BRPI0602167B1

BRPI0602167B1 - Electrode system for a plasma cutting machine

Info

Publication number: BRPI0602167B1
Application number: BRPI0602167-0A
Authority: BR
Inventors: Stanley Severance Wayne; Jr.
Original assignee: The Esab Group, Inc.
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2017-11-28
Also published as: CA2549626C; CA2549626A1; US7112759B1; EP1732368B1; EP1732368A2; KR20060127814A; CN100566501C; JP4490393B2; CN1901773A; JP2006341314A; EP1732368A3; KR100795943B1; BRPI0602167A; PL1732368T3

Abstract

"maçarico à plasma com sistemas de eletrodos intercambiáveis". a presente invenção refere-se a um sistema de eletrodos para um maçarico à plasma é proporcionado, compreendendo um primeiro suporte de eletrodo configurado em uma primeira disposição de corte e adaptado para cortar uma peça a trabalhar mais fina. o primeiro suporte de eletrodo é configurado para receber um primeiro conjunto de eletrodo compreendendo um elemento de suporte tendo um elemento emissivo de inserção nele recebido. um segundo suporte de eletrodo é configurado em uma segunda disposição de corte e é adaptado para cortar uma peça a trabalhar mais grossa. o segundo suporte de eletrodo é intercambiável com o primeiro suporte de eletrodo, com relação ao maçarico à plasma. o segundo suporte de eletrodo ainda é configurado para receber um segundo conjunto de eletrodo compreendendo um elemento de lápis. os primeiro e segundo suportes de eletrodos intercambiáveis, assim, permitem que um único maçarico à plasma corte tanto as peças a trabalhar mais finas quanto as mais grossas. um sistema de eletrodos associado e um dispositivo de eletrodo também são proporcionados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE ELETRODOS PARA UM MAÇARICO DE CORTE A PLASMA".

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a maçaricos a plasma e, mais particularmente, a um maçarico a plasma tendo sistemas de eletrodos intercambiáveis, de modo que o mesmo maçarico a plasma é capaz de cortar, eficientemente, peças a trabalhar mais finas e mais grosas.

Descrição da Técnica Relacionada [002] Maçaricos a arco de plasma são usados, comumente, para o trabalho de metais, incluindo, corte, soldagem, tratamento de superfície, fusão e recozímento. Esses maçaricos incluem um eletrodo que suporta um arco elétrico que se estende do eletrodo até uma peça de trabalho. Um gás de plasma é direcionado, tipicamente, para incidir sobre a peça de trabalho com o gás que circunda o arco em um modo de remoinho. Em alguns maçaricos, um segundo ou gás de proteção ou um jato em remoinho de água, é usado para circundar o jato de gás de piasma e o arco para controlar a operação de trabalho. Uma característica dos maçaricos a arco de plasma existentes é que há pouco ou nenhum atributo comum eficiente entre os maçaricos ou configurações de maçaricos usados para cortar peças a trabalhar relativamente mais finas e maçaricos ou configurações de maçaricos usadas para cortar peças a trabalhar rei ativa mente mais grossas. Desse modo, um usuário que deseja cortar peças a trabalhar mais finas e mais grossas, frequentemente, devem comprar dois conjuntos de maçaricos completos e diferentes. Além disso, um fabricante de maçaricos a arco de plasma que deseje fazer ambos os tipos de maçaricos devem fabricar e manter estoques de dois conjuntos completos de componentes diferentes e, portanto, a complexidade de custo da operação de fabricação é aumentada, quando ambos os tipos de maçaricos estão envolvidos. Se um maçarico for capaz de cortar tanto as peças a trabalhar mais finas quanto as mais grossas, as condições operacionais desse maçarico para cortar uma peça de trabalho mais grossa podem não ser desejáveis em termos, por exemplo, de eficiência. Por exemplo, um maçarico Modelo PT-15, fabricado por The ESAB Group, Inc., é um exemplo de um maçarico capaz de cortar materiais de placas finas e grossas. Contudo, placas de corte tão espessas quanto, por exemplo, 15,24 cm (6 polegadas), requerem que esse maçarico opere em um nível de corrente de 1000 ampères, um fluxo de gás de 11,33 m3/h (400 f3/h) e uma tensão de até 250 volt. Conseqüentemente, esses parâmetros operacionais compõem uma operação de corte de placa grossa a ser empreendida com um custo relativamente intenso.

