ES2637144T3 - Cabeza de soldadura electrodo móvil y procedimiento de soldadura correspondiente - Google Patents

Abstract

Cabeza de soldadura (1) que comprende un electrodo (2) resistente al calor, que conduce la corriente de soldadura, en la que el proceso de soldadura se realiza a través de un arco voltaico (3) que parte desde el electrodo (2), que conduce hacia una pieza de trabajo metálica (8) que actúa como masa eléctrica y que es alimentado a través de una fuente de tensión, y el electrodo (2) está alojado de forma giratoria en la cabeza de soldadura (1) y es desplazado durante el proceso de soldadura a través de un dispositivo (20) en un movimiento, que está constituido por una rotación u oscilación alrededor de su propio eje (A), y un casquillo (12) operativo es retenido en la cabeza de soldadura (1), de manera que a través de un dispositivo de fijación (14) se consigue una unión por aplicación de fuerza entre el casquillo (12) y el electrodo (2), con lo que se asegura el electrodo (2) tanto contra desplazamiento radial como también contra desplazamiento longitudinal, caracterizada por que el casquillo (12), para la prevención de la fijación por aleación del electrodo (2) sobre la pieza de trabajo (8) en el caso de contacto mecánico directo así como para evitar en gran medida la fijación de gotas de una aportación de soldadura (7) tal vez alimentada en el electrodo (2), es desplazable en rotación por medio de un motor eléctrico de corriente continua (10) o en un movimiento oscilante a través de un dispositivo de excéntrica (32, 33, 34), de manera que el motor eléctrico de corriente continua (10), en el caso de un contacto mecánico entre pieza de trabajo (8) y electrodo (2), mantiene su rotación u oscilación a través de la elevación de su consumo de potencia hasta su límite de potencia.

Description

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DESCRIPCION

Cabeza de soldadura electrodo movil y procedimiento de soldadura correspondiente

La invencion se refiere a una cabeza de soldadura segun el preambulo de la reivindicacion 1 de la patente y a un procedimiento, en el que se utiliza una cabeza de soldadura segun el preambulo de la reivindicacion 12 de la patente.

Se conoce a partir de US 5.965.037 A una cabeza de soldadura con un electrodo de soldadura giratorio, que desplaza el arco voltaico generado durante un proceso de soldadura en una rotacion alrededor de sf mismo, con lo que deben evitarse inclusiones de gas en el bano de soldadura. La cabeza de soldadura se fija en este caso con respecto al eje de rotacion del electrodo.

Otros dispositivos de soldadura se conocen a partir de las publicaciones JP 7 314 138 A, US 4.455.471 A, JP 55 057 378 A, US 3.396.263 A, US 5.155.405 A asf como DE 15 65 627 B1.

A partir del estado de la tecnica se conoce, ademas, una cabeza de soldadura convencional, especialmente para la soldadura manual de piezas de trabajo metalicas que actuan como masa electrica con un electrodo resistente al calor, que conduce la corriente de soldadura, en el que el proceso de soldadura se realiza por un arco voltaico que parte desde el electrodo y conduce hacia la pieza de trabajo y es alimentado por una fuente de tension, por ejemplo tambien a partir de la instruccion de aprendizaje WIG-SchweiUen 2009,
www.hausundwerkstatt24.de/ dokumente/wig-lehrbrief. pdf.

La utilizacion de tales cabezas de soldadura en los llamados aparatos de soldadura-WIG se conoce, por ejemplo a partir de la 1a edicion de 2006 "Wolfram IntergasschweiUen" des DVS- Verlag (Deutscher Verband fur SchweiUen und verwandte Verfahren e.V.).

En la soldadura con tales aparatos de soldadura, partiendo de un electrodo conectado con una fuente de tension se genera un arco voltaico, que termina en la pieza de trabajo a soldar, que actua como masa electrica.

En tales procesos de soldadura, segun las necesidades, se puede alimentar desde el exterior una sustancia de aportacion o el llamado bano de soldadura puede resultar solo a partir del material de la pieza de trabajo.

