separado do eletrodo 320 e é removido do contato físico direto com o eletrodo 320 quando o maçarico a arco de plasma 300 não está em operação. O elemento de contato 308 é transladável até uma distância predeterminada 424 dentro do corpo 404 ao longo do eixo geométrico longitudinal 416 na segunda extremidade 412. O elemento de contato 308 pode ser fabricado a partir de latão, cobre e/ou outro material condutor.

[0038] Pelo menos uma peça de retenção distinta (ou protuberância) na pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B pode incluir um meio para acoplar uma peça de detecção consumível do maçarico a arco de plasma (por exemplo, um comutador 334) durante a operação do maçarico a arco de plasma. A peça de detecção consumível pode ser para a detecção de uma presença de um artigo de consumo (por exemplo, a cobertura de retenção 324) fixada a um corpo de maçarico do maçarico a arco de plasma, conforme mostrado na figura 3. Além disso, pelo menos uma peça de retenção distinta na pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B (como mostrado, cada peça de retenção distinta) inclui um trilho de guia 440 para estabelecer interface com o elemento de contato 308. O elemento de contato 308 inclui pelo menos um canal guia complementar 444 para estabelecer interface com pelo menos uma peça de retenção distinta na pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B. Em algumas modalidades, a pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B pode incluir um ou mais limitadores axiais 448A, 448B (ou peças de “virola”) que servem, por exemplo, como um meio para travar o elemento de contato 308 no cartucho. A pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B é configurada para se encaixar de forma casada com o elemento de contato 308 e para definir um caminho de translação do elemento de contato 308 dentro do corpo (por exemplo, correspondente à distância predeterminada 424). O caminho de translação dispõe de duas, ou mais, superfícies radiais de interface entre o elemento de contato 308 e o corpo 404.

[0039] O corpo 404 pode formar um anel de rotação ou peça de rotação do maçarico a arco de plasma. A primeira extremidade do corpo 404 inclui um conjunto de passagens (por exemplo, passagens 452A, 452B, 452C, etc.) conectando de forma fluida uma superfície interna 456 do corpo 404 e uma superfície externa 460 do corpo 404. O elemento de contato 308 pode incluir uma peça de encaixe por pressão 464 para acoplamento ao corpo 404. Elemento de contato 308 pode ser configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal 416 durante a instalação no maçarico a arco de plasma em contato com o êmbolo do Maçarico 332. Uma pluralidade de peças de retenção distintas 420A, 420B e o elemento de contato 308 definem um conjunto de passagens de ventilação 468 a, 468B. Em algumas modalidades, o elemento de contato inclui uma peça de “cobertura” formada integralmente com o núcleo (por exemplo, conforme mostrado abaixo na figura 6A). Em algumas modalidades, o elemento de contato 308 inclui bordas cortantes (por exemplo, conforme mostrado Abaixo em figura 6B). Em algumas modalidades, o corpo 404 é formado de um termoplástico e/ou moldado.

[0040] A modalidade da invenção, mostrada nas figuras 3 e 4A-4B, foi testada em comparação com o projeto de cartucho de “coroa fixa” das figuras 1 e 2. Durante teste de maturação, a rosca do cartucho para cada configuração foi deixada ligeiramente frouxa para gerar uma folga de aproximadamente 0,040 polegadas. Cada sistema foi executado em modo de goivagem, o qual proporciona uma menor pressão de gás e um maior risco de formação de arco. Para o projeto de cartucho de “coroa fixa” das Figuras 1 e 2, dois de doze casos de teste falharam, e em um desses dois casos de teste, o maçarico foi completamente queimado ou destruído. Em comparação, quando os mesmos testes foram realizados com a realização de “coroa flutuante” mostrada nas figuras 3 e 4A-4B, o maçarico passou no teste em todas as vezes sem qualquer dano, mostrando que a modalidade das figuras 3 e 4A-4B proporciona um maçarico e um projeto de material consumível mais robusto.