[003] Em um maçarico a arco de plasma típico, o gás de plasma e um gás de proteção ou água são dirigidos por um conjunto de bocal, tendo um bocal de gás de plasma e o bocal de gás de proteção ou água co-axialmente dispostos concentricamente ou em série. O conjunto de bocal é eletricamente condutor e é isolado do eletrodo de modo que uma diferença de potencial elétrico pode ser estabelecida entre o eletrodo e o conjunto de bocal para dar partida no maçarico. Para dar partida no maçarico, um lado de uma fonte de potencial elétrico, tipicamente o lado do catódio, é conectado ao eletrodo e o outro lado, tipicamente o lado do anódio, é conectado ao conjunto de bocal através de uma chave e um resistor. O lado do anódio também é conectado em paralelo à peça de trabalho sem resistor algum interposto entre eles. Uma alta tensão e uma alta freqüência são interpostas através do eletrodo e do conjunto de bocal, fazendo com que um arco elétrico seja estabelecido através de uma folga entre eles, adjacente à descarga de bocal de gás de plasma. Esse arco, comumente referido como um arco piloto ou inicial, está em uma alta freqüência e alta tensão, mas em uma corrente relativamente baixa para evitar danos ao maçarico. O gás de plasma é levado a circular através do bocal de gás de plasma para soprar o arco piloto para fora através da descarga de bocal até que o arco se una à peça de trabalho. A chave conectando a fonte potencial ao conjunto de bocal é, então, aberta e o maçarico está no modo de arco transferido para realizar uma operação de trabalho na peça de trabalho. A potência fornecida ao maçarico é aumentada no modo de arco transferido, para criar um arco de corte, que é de uma corrente maior do que o arco piloto.

[004] Em alguns maçaricos a arco de plasma, um eletrodo emis-sivo do tipo inserção é usado para criar o arco do eletrodo para uma peça de trabalho. Alguns desses eletrodos incluem, por exemplo, um suporte de cobre, tendo um separador de prata mantido no suporte de cobre. Um elemento ou inserção emissiva de háfnio é mantido dentro do separador de prata. Tipicamente, o suporte de cobre é mantido no maçarico por meio de roscas externas que correspondem às roscas internas de um suporte de eletrodo. Esse maçarico usando um elemento emissivo do tipo inserção, em geral, é conhecido como sendo eficaz no corte de materiais relativamente mais finos, tais como, por exemplo, uma placa de aço ao carbono de até cerca de 3,81 cm (1 1/2 polegadas) de espessura. Em alguns casos, tais como quando o corte de uma peça de trabalho de metal mais espesso, um maçarico usando um elemento emissivo de háfnio, usualmente, não é adequado, uma vez que essa configuração está limitada, por exemplo, a uma corrente máxima de cerca de 400 A. Contudo, um maçarico usando uma inserção de tungstênio em lugar da inserção de háfnio no suporte pode ser usado para cortar materiais mais espessos, todavia, essa configuração de maçarico usando um eletrodo de inserção de tungstênio geralmente requer uma corrente mínima de cerca de 1000 A a fim de cortar mate- rial espesso de 15,24 cm (6 polegadas). A configuração desse maçarico para operar nesse nível de alta corrente resulta, indesejavelmente, em preocupações referentes, por exemplo, à segurança, à eficiência de operação e ao custo da construção.

[005] Outros maçaricos a arco de plasma, tais como um maçarico usando um eletrodo de tungstênio do tipo lápis, são, em geral, conhecidos como sendo úteis para cortar materiais grossos. Esses eletrodos de tungstênio do tipo lápis são formados, por exemplo, de tungstênio toriado formado em uma forma sólida semelhante a lápis, que é mantido dentro do maçarico com uma disposição de suporte de eletrodo particular. Contudo, eletrodos de tungstênio do tipo lápis não podem ser usados com ar ou oxigênio (como o gás de plasma), tipicamente, usados com eletrodos emissivos do tipo inserção.Na verdade, esses eletrodos de tungstênio do tipo lápis são usados, comumente, com uma mistura de 35% de hidrogênio e 65% de argônio, em até cerca de 600 A, para cortar materiais de placas grossas, ou com nitrogênio e em correntes abaixo de cerca de 150 A, para cortar materiais de placas mais finas. Contudo, nitrogênio e a mistura de 35% de hidrogênio e 65% de argônio, em geral, não são os gases preferidos para cortar aço com menos do que cerca de 3,81 cm (1 1/2) a 5,08 cm (2 polegadas) de espessura.

