BR112020021025B1 - Dispositivo de soldadura - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se ao cabo de aço que é formado por muitos filamentos de aço finos que são trançados juntos. Como esses filamentos são finos e duros, eles tendem a deslizar uns sobre os outros quando pressionados. Isso torna a soldadura das pontas do cabo de aço particularmente difícil, pois os filamentos tendem a se reorganizar ao serem fixos entre os eletrodos de um grampo de soldadura. Isso resulta em uma resistência de contato variável que por sua vez resulta em uma qualidade de solda variável. Propõe-se uma configuração de eletrodo (310, 310?), na qual a superfície (314) do eletrodo (310) compreende uma ou mais áreas planas alongadas em um plano e em que as áreas planas são orientadas de maneira perpendicular à direção do cabo durante a soldadura. Além disso, um dispositivo de soldadura é descrito como tendo um par de eletrodos (310, 310?), cada um que tem uma superfície (314, 314?), em que a superfície (314, 314?) é tal que quando a primeira superfície (314) é pressionada contra a segunda superfície (314?) na ausência de uma extremidade do cabo de aço, a primeira e a segunda superfície (314, 314?) entram em contato uma com a outra em duas ou áreas planas mais alongadas (316(1), 316(2)), e em que as ditas áreas (...).

Description

Descrição Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se aos eletrodos de soldadura de um dispositivo de soldadura e ao dispositivo de soldadura que compreende tais soldas. Mais em particular, a invenção refere-se a um dispositivo de soldadura para soldar as extremidades do cabo de aço e os eletrodos associados.

Técnica Antecedente

[0002] O cabo de aço é utilizado como reforço de artigos de borra cha tais como pneus, mangueiras, correias, etc. Um cabo de aço compreende uma pluralidade de filamentos de aço torcidos juntos em um cabo. Os cabos de aço são muito diferentes dos fios de aço, como são conhecidos por elevadores de içamento, guindastes, etc., em muitos aspectos diferentes: - os filamentos de aço têm uma alta resistência à tração, por exemplo, mais de 2500 N/mm2 ou superior a 3.000 N/mm2 ou mesmo acima de 3.500 N/mm2. A alta resistência à tração é obtida pela deformação a frio de um fio de aço de alto carbono em um processo de trefilação; - os filamentos são muito finos, como mais finos que 0,30 mm, ou menos que 0,25 mm ou mesmo abaixo de 0,20 mm, mas em geral, mais espessos que 0,10 mm; - o número de filamentos em um cabo de aço pode variar entre 2 e 150, mas a maioria dos cabos de aço compreende entre 2 e 27, ou mesmo entre 2 e 12 filamentos; - a forma como os filamentos de aço são agrupados é muito diferente dos fios de aço. Em muitos casos, um cabo de aço não apresentará uma seção transversal bem redonda como um fio em um fio de aço, mas exibirá uma aparência irregular e/ou solta. Isto é devido à exigência de que a borracha deve ser capaz de penetrar em um cabo de aço, a fim de vedar o aço a partir da entrada de possível umidade durante a utilização do artigo de borracha, por exemplo, um pneu. A entrada de umidade pode levar à corrosão do aço.

[0003] Durante a manipulação do cabo de aço, métodos são ne cessários para conectar as extremidades do cabo de aço uma à outra, a fim de assegurar o processamento continuado do cabo. O método mais comum é que as extremidades do cabo de aço sejam conectadas por soldadura por resistência, às vezes também chamada de "soldadura reversa" ou "soldadura superior por resistência". Neste procedimento, duas extremidades do cabo de aço são cortadas rente e alinhadas ponta a ponta nos grampos de um soldador elétrico. Os grampos podem se mover entre si em uma direção perpendicular ao plano dos grampos. Primeiro, as extremidades do cabo de aço entram em contato e uma corrente elétrica (CA ou CC) é conduzida através do contato pelos grampos. O aço começará a amolecer e derreter. Enquanto o aço é macio, os grampos são pressionados uns aos outros e uma gota de solda se forma. Depois que a solda é formada, a corrente é cortada e a solda pode esfriar. Possivelmente, a soldadura é seguida por uma etapa de recozimento. A fim de eliminar o aumento de diâmetro na solda, pode ser necessário remover a rebarba de solda por meio de moagem ou limagem ou martelagem.