El encendido del arco voltaico se puede realizar o bien a traves del llamado encendido de contacto o a traves de encendido de alta frecuencia, estableciendo en el primer caso durante corto espacio de tiempo un contacto mecanico entre electrodos y en el segundo caso aplicando durante corto espacio de tiempo una alta frecuencia entre electrodo y pieza de trabajo.

Durante la soldadura con tales cabezas de soldadura, para el caso de que esta se realice manualmente, existe siempre de nuevo el peligro de que en el caso de un contacto mecanico imprevisto durante el proceso de soldadura se produce una llamada fijacion por aleacion del electrodo, es decir, que el electrodo se suelda de manera imprevista con la pieza de trabajo.

Este es el caso sobre todo en persona no instruido y en union soldada de diffcil acceso en piezas de trabajo complejas, pero, en general, aparece a veces tambien en personal instruido.

Despues de una fijacion por aleacion debe separarse el electrodo de nuevo de la pieza de trabajo.

Durante el proceso de separacion se rompe, en general, en virtud de las propiedades del material de volframio una pieza de la punta del electrodo y permanece como inclusion del material con la pieza de trabajo. Tales inclusiones del material requieren trabajos de rectificacion y de repaso similares costosos, o cuando debido a ellas no se pueden cumplir ya los requerimientos mecanicos en la pieza de trabajo.

En piezas de trabajo de aleaciones anticorrosivos de alta calidad, tales inclusiones de material son, ademas, el punto de partida para fenomenos de corrosion. Ademas, es necesaria una rectificacion del electrodo a la nueva forma utilizable.

De esta manera resulta un factor de coste adicional alto, por una parte, debido a la enorme perdida de tiempo a traves del repaso tanto en la union soldada como tambien en el electrodo y, por otra parte, en desgaste del material en el electrodo y en el material de rectificacion y de mecanizacion similar.

En efecto, utilizando un dispositivo para la grna y la prevencion de la aproximacion de la cabeza de soldadura a la pieza de trabajo a mecanizar, se pueden evitar los inconvenientes descritos anteriormente en algunos trabajos de soldadura manual. Pero esto solo merece la pena por razones de costes cuando se trata en este caso de trabajos de soldadura del mismo tipo. Ademas, tampoco es posible siempre la utilizacion de tales dispositivos por razones de

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espacio.

Para aliviar un poco los inconvenientes descritos anteriormente especialmente en corrientes de soldadura mas elevadas, en la llamada soldadura TCS (TIG - Comfort Stop) se reduce automaticamente la corriente de soldadura durante la aproximacion del electrodo a la pieza de trabajo. De esta manera, se reducen un poco los danos en el electrodo y en la pieza de trabajo unidos con una fijacion por aleacion.

Por lo tanto, el cometido de la invencion era crear una cabeza de soldadura segun el preambulo de la reivindicacion 1 de la patente e indicar un procedimiento segun la reivindicacion 12 de la patente, en el que no se puede producir ya una fijacion por aleacion del electrodo sobre la propia pieza de trabajo en el caso de contacto mecanico directo y, ademas, se impide en gran medida la fijacion de gotas del material de soldadura en el electrodo.

Estos dos cometidos se solucionan por medio de los rasgos caractensticos de la reivindicacion 1 de la patente y a traves del objeto de la reivindicacion 12 de la patente.

A traves del alojamiento movil del electrodo y a traves de su movimiento ejercido por el dispositivo no se produce ya casi ningun desgaste tampoco en el caso de un contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo. Ademas, no se produce ya ninguna inclusion de material de electrodo en la pieza de trabajo. Por lo tanto, una rectificacion del electrodo despues de contacto con la pieza de trabajo solo es necesaria de nuevo lo mas pronto despues de multiples contactos.

De esta manera, durante la soldadura manual se pueden ahorrar tiempo considerable y con ello tambien costes y tambien progresar mas activamente, puesto que un contacto del electrodo con la pieza de trabajo no conduce ya necesariamente a una interrupcion del trabajo. Ademas, se pueden realizar tambien trabajos de soldadura mas complicados por personas menos experimentadas, con lo que se pueden ahorrar igualmente costes.