[006] Em resumo, os maçaricos a arco de plasma existentes estão sujeitos a diversas desvantagens, tais como, por exemplo, a ausência de características comuns eficientes entre os maçaricos ou configurações de maçaricos usados para cortar peças a trabalhar relativamente mais finas e maçaricos ou configurações de maçaricos usados para cortar peças a trabalhar relativamente mais grossas. Desse modo, existe uma necessidade de um maçarico a plasma capaz de cortar materiais de placas mais finas e mais grossas de maneira eficiente.

Breve Sumário da Invenção mi] As necessidades acima e outras são conhecidas pela presente invenção, que, em uma concretização, proporciona um sistema de eletrodos para um maçarico de corte a plasma. Esse sistema de eletrodos compreende um primeiro suporte de eletrodo configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma em uma primeira disposição de corte. O primeiro suporte de eletrodo é ainda configurado para receber um primeiro conjunto de eletrodo, compreendendo um elemento de suporte tendo um elemento emissivo de inserção nele recebido, de modo que o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais fina. Um segundo suporte de eletrodo é configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma em uma segunda disposição de corte. O segundo suporte de eletrodo é intercambiável com o primeiro suporte de eletrodo com relação ao maçarico de corte a plasma. O segundo suporte de eletrodo ainda é configurado para receber um segundo conjunto de eletrodo, compreendendo um elemento em lápis, de modo que o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais grossa. Os primeiro e segundo suportes de eletrodos intercambiáveis são, assim, configurados de modo que um único maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar as peças a trabalhar, tanto as mais finas quanto as mais grossas.

[008] Outro aspecto da presente invenção compreende um sistema de eletrodos para um maçarico de corte a plasma, em que o maçarico de corte a plasma tem um primeiro suporte de eletrodo nele recebido em uma primeira disposição de corte. O primeiro suporte de eletrodo é configurado para receber um primeiro conjunto de eletrodo compreendendo um elemento de suporte tendo um elemento emissivo de inserção nele recebido de modo que o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais fina. Esse sistema de eletrodos compreende um segundo suporte de eletrodo configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma em uma segunda disposição de corte, intercambiavelmente com o primeiro suporte de eletrodo, em que o segundo suporte de eletrodo é ainda configurado para receber um segundo conjunto de eletrodo compreendendo um elemento em lápis. O segundo suporte de eletrodo e o segundo conjunto de eletrodo, desse modo, são configurados de modo que, quando intercambiados com o primeiro suporte de eletrodo e o primeiro conjunto de eletrodo no maçarico de corte a plasma, o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais grossa.

[009] Ainda outro aspecto da presente invenção compreende um dispositivo de eletrodo para um maçarico de corte a plasma, em que o maçarico de corte a plasma é adaptado para alojar um primeiro suporte de eletrodo em uma primeira disposição de corte. O primeiro suporte de eletrodo inclui um primeiro conjunto de eletrodo tendo um elemento de suporte com um elemento emissivo de inserção nele recebido, de modo que o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais fina. Esse dispositivo de eletrodo compreende um segundo suporte de eletrodo configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma em uma segunda disposição de corte intercambiavelmente com o primeiro suporte de eletrodo. O segundo suporte de eletrodo ainda é adaptado, quando intercambiado com o primeiro suporte de eletrodo no maçarico de corte a plasma, para receber um segundo conjunto de eletrodo tendo um elemento em lápis, de modo que o maçarico de corte a plasma é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais grossa.

[0010] Conseqüentemente, as concretizações da presente invenção proporcionam vantagens significativas como aqui ainda detalhado.