[0004] À medida que o cabo de aço compreende filamentos muito finos e flexíveis que são torcidos em conjunto de modo solto e/ou irregular, a soldadura de cabo de aço é mais difícil do que de um fio de aço que é torcido de maneira firme e irregular. Além disso, uma haste ou filamento único espesso (por exemplo, com um diâmetro maior que meio milímetro) é muito mais simples de soldar, pois um bom contato elétrico pode ser feito repetidamente. Na verdade, ao montar as ex- tremidades do cabo de aço entre os grampos, os filamentos tendem a deslizar um sobre o outro e se reorganizar nos grampos. Isso resulta em um contato elétrico inferior ao desejado e uma resistência de contato variável de solda a solda.

[0005] O WO 2015/144427 descreve um método e um dispositivo preferencial para executar as soldas de cabo de aço. O problema de variação da resistência de contato nos grampos é resolvido por uma corrente CC que é controlada. Embora os eletrodos, que fazem contato elétrico e térmico com as extremidades do cabo de aço, sejam uma parte importante do dispositivo de soldadura, este pedido é silencioso quanto ao tipo de eletrodos de solda usado.

[0006] Outra máquina de solda superior capaz de soldar as extre midades de cabo de aço e o tratamento térmico da solda são divulgados em KR101434335. No entanto, nenhum detalhe específico é dado sobre a forma dos eletrodos.

[0007] A US 2014/0263198 descreve um soldador superior de fio do qual o alinhamento das extremidades do fio que devem ser soldadas pode ser variado. Embora diferentes eletrodos possíveis sejam discutidos, esses eletrodos são particularmente adequados para o uso para soldar hastes de metal sólido e cabos que não sejam de aço.

[0008] Como nenhuma das soluções acima se concentra em um contato ideal entre o cabo de aço e o eletrodo, o inventor, portanto, criou uma solução que melhora o contato elétrico e resulta em soldas mais repetíveis.

Descrição da Invenção

[0009] O objetivo principal da invenção é melhorar a repetibilidade do contato elétrico entre as extremidades do cabo de aço em um dispositivo de soldadura. Outro objetivo da invenção é fornecer um eletrodo cuja superfície faz um bom contato elétrico com um cabo de aço. Outro objetivo da invenção é fornecer um dispositivo de soldadura em que o eletrodo é montado.

[0010] Neste pedido, sempre que "ou" é usado, deve ser interpre tado como um "ou exclusivo", isto é, "A ou B" é "A" ou "B", mas não "A e B". Sempre que todas as combinações forem significadas, isso será explicitamente dito como "A" ou "B" ou "A e B" ou, equivalentemente, "A e/ou B".

[0011] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, um dis positivo de soldadura para extremidades de cabo de aço de soldadura superior por meio de soldadura por resistência é fornecido. Além das peças necessárias e óbvias de uma soldadura por resistência, tais como uma fonte de corrente que pode ser uma fonte de corrente contínua ou alternada que libera corrente suficiente para fazer uma soldadura, o dispositivo de soldadura compreende pelo menos dois grampos. Um grampo compreende duas garras que podem fechar e segurar uma extremidade do cabo de aço. O plano no qual as garras do grampo fecham ou abrem, geralmente em torno de um ponto de articulação, define "o plano do grampo".

[0012] Dois grampos é o mínimo absoluto para poder fazer uma solda. Mais grampos, por exemplo, três ou quatro grampos, são preferenciais no caso de também se pretender recozer a solda "in situ". Com isto, entende-se: quando a soldadura foi feita, um (no caso de três grampos no total) ou dois (no caso de quatro grampos no total) dos grampos usados para a soldadura são abertos e os outros grampos são usados para o recozimento.

[0013] Como em um soldador de cabo de aço conhecido, os dois ou mais grampos podem se mover um em relação ao outro em um eixo comum perpendicular ao plano do grampo. Esse movimento é necessário, a fim de pressionar as extremidades do cabo de aço de encontro uma à outra para fazer contato eléctrico e para consolidar o material de aço, assim que começa a amolecer e derreter.

[0014] Também como em um soldador de cabo de aço conhecido, cada um dos grampos tem um par de eletrodos que é montado nas garras do grampo: um eletrodo em cada garra do grampo. Um membro do par de eletrodos tem uma primeira superfície, o outro membro do par tem uma segunda superfície. A primeira superfície está voltada para a segunda superfície, ou seja, elas são orientadas uma em direção à outra. "Primeira" e "segunda" não implicam nenhuma orientação ou ordem específica nos eletrodos: é apenas para discriminar entre os membros do par de eletrodos.