[0041] As figuras 5A-5D mostram várias vistas de outro cartucho consumível 500 para um maçarico a arco de plasma tendo um elemento de contato 540 nele instalado, de acordo com outra modalidade ilustrativa da invenção, a figura 5A mostra uma vista lateral; a figura 5B mostra uma vista de topo; a figura 5C mostra uma vista em corte; a figura 5D mostra uma vista explodida. Elementos desse cartucho consumível 500 podem ser substancialmente similares àqueles mostrados e descritos acima nas figuras 4A-4B o cartucho consumível 500 inclui um anel de rotação 508 que tem um corpo 524. O corpo inclui uma primeira extremidade 512 e uma segunda extremidade 516 oposta à primeira extremidade 512, a primeira e a segunda extremidade 512, 516 definem um eixo geométrico longitudinal 520. O corpo 524 é configurado para se encaixar de forma casada com um eletrodo 528 do maçarico a arco de plasma. O corpo macho 524 inclui um conjunto de protuberâncias 532A, 532B que se estendem a partir da segunda extremidade 516 em uma direção do eixo geométrico longitudinal 520. Pelo menos uma protuberância 532A, 532B inclui um trilho de guia interior 536A, 536B. O anel de rotação 508 também inclui um elemento de contato eletricamente condutor 540 confinado pelo conjunto de protuberâncias 532A, 532B. O elemento de contato 540 inclui pelo menos um canal de guia 544A, 544B complementar ao pelo menos um trilho de guia 536A, 536B A ligação do elemento de contato 540 com o anel de rotação 508 é facilitada por uma interação do pelo menos um canal de guia 544A, 544B com pelo menos um trilho de guia 536A, 536B.

[0042] Pelo menos uma protuberância 532A, 532B define uma região 548 que o elemento de contato 540 pode ocupar durante a operação normal do maçarico a arco de plasma. A primeira extremidade 512 inclui um conjunto de passagens (por exemplo, 552A, 552B, 552C, e passagens similares) que conecta a superfície interna 556 do anel de rotação 508 e a superfície externa 560 do anel de rotação 508. O elemento de contato 540 pode incluir uma peça de encaixe por pressão para acoplamento ao corpo do anel de rotação 508 (por exemplo, pode se encaixar dentro das protuberâncias e ser retida no interior do cartucho consumível 500 pelo mesmo). O eletrodo 528 inclui uma mola 564 configurada para orientar o elemento de contato 540 no sentido de um cátodo do maçarico a arco de plasma. O elemento de contato 540 é configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal 520 durante a instalação no maçarico a arco de plasma quando do contato com um êmbolo do maçarico a arco de plasma. O conjunto de protuberâncias 532A, 532B define um caminho de translação (por exemplo, dentro e confinado à região 548) para o elemento de contato 540.0 conjunto de protuberâncias 532A, 532B e o elemento de contato 540 define um conjunto de passagens de ventilação 568A, 568B. O caminho de translação dispõe de duas, ou mais, superfícies radiais de interface 572A, 572B entre o elemento de contato 540 e o anel de rotação 508. Em algumas modalidades, uma ou mais protuberâncias no conjunto de protuberâncias 532A, 532B podem ter uma ou mais das seguintes dimensões lineares: uma altura (por exemplo, em uma direção do eixo geométrico longitudinal) de aproximadamente 6,3 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 6,1 e 6,5 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 5 e 7 milímetros; uma largura (por exemplo, em uma direção de um raio do cartucho consumível) de aproximadamente 2,0 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 1,8 e 2,2 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 1 e 3 milímetros; e/ou um comprimento (por exemplo, em uma direção perpendicular a ambas a largura e a altura) de aproximadamente 6,9 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 6,7 e 7,1 milímetros, ou opcionalmente entre aproximadamente 6 e 8 milímetros.

[0043] A figura 6A é uma vista em perspectiva do elemento de contato 540 para um cartucho de maçarico a arco de plasma mostrado nas figuras 5A-5D, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. O referido elemento de contato 540 é eletricamente condutor. O elemento de contato 540 tem um núcleo 604 (por exemplo, um núcleo sólido ou um núcleo oco) e uma tampa 608. A tampa 608 inclui uma ou mais superfícies de localização 612A, 612B para alinhamento com um anel de rotação (por exemplo, anel de rotação 508) de um cartucho de maçarico a arco de plasma e um ou mais canais 616 para intertravar com protuberâncias complementares de um anel de rotação. O elemento de contato 540 tem um ou mais canais adicionais 620 para definir um conjunto de passagens de ventilação quando engatados com uma ou mais protuberâncias de um anel de rotação. O elemento de contato 540 pode ter um conjunto similar de características em uma extremidade oposta (por exemplo, 180 graus de afastamento) do elemento de contato 540 para cada um dos um ou mais canais 616 e o canal adicional 620 (ambos não mostrados). A figura 6B mostra um elemento de contato similar 650 com algumas diferenças. A diferença notável é que os canais 654A, 654B para formar as passagens de ventilação têm bordas recortadas, ao invés de bordas quadradas ou angulares. Os versados na técnica irão facilmente apreciar que outras formas e configurações também são possíveis.