[0011] Breve Descrição das Diversas Vistas do(s) Desenho(s) [0012] Tendo assim descrito a invenção em termos gerais, referência será feita agora aos desenhos anexos, que não estão desenhados, necessariamente, em escala e em que: [0013] a figura 1 ilustra, esquematicamente, uma porção de cabeça de um maçarico a arco de plasma de acordo com uma concretização da presente invenção, implementando um primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção;

[0014] a figura 2 ilustra, esquematicamente, o primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção, os bocais associados e o primeiro suporte de eletrodo removidos como um conjunto da cabeça de maçarico mostrada na figura 1, de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0015] a figura 3 ilustra, esquematicamente, um segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis, os bocais associados e o segundo suporte de eletrodo, como um conjunto, que pode ser intercambiado com o conjunto que compreende o primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção, os bocais associados e o primeiro suporte de eletrodo, conforme mostrado na figura 2, na cabeça de maçarico mostrada na figura 1, de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0016] a figura 4 é uma vista explodida do segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis, os bocais associados e o segundo suporte de eletrodo mostrados na figura 3, de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0017] a figura 5 é outra vista explodida do segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis mostrado na figura 4, de acordo com uma concretização da presente invenção; e [0018] a figura 6 é uma vista em perspectiva da pinça mostrado na figura 5, de acordo com uma concretização da presente invenção. Descrição Detalhada da Invenção [0019] As presentes invenções serão agora descritas, mais com- pletamente, daqui em diante com referência aos desenhos anexos, em que algumas, mas não todas as concretizações das invenções são mostradas. Na verdade, essas invenções podem ser concretizadas em muitas formas diferentes e não serão construídas como limitadas às concretizações aqui apresentadas; antes, essas concretizações são proporcionadas de modo que essa exposição satisfará exigências legais aplicáveis. Números semelhantes se referem a elementos semelhantes.

[0020] A figura 1 ilustra uma concretização de um maçarico a plasma de acordo com a presente invenção, implementando um elemento emissivo do tipo inserção, o maçarico a plasma sendo indicado, em geral, pelo numeral 100. Um maçarico a plasma do tipo aqui divulgado será apreciado por alguém versado na técnica de modo que uma descrição extensiva desse maçarico não é necessária. Contudo, exemplos desses maçaricos podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes norte-americanas Nes 6.346.685 e 6.215.090, ambas para Severance, Jr e outros e cedidas para ESAB Group, Inc., também o cessionário da presente invenção, todavia esses exemplos não são destinados a serem limitadores de maneira alguma com relação à presente invenção.

[0021] O maçarico a plasma 100, mostrado na figura 1, inclui um primeiro suporte de eletrodo 150, configurado para ser recebido na porção de cabeça do maçarico 100. O primeiro suporte de eletrodo 150 é, em geral, tubular e inclui extremidades axiais opostas 160, 170. O primeiro suporte de eletrodo tubular 150 é configurado para canalizar um refrigerante, tal como um líquido ou gás da extremidade proxi-mal 160 até a extremidade distai 170 e em um tubo de resfriamento de eletrodo 180 recebido dentro do suporte de eletrodo 150. Em alguns casos, o tubo de resfriamento 180 pode ser instalado permanentemente no primeiro suporte de eletrodo 150, por exemplo, com um adesivo ou através de solda forte de prata. Um primeiro conjunto de eletrodo 190 inclui um elemento de suporte estendido 200 que, em geral, também é tubular, inclui extremidades opostas 210, 220 e é configurado de modo a ser capaz de se estender através do tubo de resfriamento de eletrodo 180, de modo que a extremidade proximal 210 encaixa, tal como através de uma conexão rosqueada, a extremidade distai 170 do primeiro suporte de eletrodo 150. A extremidade distai 220 do elemento de suporte 200 é configurada para definir um reentrância axialmente centralizada, para recebimento de um elemento emissivo de inserção 230, em que o elemento emissivo de inserção 230 pode ser composto, por exemplo, de háfnio. Em alguns casos vantajosos, o elemento emissivo de inserção 230 é separado do elemento de suporte 200 por um elemento separador 240, em que o elemento de suporte 200 é composto, por exemplo, de cobre, enquanto o elemento separador 240 é composto, por exemplo, de prata.