[0015] Quando o par de eletrodos é montado no grampo, uma di reção do cabo pode ser definida na primeira superfície e na segunda superfície que é paralela à direção do movimento dos grampos e perpendicular ao plano dos grampos. As extremidades do cabo de aço são presas entre a primeira e a segunda superfície de um par de eletrodos de um grampo na direção do cabo. A fim de obter fixação suficiente das extremidades do cabo de aço, é melhor que a primeira e a segunda superfície de um par de eletrodos não encostem uma na outra quando uma extremidade do cabo de aço estiver presente entre as duas superfícies. A extremidade do cabo de aço deve ser comprimida entre a primeira e a segunda superfície. Se a primeira e a segunda superfície tocarem uma na outra durante a fixação, a extremidade do cabo de aço pode ser puxada facilmente, pois não é mantida entre as superfícies do eletrodo. Os grampos com seu par de eletrodos associados são alinhados de modo que as extremidades do cabo de aço ficam ao longo da mesma linha de acordo com a direção do cabo.

[0016] Um aspecto específico sobre os eletrodos dos grampos é que quando a primeira superfície é pressionada contra a segunda superfície sem as extremidades do cabo de aço no meio, a primeira e a segunda superfície entram em contato uma com a outra em duas ou mais áreas planas alongadas orientadas de maneira perpendicular à direção do cabo.

[0017] As "duas ou mais áreas planas alongadas" podem ser fa cilmente determinadas ao pressionar um par de papel carbono e papel entre a primeira e a segunda superfície sem as extremidades de cabo de aço entre elas. Alternativamente, o papel sensível à pressão pode ser mantido entre a primeira e segunda superfície, enquanto as pressiona uma contra a outra. A impressão resultante irá mostrar onde a primeira e a segunda superfície entram em contato uma com a outra. As áreas marcadas dentro dessa impressão definem onde as áreas planas estão localizadas. De preferência, as áreas planas são convexas, ou seja, qualquer linha que conecte dois pontos limítrofes de uma única área plana deve estar completamente dentro da mesma área plana.

[0018] Uma formulação alternativa da invenção é que a primeira superfície de um par de eletrodos compreende um, dois ou mais planos alongados e a segunda superfície de um par de eletrodos compreende um, dois ou planos mais alongados, em que as superfícies planas da primeira e da segunda superfície estão orientados de modo perpendicular uma à outra e, após o fechamento sem a presença de uma extremidade do cabo de aço, entram em contato uma à outra em duas ou mais áreas planas alongadas orientadas perpendicularmente à direção do cabo. Para maior clareza: "plana" ou "planas" referem-se às partes, seções, regiões da superfície de um eletrodo, "áreas planas" refere-se à área de contato dos eletrodos após o fechamento.

[0019] As áreas planas devem ser alongadas. Isso significa que ao delimitar uma área entre um par de linhas paralelas que tocam a área, existirá uma orientação em que a distância entre as linhas paralelas é mínima. A distância perpendicular entre as linhas paralelas nessa orientação é chamada de "largura W", a direção perpendicular às linhas paralelas a "direção da largura". O "comprimento L" da área alongada corresponde então à distância perpendicular entre as linhas paralelas orientadas paralelamente à direção da largura e que tocam uma área. A "direção do comprimento" é perpendicular à direção da largura. A área é alongada quando o comprimento é estritamente maior que a largura: L > W. A orientação da área plana alongada é com referência à sua direção de comprimento.

[0020] Cada uma das duas ou mais áreas planas alongadas é ori entada de modo perpendicular para a direção do cabo. Com isso, entende-se que a direção do comprimento das áreas planas alongadas é substancialmente perpendicular ou perpendicular à direção do cabo. Nesse contexto, "perpendicular" significa que existe um ângulo entre a direção do comprimento e a direção do cabo entre 80° e 100°, ou mesmo entre 85° e 95°.