[0044] A Figura 7 é um fluxograma que ilustra um método 700 de operação de um maçarico a arco de plasma, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. Na primeira etapa 705, é provido um cartucho consumível para o maçarico a arco de plasma, o cartucho consumível tendo uma estrutura de cartucho com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade que definem um eixo geométrico longitudinal, o cartucho consumível incluindo um elemento de contato eletricamente condutor confinado pela estrutura de cartucho. Em uma segunda etapa 710, o cartucho consumível é instalado no maçarico a arco de plasma, o elemento de contato se desloca em uma primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal na direção da primeira extremidade uma vez que o contato é feito com um êmbolo do maçarico do maçarico a arco de plasma. Em uma terceira etapa 715, um eletrodo do maçarico a arco de plasma é traduzido em uma segunda direção oposta à primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal, o eletrodo que entra em contato com o elemento de contato durante a operação de corte do maçarico a arco de plasma. O elemento de contato é separado do eletrodo quando o maçarico a arco de plasma não está executando a operação de corte.

[0045] A figura 8 é um fluxograma que ilustra um método 800 de montagem de um cartucho de maçarico a arco de plasma, de acordo com uma modalidade ilustrativa da invenção. Em uma primeira etapa 805, é provido um anel de rotação que tem um corpo conformado para encaixar de forma casada um eletrodo de um maçarico a arco de plasma, o corpo incluindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade que definem um eixo geométrico longitudinal, e um conjunto de protuberâncias que se estendem a partir da segunda extremidade ao longo de uma direção do eixo geométrico longitudinal, o conjunto de protuberâncias incluindo um conjunto de trilhos de guia. Em uma segunda etapa 810 é provido um elemento de contato eletricamente condutor que tem um conjunto de canais de guia complementares ao conjunto de trilhos de guia do anel de rotação. Na terceira etapa 815, o elemento de contato é instalado no anel de rotação, os canais de guia do elemento de contato engatando de forma casada o conjunto de trilhos de guia do anel de rotação. Durante a instalação do elemento de contato no anel de rotação o elemento de contato translada por uma distância fixa ao longo do eixo geométrico longitudinal dentro do anel de rotação, e em que, após a instalação, o elemento de contato é mantido firmemente no interior do cartucho de maçarico a arco de plasma. Em algumas modalidades, após a instalação, o elemento de contato é capaz de transladar por uma distância fixa dentro do cartucho de maçarico a arco de plasma ao longo do eixo geométrico longitudinal. Em algumas modalidades, a translação do elemento de contato em uma direção da segunda extremidade é limitada por pelo menos uma peça de retenção disposta sobre uma superfície interior de pelo menos uma das protuberâncias.

[0046] Embora a invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referência a modalidades preferidas específicas, deve ser compreendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças em relação e detalhes podem ser feitas na mesma sem se afastar do espírito e escopo da invenção conforme definida pelas reivindicações que se seguem.

Claims

1. Cartucho consumível (304, 500) para um maçarico a arco de plasma (300), o cartucho consumível (304, 500) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma estrutura de cartucho tendo uma primeira extremidade (408, 512) e uma segunda extremidade (412, 516) oposta à primeira extremidade (408, 512), a primeira e a segunda extremidades definindo um eixo geométrico longitudinal (416, 520), a segunda extremidade (412, 516) incluindo uma pluralidade de peças de retenção distintas, as peças de retenção distintas definindo pelo menos uma protuberância, a pelo menos uma protuberância incluindo pelo menos um trilho de guia interior (536A, 536B); e um elemento de contato eletricamente condutor (308, 540) preso à estrutura de cartucho pela pluralidade de peças de retenção distintas, o elemento de contato engatando de forma casada o pelo menos um trilho de guia interior da protuberância e transladável até uma distância predeterminada (424) dentro da pluralidade de peças de retenção distintas da estrutura de cartucho ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520) na segunda extremidade (412, 516), o elemento de contato (308, 540) tendo um núcleo (428, 604), uma superfície proximal (432) e uma superfície distal (436), em que a superfície proximal (432) é moldada para contatar um êmbolo (332) de maçarico do maçarico a arco de plasma (300) quando da instalação no maçarico a arco de plasma (300) e a superfície distal (436) é moldada para contatar um eletrodo (320, 528) do maçarico a arco de plasma (300) durante uma operação do maçarico a arco de plasma (300).

2. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma peça de retenção (420a, 420b) distinta da pluralidade de peças de retenção distintas é configurada para engatar um interruptor para detectar a presença de uma estrutura de cartucho ou cartucho preso a um corpo (404, 524) de maçarico do maçarico a arco de plasma (300).

3. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui pelo menos um canal de guia (444) para estabelecer interface com pelo menos uma peça de retenção (420a, 420b) distinta da pluralidade de peças de retenção distintas.

4. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de peças de retenção distintas inclui um ou mais limitadores axiais (448A, 448B).

5. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de cartucho forma um anel de rotação (328, 508) ou peça de rotação do maçarico a arco de plasma (300), a primeira extremidade (408, 512) da estrutura de cartucho incluindo um conjunto de passagens (425A, 426B, 425C) conectando fluidamente uma superfície interna (456) da estrutura de cartucho e uma superfície externa (460) da estrutura de cartucho.

6. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui uma peça de encaixe por pressão (464) para acoplamento à estrutura de cartucho.

7. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um eletrodo (320, 528) disposto dentro da estrutura de cartucho, o eletrodo (320, 528) interagindo com uma mola (322, 564) configurada para impelir o elemento de contato (308, 540) em direção a um cátodo (332) do maçarico a arco de plasma (300).

8. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) é configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520) durante a instalação no maçarico a arco de plasma (300) quando do contato com o êmbolo (332) do maçarico.

9. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de peças de retenção distintas é moldada para engatar de forma casada o elemento de contato (308, 540) e para definir um caminho de translação do elemento de contato (308, 540) dentro da estrutura de cartucho.

10. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de peças de retenção distintas e o elemento de contato (308, 540) definem um conjunto de passagens de ventilação (468A, 468B).

11. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o caminho de translação tem duas ou mais superfícies radiais de interface (572A, 572B) entre o elemento de contato (308, 540) e a estrutura de cartucho.

12. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui bordas recortadas.

13. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui uma tampa (608) formada integralmente com o núcleo (428, 604).

14. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de cartucho é formada por um material termoplástico.

15. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de cartucho é moldada.

16. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) é fisicamente separado de um eletrodo (320, 528) no interior do cartucho consumível (304, 500).

17. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) é retirado de contato físico direto com o eletrodo (320, 528) quando o maçarico a arco de plasma (300) não está em operação.

18. Cartucho consumível (304, 500), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma espessura entre a superfície proximal (432) e a superfície distal (436) é pelo menos o dobro de uma espessura em um perímetro do núcleo (428, 604).

19. Anel de rotação (328, 508) de um maçarico a arco de plasma (300), o anel de rotação (328, 508) CARACTERIZADO pelo fato de compreender: um corpo (404, 524) configurado para engatar de forma casada um eletrodo (320, 528) do maçarico a arco de plasma (300), o corpo (404, 524) incluindo uma primeira extremidade (408, 512) e uma segunda extremidade (412, 516), a primeira e a segunda extremidade (412, 516) definindo um eixo geométrico longitudinal (416, 520), e pelo menos uma protuberância que se estende a partir da segunda extremidade (412, 516) em uma direção do eixo geométrico longitudinal (416, 520), a pelo menos uma protuberância incluindo um trilho de guia interior (536A, 536B); e um elemento de contato eletricamente condutor (308, 540) confinado pela pelo menos uma protuberância, o elemento de contato (308, 540) incluindo pelo menos um canal de guia (444) complementar ao pelo menos um trilho de guia (440), o trilho de guia interior definindo um caminho de translação para o elemento de contato para mover livremente dentro do mesmo em uma distância predeterminada, em que um alinhamento do elemento de contato (308, 540) com o anel de rotação (328, 508) é facilitado por uma interação do pelo menos um canal de guia (444) com o pelo menos um trilho de guia (440).

20. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma protuberância define uma região que o elemento de contato (308, 540) pode ocupar durante uma operação normal do maçarico a arco de plasma (300).

21. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira extremidade (408, 512) inclui um conjunto de passagens (425A, 426B, 425C) conectando fluidamente uma superfície interna (456) do anel de rotação (328, 508) e uma superfície externa (460) do anel de rotação (328, 508).

22. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui uma peça de encaixe por pressão (464) para acoplamento ao corpo (404, 524) do anel de rotação (328, 508).

23. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o eletrodo (320, 528) interage com uma mola (322, 564) configurada para impelir o elemento de contato (308, 540) em direção a um cátodo (332) do maçarico a arco de plasma (300).

24. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) é configurado para deslizar ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520) durante a instalação no maçarico a arco de plasma (300) quando do contato com um êmbolo (332) do maçarico a arco de plasma (300).

25. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o anel de rotação (328, 508) e o elemento de contato (308, 540) definem um conjunto de passagens de ventilação (468A, 468B).

26. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o caminho de translação dispõe de duas ou mais superfícies radiais de interface (572A, 572B) entre o elemento de contato (308, 540) e o anel de rotação (328, 508).

27. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) inclui bordas recortadas.

28. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) tem uma espessura de seção transversal substancialmente uniforme.

29. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o anel de rotação (328, 508) é formado de um material termoplástico.

30. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o anel de rotação (328, 508) é moldado.

31. Anel de rotação (328, 508), de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o elemento de contato (308, 540) é retirado de contato físico direto com o eletrodo (320, 528) quando o maçarico a arco de plasma (300) não está em operação.

32. Cartucho consumível (304, 500) para um maçarico a arco de plasma (300), o cartucho consumível (304, 500) CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma estrutura de cartucho e um elemento de contato eletricamente condutor (308, 540) confinado pelas peças de retenção distintas em uma segunda extremidade da estrutura de cartucho, as peças de retenção distintas incluindo pelo menos uma protuberância e pelo menos um trilho de guia interior que permite o elemento de contato condutor transladar até uma distância predeterminada ao longo do trilho de guia interior, o cartucho consumível (304, 500) compreendendo adicionalmente: meios para travar o elemento de contato (308, 540) no pelo menos um trilho de guia interior durante uma operação do maçarico a arco de plasma (300).

33. Método (700) para operar um maçarico a arco de plasma (300), o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: instalar (710) um cartucho consumível (304, 500) no maçarico a arco de plasma (300), o cartucho consumível (304, 500) tendo uma estrutura de cartucho com uma primeira extremidade (408, 512) e uma segunda extremidade (412, 516) que definem um eixo geométrico longitudinal (416, 520), o cartucho consumível (304, 500) incluindo um elemento de contato eletricamente condutor (308, 540) confinado pela estrutura de cartucho dentro de um conjunto de trilhos de guia e transladável até uma distância predeterminada dentro do conjunto de trilhos de guia; transladar o elemento de contato (308, 540) em uma primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520) na direção da primeira extremidade (408, 512) quando contato for feito com um êmbolo (332) de maçarico do maçarico a arco de plasma (300); e transladar (715) um eletrodo (320, 528) do maçarico a arco de plasma (300) em uma segunda direção oposta à primeira direção ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520), o eletrodo (320, 528) contatando o elemento de contato (308, 540) durante uma operação de plasma do maçarico a arco de plasma (300); em que o elemento de contato (308, 540) é separado do eletrodo (320, 528) quando o maçarico a arco de plasma (300) não estiver executando a operação de plasma.

34. Método (800) para montar um cartucho de maçarico a arco de plasma (300), o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer (805) um anel de rotação (328, 508) com corpo (404, 524) formado para engatar de forma casada um eletrodo (320, 528) de um maçarico a arco de plasma (300), o corpo (404, 524) incluindo uma primeira extremidade (408, 512) e uma segunda extremidade (412, 516) que definem um eixo geométrico longitudinal (416, 520), e um conjunto de protuberâncias (532A, 532B) que se estendem a partir da segunda extremidade (412, 516) ao longo de uma direção do eixo geométrico longitudinal (416, 520), o conjunto de protuberâncias (532A, 532B) incluindo um conjunto de trilhos de guia; fornecer (810) um elemento de contato eletricamente condutor (308, 540) com um conjunto de canais de guia complementares ao conjunto de trilhos de guia do anel de rotação (328, 508), o conjunto de trilhos de guia definindo um caminho de translação para o elemento de contato para mover livremente dentro do mesmo em uma distância predeterminada; instalar (815) o elemento de contato (308, 540) no anel de rotação (328, 508), os canais de guia do elemento de contato (308, 540) engatando de forma casada o conjunto de trilhos de guia do anel de rotação (328, 508); em que durante a instalação do elemento de contato (308, 540) no anel de rotação (328, 508), o elemento de contato (308, 540) translada por uma distância fixa ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520) dentro do anel de rotação, e em que, após a instalação, o elemento de contato (308, 540) é mantido seguramente dentro do cartucho de maçarico a arco de plasma (300).

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que após instalação, o elemento de contato (308, 540) é capaz de transladar por uma distância fixa dentro do cartucho de maçarico a arco de plasma (300) ao longo do eixo geométrico longitudinal (416, 520).

36. Método, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que em que a translação do elemento de contato (308, 540) em uma direção da segunda extremidade (412, 516) é limitada por pelo menos uma peça de retenção (420a, 420b) disposta em uma superfície interior de pelo menos uma das protuberâncias.