[0022] Com esse elemento emissivo do tipo inserção, o maçarico 100 usa um nível de corrente, por exemplo, até cerca de 400 A com o gás de plasma compreendendo, por exemplo, ar, oxigênio, nitrogênio ou suas combinações. A esse respeito, um defletor de remoinho de gás tubular 250 composto, por exemplo, de cerâmica ou plástico, é configurado para se estender em torno do primeiro suporte de eletrodo 150/ primeiro conjunto de eletrodo 190 em torno da interface entre eles e define uma pluralidade de furos de redemoinho que se estende tan-gencialmente (não mostrados) em torno de sua circunferência, para facilitar o redemoinho do gás de plasma em torno do primeiro conjunto de eletrodo 190. O maçarico 100 ainda implementa um bocal 300 configurado para encaixar o defletor de remoinho de gás 250 e se estender através do primeiro conjunto de eletrodo 190, compreendendo o elemento de suporte 200/ elemento separador 240/ elemento emissivo de inserção 230. O bocal 300, encaixado com o defletor de remoinho de gás 250 é configurado para receber o gás de plasma através dos furos de redemoinho de modo a dirigir o gás de plasma em torno do primeiro conjunto de eletrodo 190 e para a ponta 310 do bocal 300, em que o gás de plasma, então, sai do bocal 300 através do orifício de saída de bocal 320 na peça de trabalho. O maçarico 100 também pode incluir um bocal de proteção 400 estendendo-se através do bocal 300, para dirigir o fluido de proteção para circundar o jato de gás de plasma. A configuração assim mostrada na figura 1 inclui o primeiro suporte de eletrodo 150/ primeiro conjunto de eletrodo 190 em uma primeira disposição de corte e é adequada, tipicamente, para cortar peças a trabalhar relativamente mais finas.

[0023] De acordo com aspectos vantajosos da presente invenção, um maçarico a arco de plasma 100, conforme mostrado na figura 1, também pode ser prontamente configurado para cortar peças a trabalhar relativamente mais grossas. Mais particularmente, conforme mostrado na figura 2, o maçarico 100 pode ser prontamente desmontado de modo a remover o primeiro conjunto de eletrodo 190 e o primeiro suporte de eletrodo 150 do mesmo. Isto é, quando o bocal 300 e o bocal de proteção 400 são removidos do maçarico 100, o elemento de suporte 200 pode ser desparafusado ou desencaixado da extremidade distai 170 do primeiro suporte de eletrodo 150, antes que o primeiro suporte de eletrodo 150 seja removido do maçarico 100. Na alternativa, o primeiro conjunto de eletrodo 190 e o primeiro suporte de eletrodo 150 podem ser removidos do maçarico 100 como um conjunto único. Conforme mostrado nas figuras 3 e 4, o conjunto de eletrodo emis-sivo do tipo inserção 190 e o primeiro suporte de eletrodo 150 podem, então, ser substituídos por um segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500 e pelo segundo suporte de eletrodo 150a. Por exemplo, o segundo suporte de eletrodo 150a, configurado para receber o segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500, tipicamente, não requer um tubo de resfriamento de eletrodo 180 como verificado no primeiro suporte de eletrodo 150. O maçarico 100, incluindo o segundo conjunto de eletrodo 500/ segundo suporte de eletrodo 150a, assim, representa uma segunda disposição de corte, pelo que o maçarico 100 é adaptado para cortar materiais relativamente grossos.

[0024] O conjunto de eletrodo do tipo lápis 500 implementa um elemento de eletrodo 510 formado em um formato semelhante a lápis ou à haste, em que o elemento de eletrodo 510 pode ser composto, por exemplo, de tungstênio ou, mais particularmente, tungstênio toria-do, ceriado ou lantaniado. Um elemento de eletrodo de tungstênio 510, porém, em geral, não pode ser usado com ar ou oxigênio para o gás de plasma (que é usado, tipicamente, com eletrodos do tipo elemento emissivo), mas deve, na verdade, ser usado com um gás de plasma, compreendendo, por exemplo, argônio e hidrogênio, tal como uma mistura de cerca de 35% de hidrogênio e cerca de 65% de argônio. Foi verificado que o elemento de eletrodo de tungstênio do tipo lápis 510 é capaz de cortar materiais de placas grossas, usando um nível de corrente da ordem de cerca de 600 A. Conseqüentemente, na mudança entre o primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção 190/ primeiro suporte de eletrodo 150 e o segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500/ segundo suporte de eletrodo 150a, o maçarico 100 também deve ser configurado para permitir que a fonte de gás de plasma e o nível de corrente sejam ajustados de modo apropriado, proporcionalmente com o conjunto de eletrodo/ suporte de eletrodo, sendo inseridos no maçarico 100. A seleção do gás de plasma el ou o nível de corrente pode ser realizada manualmente por um operador ou, em alguns casos, o maçarico 100 pode ser configurado para sentir, automaticamente, o tipo de eletrodo e/ ou a configuração do suporte de eletrodo nele instalados e, então, ajustar apropriadamente o gás de plasma e/ ou o nível de corrente.