[0021] Em uma primeira modalidade preferencial, o número de áreas planas alongadas é duas, três, quatro, cinco ou seis. Quando apenas uma área plana alongada está presente, toda a força de fixação é exercida por essa área plana alongada no cabo de aço e há risco de dano local do fio. Além disso, a área de contato para o transporte de corrente elétrica para a extremidade do cabo de aço torna-se muito limitada e uma densidade de corrente local muito alta é atingida com o risco de formação de faíscas. Além disso, a área de contato limitado não permite a remoção de calor de forma eficiente a partir da solda.

[0022] Quando mais de seis áreas de contato estão presentes, a pressão local exercida por cada um dos planos na extremidade do cabo de aço torna-se limitada. Além disso, os planos ficam muito próximos uns dos outros e entre as áreas planas não há mais contato entre a superfície e o cabo de aço.

[0023] Quando os eletrodos estão fechados sem cabos de aço, a área total das duas ou áreas planas mais alongadas é maior do que ou igual a 1% e menor do que ou igual a 30% da área total da primeira e da segunda superfície. Com a "área da primeira (alternativamente segunda) superfície" entende-se a área da superfície do eletrodo voltada para a segunda (alternativamente primeira) superfície, incluindo quaisquer recessos, ou ranhuras ou outras áreas que não fazem parte das áreas planas alongadas.

[0024] Quando a área total de duas ou mais áreas planas alonga das é inferior a 1%, há o risco de uma distribuição local de corrente muito alta nesta área. Quando a área total das duas ou mais áreas planas alongadas é maior do que 30% da área total da primeira e da segunda superfície, os problemas da técnica anterior reaparecem pelo fato de que, devido ao rearranjo dos filamentos, ocorre uma resistência de contato variável de fixação de solda a solda.

[0025] Outros intervalos preferencias para a razão da área de su perfície total das duas ou mais áreas planas alongadas para a área total da primeira e da segunda superfície são: entre 1% e 20%, ou entre 2% e 30% ou entre 2% e 20% ou entre 2% e 10%. Para evitar dúvidas: as extremidades dos intervalos estão incluídas no intervalo.

[0026] Em outra modalidade preferencial, a maior profundidade do recesso (ou recesso ou concavidade ou depressão) fora das duas ou mais áreas planas alongadas sobre a primeira superfície ou a segunda superfície dos eletrodos é limitada a menos do que 0,5 mm ou 500 μm. Também é preferível se a maior profundidade de recesso for inferior a 450 μm ou inferior a 350 μm. Em qualquer caso, não é benéfico para a invenção se a maior profundidade do recesso for inferior a 50 μm, visto que isto torna toda a primeira e a segunda superfície quase plana, levando novamente aos problemas da técnica anterior. A vantagem desta profundidade de recesso é que o contato entre o cabo de aço e o eletrodo é garantido de ocorrer tanto quanto possível nas áreas próximas a duas ou mais áreas planas alongadas.

[0027] Uma maneira de garantir tal recesso é dar à superfície da primeira superfície ou da segunda superfície ou ambas uma curvatura côncava entre as áreas planas alongadas. Com "côncavo" entende-se que, para quaisquer dois pontos na superfície fora das áreas planas alongadas, a linha que os conecta não passa pelo eletrodo. De preferência, a curvatura indicada é cilíndrica. Alternativamente, pode ser esférica. O raio de curvatura da curvatura côncava é, de preferência, menor do que 30 mm, por exemplo, menor do que 25 mm, mas em qualquer caso maior do que 5 mm ou maior do que 10 mm. Um raio de curvatura maior leva a uma área de contato maior que ainda está concentrada em torno dos dois ou mais planos alongados quando o grampo de soldadura é fechado e a primeira e a segunda superfície se aproximam uma da outra.

[0028] Em outra modalidade preferencial, a primeira superfície ou a segunda superfície ou ambas as primeira e segunda superfícies podem ser dotadas de uma ou mais ranhuras que são orientadas na direção do cabo. As ranhuras podem ter qualquer uma das seguintes formas quando consideradas em uma seção transversal de acordo com um plano perpendicular à direção do cabo de aço: forma de V, de U, semicírculo, semioval ou semielipse. Como a ranhura está ao longo da direção do cabo de aço, ela cortará as áreas planas alongadas em duas, visto que são orientadas perpendicularmente à direção do cabo. As ranhuras ajudam a alinhar as extremidades do cabo de aço nos grampos do dispositivo de soldadura.

[0029] Em outra modalidade preferencial, os eletrodos são substi tuíveis nos grampos. Na verdade, os eletrodos se desgastam com o uso e devem ser substituídos regularmente. Os eletrodos são fixos aos grampos por meio de parafusos ou uma conexão em cauda de andorinha ou qualquer outro meio de fixação adequado. O importante é que a conexão garanta um bom contato térmico e elétrico.

[0030] De acordo com um segundo aspecto da invenção, o eletro do em si é descrito. O eletrodo tem uma superfície para contato com a extremidade do cabo de aço que deve ser soldada. O eletrodo pode ser montado no grampo de soldadura de um dispositivo de soldadura como, por exemplo, o descrito antes. O grampo de soldadura define a direção do cabo na superfície do eletrodo.

[0031] A característica sobre o eletrodo é que a superfície do dito eletrodo compreende um ou mais planos alongados que estão situados em um plano e em que um ou mais planos alongados são orientados perpendicularmente à direção do cabo.

[0032] Os planos estão situados em um plano único. Sua forma e orientação podem ser determinadas ao pressionar um eletrodo com sua superfície para baixo em uma combinação de papel carbono e papel ou com o uso de papel sensível à pressão colocado em uma superfície plana. Uma maneira alternativa é pintar completamente a superfície do eletrodo e pressioná-la em um pedaço de papel como um selo.

[0033] No modo conforme descrito antes, a largura e o compri mento e a sua direção associada a uma ou mais faces planas pode ser determinada, bem como a sua superfície de área. A direção do comprimento deve ser orientada perpendicularmente à direção do cabo.

[0034] De preferência, a área total da um ou mais planos alonga dos está compreendida entre 2 e 60% da área da superfície do eletrodo. A área do eletrodo inclui também a área da superfície externa da área plana alongada, isto é, toda a superfície que fica de frente para o outro eletrodo do grampo de soldadura. Outros intervalos preferidos para a relação entre a área total da um ou mais planos para a área de superfície do eletrodo são: entre 2 e 40%, entre 4 e 60%, entre 4 e 40% ou entre 4 e 20%. Para evitar dúvidas: os pontos finais dos intervalos fazem parte do intervalo.

[0035] Do lado de fora dos planos alongados, a superfície do ele trodo está em recesso limitado (ou deprimida ou recuada ou em relevo). Com isso entende-se que em nenhuma parte, a distância entre o plano, em que os planos alongados estão presentes, e a superfície do eletrodo é maior que 500 μm. Também preferido é que essa distância não seja maior que 450 μm ou inferior a 350 μm. Em qualquer caso, não é benéfico se o recesso for inferior a 50 μm, pois isso tornaria a superfície do eletrodo muito plana.

[0036] De preferência, o recesso tem uma curvatura côncava. A curvatura é, de preferência, cilíndrica ou esférica. O menor raio de curvatura na área recuada é, de preferência, menor do que 30 mm, por exemplo, menor do que 25 mm, mas em qualquer caso maior do que 5 mm ou maior do que 10 mm. Se as bordas nos planos forem muito acentuadas, ou seja, tiverem um raio de curvatura muito pequeno, existe o risco de danificar as extremidades do cabo de aço. Além disso, um grande raio de curvatura pode aumentar a área de contato com o cabo de aço, mas ainda mantém o contato elétrico próximo aos planos.

[0037] A superfície do eletrodo pode ser dotada de uma ou mais ranhuras sendo orientadas na direção do cabo. As ranhuras podem ter uma seção transversal no plano perpendicular à direção do cabo na forma de uma fora do grupo que compreende um V, U, semicírculo, semioval ou semielipse.

[0038] O material do qual os eletrodos são feitos requer que o ma terial deve conduzir muito bem a eletricidade e o calor. Isso geralmente leva aos eletrodos feitos de cobre puro ou liga de cobre. No entanto, os eletrodos também devem ser resistentes ao desgaste e ao calor, pois são usados em condições adversas. As ligas preferidas para este fim são ligas de cobre que consistem em mais de 50% em peso de cobre e um ou mais outros metais, como zinco, níquel, berílio, estanho, cobalto, zircônio, cromo ou silício.