[0025] Conforme mostrado na figura 5, o segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500 inclui um conjunto de pinça 600 para recebimento do elemento de eletrodo 510 e fixação do mesmo no segundo suporte de eletrodo 150a. O conjunto de pinça 600 compreende, por exemplo, uma pinça 610 (mostrada em perspectiva na figura 6) tendo extremidades opostas 620, 630 e definindo um furo que se estende axialmente. Mais particularmente, a pinça 610 inclui uma porção tubular em torno da extremidade proximal 620 e uma porção de continuação contígua dividida, definindo uma pluralidade de elementos de extensão 625, que se estende axialmente da porção tubular até a extremidade distai 630. A pinça 610 é configurada para receber o elemento de eletrodo semelhante à haste 510 no furo que se estende axialmente, de modo que o elemento de eletrodo 510 se estende através da extremidade distai 630 e é circundado pelos elementos de extensão 625. Um corpo de pinça 640, definindo um furo, é configurado para se estender sobre a extremidade distai 630 da pinça 610, de modo que os elementos de extensão 625 são recebidos no corpo de pinça 640 e o elemento de eletrodo 510 se estende através do furo definido pelo corpo de pinça 640.

[0026] O segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500, compreendendo o elemento de eletrodo 510, a pinça 610 e o corpo de pinça 640, é, então, configurado para ser encaixado com o segundo suporte de eletrodo 150a, de modo a permitir que o maçarico 100 seja remontado. Mais particularmente, a extremidade proximal 620 da pinça 610 é configurada para ser inserida no segundo suporte de eletrodo 150a, de modo que o corpo de pinça 640 pode encaixar, rosqueavelmente, o segundo suporte de eletrodo 150a (da mesma maneira que o elemento de suporte 200 do primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção 190 encaixando o primeiro suporte de eletrodo 150). Em alguns casos, o segundo suporte de eletrodo 150a pode ser configurado de modo que a pinça 610 é limitada na extensão axial da sua inserção no segundo suporte de eletrodo 150a. O corpo de pinça 640 e os elementos de extensão 625 na extremidade distai 630 da pinça 610 ainda definem superfícies afuniladas complementarmente configuradas 625a, 640a. Como tal, quando o corpo de pinça 640 é encaixado rosquea-velmente com o segundo suporte de eletrodo 150a, o movimento axial do corpo de pinça 640 sendo rosqueado no segundo suporte de eletrodo 150a, combinado com o movimento axial restrito da pinça 610 causado pelo segundo suporte de eletrodo 150a, causa a interação das superfícies afuniladas complementarmente configuradas 625a, 640a para impelir os elementos de extensão 625 na extremidade distai 630 da pinça 610 radialmente para dentro em direção ao elemento de eletrodo 510. A compressão radial dos elementos de extensão 625, assim, prende, axialmente, o elemento de eletrodo 510 com relação à pinça 610/ corpo de pinça 640. Alguém versado na técnica apreciará, porém que essa remontagem do segundo conjunto de eletrodo 500/ segundo suporte de eletrodo 150a pode ser realizada antes ou depois que o segundo suporte de eletrodo 150a é encaixado com o maçarico 100.

[0027] O bocal 300, bem como o bocal de proteção 400 (um ou ambos os quais podem ser iguais ou diferentes em configuração do bocal 300/ bocal de proteção 400 usado com o primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção 190, conforme necessário, para fornecimento de condições operacionais apropriadas para o maçarico 100), pode, então, ser reinstalado para completar a remontagem do maçarico 100. Segue-se que o gás de plasma e o nível de corrente, então, serão mudados, apropriadamente, para o segundo conjunto de eletrodo de tungstênio do tipo lápis 500 agora instalado no maçarico 100.