[0039] Uma modalidade particularmente preferida do dispositivo de soldadura é aquela em que o primeiro eletrodo é o eletrodo da invenção de acordo com a descrição acima e o segundo eletrodo é um eletrodo plano conhecido com uma ou mais ranhuras na direção do cabo. Esta modalidade tem a vantagem específica de que o primeiro eletrodo não precisa ser trocado quando diferentes tipos de cabo de aço são soldados: na verdade, como apenas o segundo eletrodo está adaptado ao tamanho do cabo de aço, apenas este segundo eletrodo deve ser trocado.

Breve Descrição dos Desenhos

[0040] A figura 1 mostra um dispositivo de soldadura com dois grampos, cada uma carregando um par de eletrodos; a figura 2a mostra um par de eletrodos como são conhecidos na técnica de soldadura de cabo de aço; a figura 2b mostra as áreas de contato entre o primeiro e o segundo eletrodo do par de eletrodos da figura 2a; a figura 3a mostra um par de eletrodos de acordo com uma primeira modalidade da invenção; a figura 3b mostra as áreas de contato entre o primeiro e o segundo eletrodo do par de eletrodos da figura 3a; a figura 4a mostra um par de eletrodos de acordo com uma segunda modalidade da invenção; a figura 4b mostra as áreas de contato entre o primeiro e segundo eletrodo do par de eletrodos da figura 4a; a figura 5 ilustra o problema associado aos eletrodos da técnica anterior; a figura 6 ilustra a solução fornecida pelos eletrodos e dispositivo de soldadura de acordo com a invenção.

[0041] Nos números de referência das figuras, o número da cente na refere-se consistentemente ao número da figura. Nas figuras, os dois dígitos inferiores (dezenas e unidades) referem-se às características idênticas.

[0042] As figuras não estão em escala.

Modo(s) para realizar a Invenção

[0043] Na figura 1, um dispositivo de soldadura 100 é mostrado tendo dois grampos 102, 102'. Os grampos fecham em um plano indicado 106. O plano define a direção na qual as extremidades do cabo de aço 104, 104' são orientadas para os grampos antes e durante a soldadura. Cada um dos grampos 102, 102' carrega um par de eletrodos 110, 110' com superfícies que ficam voltadas uma para a outra. Os grampos 102, 102' são móveis uns aos outros ao longo de um eixo paralelo à orientação dos cabos de aço 104, 104', conforme indicado pela seta 108.

[0044] Um par de eletrodos 110, 110' da técnica anterior é deta lhado na figura 2a como 210, 210'. Basicamente, eles consistem em dois blocos de liga de cobre, por exemplo, feitos de AMPCOLOY®89 disponível junto à AMPCO Metal. A liga de cobre consiste em Cu com pequenas adições de cobalto, berílio e níquel. Os eletrodos 210, 210' são dotados de orifícios de montagem 213 para a recepção de parafusos que possuem o eletrodo para os grampos. O primeiro eletrodo 210 tem uma primeira superfície 214, o segundo eletrodo 210' tem uma segunda superfície 214' que está voltada para a primeira superfície 214. Em ambas as superfícies 214, 214', uma ranhura semicircular 212, 212' é fornecida ao longo da direção do cabo para receber as pontas do cabo de aço. O diâmetro das ranhuras semicirculares corresponde ao diâmetro dos cabos de aço ou é ligeiramente maior. As ranhuras servem para alinhar os cabos de aço antes da soldadura.

[0045] Agora, ao pressionar a primeira e a segunda superfície dos eletrodos uma contra a outra com papel sensível à pressão entre uma impressão, conforme ilustrado nos resultados da figura 2b. Duas áreas alongadas 216 (1) e 216 (2) tornam-se visíveis em ambos os lados da ranhura central que define a direção do cabo 218. Ambas as áreas alongadas mostram uma largura "W" e um comprimento "L" conforme indicado na figura. No entanto, a direção do comprimento é paralela à direção do cabo neste caso.

[0046] O problema que ocorre com esse tipo de eletrodo da técni ca anterior é ilustrado de maneira esquemática na figura 5. Quando os grampos de soldadura são fechados, a primeira e a segunda superfície dos pares de eletrodos 510 (1), 510 (1)' e 510 (2), 510 (2)' prendem as extremidades do cabo de aço 504 e 504' ao longo de um comprimento substancial do eletrodo. Como um cabo de aço contém 2 a 30 filamentos finos que podem deslizar um sobre o outro, os contatos com a primeira e a segunda superfície dos eletrodos podem ocorrer em locais diferentes. Como resultado, a corrente, indicada com as linhas com setas 530, pode correr em locais diferentes através da solda. Isso resulta em uma resistência de contato muito variável de solda a solda. Algumas soldas são formadas corretamente e passam nos requisitos de carga de ruptura, diâmetro de solda e ductilidade, enquanto outras soldas falham.

[0047] A fim de superar o problema da resistência de contato vari ável, o inventor sugeriu o uso de eletrodos conforme ilustrado na figura 3a. Um par de eletrodos 310, 310' é mostrado. A superfície 314 do primeiro eletrodo 310 é convencional e é plana com, neste caso, uma ranhura em forma de V 312 no meio, resultando em duas faces planas que são retangulares. A superfície 314' do segundo eletrodo 310' é diferente daquela da primeira superfície em que dois planos retangulares, assim alongados, 316 (1) e 316 (2) são fornecidos nas extremidades do eletrodo. Os dois planos 316 (1), 316 (2) estão separados um do outro com um recesso côncavo, formado de maneira cilíndrica 317. A maior profundidade do recesso em relação ao plano dos dois planos é indicada com "Δ".

[0048] Os dois planos da primeira superfície do eletrodo são orien tados de modo perpendicular aos dois planos do segundo eletrodo.

[0049] Em um caso realista, a largura dos planos 316(1), 316(2) é 0,3 mm, o comprimento dos planos é 11 mm. A área total do segundo eletrodo tem a forma retangular com um primeiro comprimento A1 de 11 mm e um segundo comprimento A2 de 8 mm. O raio do recesso cilíndrico 317 é de 25 mm, resultando em uma maior profundidade de recesso "Δ" de 0,3 mm ou 300 μm. A primeira superfície corresponde à forma retangular da segunda superfície, isto é, um retângulo com lados de 11 x 8 mm. A ranhura em V 312 tem uma largura de 0,75 mm.

[0050] Quando agora a primeira superfície é pressionada contra o segundo eletrodo, sem qualquer cabo de aço presente, a primeira e a segunda superfície entram em contato uma com a outra da maneira representada na figura 3b. A área de contato é limitada a quatro áreas alongadas, duas formadas pelo primeiro plano 316 (1), 316 (1)' e duas formadas pelo segundo plano 316 (2), 316 (2)'. As áreas alongadas têm uma largura "W" e um comprimento "L". A direção do comprimento é orientada de modo perpendicular para a direção do cabo.

[0051] O funcionamento do eletrodo melhorado é ilustrado na figu ra 6. Devido à presença dos planos 616(1), 616(1)' na segunda superfície do primeiro grampo e os planos 616(2) e 616(2)' na segunda superfície do segundo grampo, as extremidades do cabo de aço 604, 604' são pressionadas de maneira local entre as superfícies do eletrodo. Portanto, durante a soldadura, a primeira e a segunda superfície do primeiro e do segundo grampo não devem tocar uma na outra, caso contrário, a extremidade do cabo de aço não é suficientemente segura. Como resultado, a corrente elétrica 630 fluirá, de preferência, nos planos 616(1) e 616(2). Se o contato elétrico adicional for feito fora das áreas planas, isso ainda estará localizado próximo aos planos devido à área curva 617.

[0052] Considerando agora as figuras, as duas faces planas do segundo eletrodo têm uma área de 2 x 0,3 x 11 mm2. A área da superfície do segundo eletrodo é 11 x 8 mm2. A área total das duas áreas planas alongadas é, portanto, 7,5% da área da superfície do segundo eletrodo. Ao calcular agora a área das quatro áreas planas alongadas da figura 3b, obtém-se uma razão de 4 x 0,3 x (11-0,75)/2 mm2 sobre 2 x 11 x 8 mm2 ou 3,49%

[0053] A figura 4a mostra uma segunda modalidade da invenção. Novamente, o primeiro eletrodo 410 tem uma primeira superfície 414 que é convencional em que é plana com uma ranhura longitudinal 412 que tem uma seção transversal semielíptica. O eixo principal da elipse é paralelo ao plano da primeira superfície 414. O segundo eletrodo 410' tem uma série de planos 416(1), 416(2), 416(3) em um único plano com áreas recuadas adjacentes 417(1), 417(2), 417(3) e 417(4). A inclinação descendente dos planos em direção aos recessos é grande o suficiente para não tornar a mudança abrupta.