[0028] Alguém versado na técnica apreciará, porém, que o pro- cesso de fixação do elemento de eletrodo 510 dentro da pinça 610/ corpo de pinça 640 também pode envolver ajuste axial do elemento de eletrodo 510, possivelmente, em um processo iterativo, de modo que um espaçamento ótimo entre o elemento de eletrodo 510 e o interior da ponta 310 do bocal 300, em torno do orifício de saída de bocal 320 é obtido. A capacidade do elemento de eletrodo 510 para se estender ainda mais em direção ao orifício de saída de bocal 320 (conforme mostrado na figura 4), quando comparado com o elemento de suporte 200/ elemento separador 240/ elemento emissivo de inserção 230 do primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção 190 (conforme mostrado na figura 1), foi identificada pelo inventor como um fator que permite que esse maçarico 100, conforme aqui descrito, implementando um segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis 500/ segundo suporte de eletrodo 150a para cortar, eficientemente, materiais mais grossos em níveis de corrente relativamente mais baixos, da ordem de cerca de 600 A.

[0029] Assim, concretizações da presente invenção permitem que um único maçarico a arco de plasma seja configurado, apropriadamente, para usar um primeiro conjunto de eletrodo emissivo do tipo inserção com primeiro suporte de eletrodo correspondente para cortar materiais relativamente mais finos e um segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis com segundo suporte de eletrodo correspondente para cortar materiais relativamente mais grossos. Uma vez que a(s) modifica-ção(ões) necessárias para permitir que esse maçarico único corte tanto materiais mais finos quanto mais grossos, vantagens são percebidas, por exemplo, na permissão para um usuário que deseja cortar peças a trabalhar mais finas e mais grossas compre um único conjunto de maçarico tendo os dois conjuntos de eletrodos diferentes com dois suportes de eletrodos respectivamente apropriados. Outras vantagens são percebidas onde o fabricante de maçarico a arco de plasma não tem que fabricar e manter estoques de dois conjuntos completos de componentes diferentes (com exceção dos conjuntos de eletrodos e dos suportes de eletrodos) para maçaricos de corte de material fino e de material grosso. Como um resultado, um sistema mais eficiente em custo, bem como uma operação de fabricação mais simples e menos extensiva, são obtidos. Além disso, a capacidade de usar um nível de corrente mais baixo para cortar materiais mais grossos, como no caso do segundo conjunto de eletrodo do tipo lápis, desejavelmente, resulta em condições operacionais mais eficientes e pode permitir, também que o maçarico use sistemas menos complexos e menos fortes do que requerido ordinariamente para cortar materiais grossos.

[0030] Muitas especificações e outras concretizações das invenções aqui apresentadas virão à mente de alguém versado na técnica a qual estas invenções pertencem, tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições precedentes e nos desenhos associados. Portanto, deve ser composto que as invenções não estão limitadas às concretizações específicas divulgadas e que modificações e outras concretizações são destinadas a estarem incluídas dentro do escopo das reivindicações anexas. Embora termos específicos sejam empregados aqui, eles são usados em um sentido genérico e descritivo apenas e não para fins de limitação.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sistema de eletrodos para um maçarico de corte a plasma (100), caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro suporte de eletrodo (150) configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma (100) em uma primeira disposição de corte, o primeiro suporte de eletrodo (150) sendo ainda configurado para receber um primeiro conjunto de eletrodo (190) compreendendo um elemento de suporte (200) tendo um elemento emissi-vo de inserção (230) nele recebido, de modo que o maçarico de corte a plasma (100) é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais fina; e um segundo suporte de eletrodo (150a) configurado para ser recebido pelo maçarico de corte a plasma (100) em uma segunda disposição de corte, o segundo suporte de eletrodo (150a) sendo in-tercambiável com o primeiro suporte de eletrodo (150) com relação ao maçarico de corte a plasma (100), o segundo suporte de eletrodo (150a) sendo ainda configurado para receber um segundo conjunto de eletrodo (500) compreendendo um elemento de lápis (510), de modo que o maçarico de corte a plasma (100) é adaptado para cortar uma peça de trabalho mais grossa, os primeiro e segundo suportes de eletrodos (150, 150a) intercambiáveis, assim, sendo configurados de modo que um único maçarico de corte a plasma (100) é adaptado para cortar as peças a trabalhar mais finas e mais grossas.

2. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conjunto de eletrodo (190) ainda compreende um elemento separador (240) configurado para separar o elemento emissivo de inserção (230) do elemento de suporte (200).

3. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de suporte (200) é com- posto de cobre e o elemento emissivo de inserção (230) é composto de háfnio.

4. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elemento separador (240) é composto de prata.

5. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de suporte (200) é configurado para encaixar, rosqueavelmente, o primeiro suporte de eletrodo (150).

6. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de lápis (510) é composto de um material selecionado do grupo que consiste em tungstênio tori-ado, tungstênio ceriado e tungstênio lantaniado.

7. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de eletrodo (500) ainda compreende um conjunto de pinça (600) disposto entre e configurado para prender o elemento de lápis (510) ao segundo suporte de eletrodo (150a), o conjunto de pinça (600) incluindo uma pinça (610) tendo primeira e segunda extremidades opostas (620, 630) e definindo um furo axial, a pinça (610) ainda incluindo uma porção tubular que se estende da primeira extremidade (620) e uma porção de continuação contígua dividida, definindo uma pluralidade de elementos de extensão (625) e se estendendo axialmente da porção tubular até a segunda extremidade (630), a pinça (610) sendo configurada para receber o elemento de lápis (510) através do furo, de modo que o elemento de lápis (510) se estende através da segunda extremidade (630) e é circundado pelos elementos de extensão (625).

8. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o conjunto de pinça (600) ainda compreende um corpo de pinça (640) definindo um furo e configurado para se estender através da segunda extremidade (630) e os elementos de extensão (625) da porção de continuação dividida de modo que o elemento de lápis (510) se estende através do furo, o corpo de pinça (640) e a porção de continuação dividida, definindo superfícies afuniladas complementarmente configuradas (625a, 640a), de modo que o encaixe axial do corpo de pinça (640) e a porção de continuação dividida impele os elementos de extensão (625) radialmente para dentro, em direção ao elemento de lápis (510), de modo a prender axialmente o elemento de lápis (510) com relação ao conjunto de pinça (600).

9. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o segundo suporte de eletrodo (150a) é configurado para receber e limitar o movimento axial da pinça (610) com relação ao mesmo e em que o corpo de pinça (640) é configurado para encaixar rosqueavelmente o segundo suporte de eletrodo (150a) de modo a prender a pinça (610) existente e fazer com que os elementos de extensão (625) atuem mediante o elemento de lápis (510) e prendam o mesmo.

10. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo suportes de eletrodos (150, 150a) são configurados para serem dispostos inter-cambiavelmente em uma cabeça de maçarico do maçarico de corte a plasma (100) e o maçarico de corte a plasma (100) ainda compreende um suprimento de gás configurado para ser capaz de abastecer, seletivamente, um primeiro gás para uso com o primeiro suporte de eletrodo (150) e um segundo gás para uso com o segundo suporte de eletrodo (150a) na cabeça do maçarico (100) para interação com o correspondente dos primeiro e segundo suportes de eletrodos (150, 150a) recebidos pelo maçarico de corte a plasma (100).

11. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro gás é selecionado do grupo que consiste em ar, oxigênio, nitrogênio e suas combinações.

12. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o segundo gás é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, argônio e suas combinações.

13. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o maçarico de corte a plasma (100) ainda compreende uma fonte de corrente configurada para ser capaz de abastecer, seletivamente, um primeiro nível de corrente para o primeiro conjunto de eletrodo (190) e um segundo nível de corrente para o segundo conjunto de eletrodo (500) para o correspondente de um dos primeiro e segundo suportes de eletrodos (150, 150a) recebidos pelo maçarico de corte a plasma (100).

14. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o primeiro nível de corrente está acima de 400 A.

15. Sistema de eletrodos, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o segundo nível de corrente está acima de 600 A.