[0054] A figura 4b mostra as áreas de contato quando a primeira superfície entra em contato com a segunda superfície. Seis áreas de contato planas separadas são formadas, duas para cada plano na segunda superfície, 416(1), 416(1)', 416(2), 416 (2)', 416(3), 416(3)'. Cada uma das áreas planas mostra uma largura "W" e um comprimento "L". A direção do comprimento é orientada de maneira perpendicular à direção do cabo 418.

[0055] Ao usar pelo menos um eletrodo de solda de acordo com a invenção ou ao usar um par de eletrodos conforme apresentado, a taxa de sucesso para fazer soldas de cabo de aço aumenta. Os eletrodos de acordo com a invenção são particularmente úteis para soldar tipos de cabo de aço que não estão torcidos entre si. Exemplos de tais tipos de cabo de aço são conhecidos pelos versados na técnica como cabos abertos, cabos ovais, cabos planos, cabos do tipo N + M, em que N é um primeiro grupo de filamentos e M é um segundo grupo de filamentos, em que um do primeiro e do segundo grupo de filamentos foi torcido, enquanto o segundo grupo está livre de torção.

Claims (9)

1. Dispositivo de soldadura (100) para as extremidades de cabo de aço de soldadura superior (104, 104’), o dito dispositivo de soldadura (100) compreendendo dois ou mais grampos (102, 102’), cada um dos ditos grampos (102, 102’) tendo um plano de grampo em que o grampo (102, 102’) abre ou fecha, todos os ditos planos de grampo sendo paralelos uns aos outros, os ditos dois ou mais grampos (102, 102’) definindo uma direção do cabo (318, 418) perpendicular ao plano dos ditos grampos (106), cada um dos grampos (102, 102’) carregando um par de eletrodos (110, 110’, 310, 310’, 410, 410’), o primeiro membro do dito par de eletrodos (310, 410) tendo uma primeira superfície, o segundo membro do dito par de eletrodos (310’, 410’) tendo uma segunda superfície; a dita primeira superfície voltada para a da dita segunda superfície, caracterizado pelo fato de que quando a dita primeira superfície e a dita segunda superfície são pressionadas uma contra a outra sem as extremidades de cabo de aço (103, 104’) entre elas, a dita primeira superfície e a dita segunda superfície entram em contato uma com a outra em duas ou mais áreas planas alongadas (316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’), as ditas duas ou mais áreas planas alongadas ((316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’) tendo uma direção de largura e direção de comprimento, a dita direção de comprimento sendo perpendicular a dita direção de largura, as ditas áreas planas alongadas (316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’) sendo orientadas com a direção de comprimento perpendicular à dita direção do cabo (318, 418).

2. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que o número das ditas duas ou mais áreas planas alongadas (316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’) é duas, três, quatro, cinco ou seis.

3. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a área total das ditas duas ou mais áreas planas alongadas (316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’) é maior que ou igual a 1% e menor que ou igual a 30% da área total da dita primeira superfície e dita segunda superfície.

4. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície ou a dita segunda superfície ou ambas as ditas primeira e segunda superfícies são fornecidas com um ou mais recessos (317, 417(1), 417(2), 417(3)), a maior profundidade do recesso fora das duas ou mais áreas planas alongadas (316(1), 316(1)’, 316(2), 316(2)’, 416(1), 416(1)’, 416(2), 416(2)’, 416(3), 416(3)’) da dita primeira ou da dita segunda superfície (Δ) é menor que 500 μm.

5. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície ou a dita segunda superfície ou ambas as ditas primeira e segunda superfícies são curvas de forma côncava (317, 417(1), 417(2), 417(3)).

6. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita primeira superfície ou a dita segunda superfície ou ambas as ditas primeira e segunda superfícies são dotadas com uma ou mais ranhuras (312, 412) na dita direção de cabo (318, 418).

7. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os membros do dito par de eletrodos (110, 110’) são substituíveis nos ditos grampos (102, 102’).

8. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as ditas um ou mais ranhuras (312, 412) têm uma seção transversal na forma de uma do grupo que compreende V, U, semicírculo, semioval ou semielipse.

9. Dispositivo de soldadura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os ditos eletrodos (110, 110’) são feitos de cobre ou uma liga de cobre com um ou mais do grupo que compreende níquel, cobalto, zinco, estanho, berílio, crômio, zircônio ou silício.