Para el caso de que para la realizacion del proceso de soldadura se alimente material de soldadura adicional, resulta frente a los electrodos de soldadura fijos la ventaja adicional de que - tambien sin contacto previo entre el electrodo de soldadura y el material de soldadura - la adhesion de goteo que aparece siempre de nuevo de material de soldadura licuado sobre el electrodo de soldadura sucede esencialmente en raras ocasiones en el electrodo de soldadura segun la invencion en virtud de su movimiento.

De esta manera se evita a menudo la deformacion a menudo clara del arco voltaico unida con tal adhesion lejos de la configuracion conica y enfocada deseada, con la consecuencia de una desviacion mas o menos grande de la imagen de soldadura deseada - y con un goteo correspondientemente grande, la union soldada deficiente o incluso el intento de soldadura sin exito -.

Por consiguiente, la cabeza de soldadura segun la invencion no solo encuentra aplicacion ventajosa para el caso de que realice manual. Se puede emplear con ventaja - para el caso de la alimentacion de material de soldadura - mas bien tambien con ventaja en aquellos trabajos de soldadura, en los que la cabeza de soldadura es conducida con precision en el espacio, por ejemplo, por un robot. En este caso, no existe, en general, ya ningun peligro de un contacto imprevisto de electrodo y pieza de trabajo, pero resulta siempre todavfa la ventaja de que a traves del movimiento del electrodo de soldadura segun la invencion aparece claramente en mas raras ocasiones una adhesion de material de soldadura licuado en forma de gotas y el empeoramiento unido con ello de la imagen de soldadura.

De acuerdo con la invencion, el movimiento del electrodo consiste en una rotacion u oscilacion alrededor de su propio eje (A). De esta manera se puede realizar la movilidad del electrodo con medios relativamente sencillos.

Durante una rotacion se garantizar en la mayor medida posible, ademas, la estabilidad del arco voltaico. En coincidencia con ello, los ensayos de traccion en piezas de trabajo soldadas entre sf han mostrado que la resistencia a la traccion despues de su soldadura con la cabeza de soldadura segun la invencion no se diferencia esencialmente de la resistencia a la traccion de uniones, que han sido realizadas segun el estado de la tecnica y, por lo tanto, cumplen igualmente su funcion. Ademas, para el caso de que el material de soldadura sea alimentado desde el exterior, con una seleccion correspondiente de la velocidad de rotacion, se evita practicamente del todo la adhesion de material de soldadura licuado en gotas sobre el electrodo de soldadura y el empeoramiento implicado con ello de la imagen de soldadura.

Si se deja que el electrodo de soldadura realice un movimiento oscilante, entonces se configura esencialmente sencilla la transmision de la corriente de soldadura sobre el electrodo de soldadura, puesto que en virtud de su ciclo de movimiento limitado es suficiente siempre todavfa una conexion de cable fija para la transmision de la corriente de soldadura sobre el electrodo. Ademas, en virtud de la conexion directa del cable se pueden evitar perdidas de potencia entre la alimentacion de la tension y el electrodo.

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Segun la invencion, se consigue una union por aplicacion de fuerza a traves de un dispositivo de fijacion entre un casquillo y el electrodo, con lo que se asegura el electrodo tanto contra un desplazamiento radial como tambien contra un desplazamiento longitudinal. De esta manera resulta un acoplamiento mecanico facil de realizar entre electrodo y casquillo, que se desprender y restablecer de nuevo tambien facilmente para el caso de la sustitucion del electrodo.

La forma de realizacion de la invencion segun la reivindicacion 2 presenta la ventaja de que no se puede derivar ningun peligro de lesion de cabezas de soldadura colocadas siempre de nuevo hacia el lado durante los trabajos de soldadura. Ademas, el dispositivo para el movimiento del electrodo tendra tambien una duracion de vida mas larga, puesto que solo se pone en funcionamiento siempre cuando se necesita realmente. Ademas, de esta manera se puede ahorrar tambien todavfa una cierta medida de energfa.

El desarrollo segun la reivindicacion 3 presenta, ademas, la ventaja de que la persona que realiza los trabajos de soldadura no tiene que prestar atencion a la conexion del dispositivo para el movimiento del electrodo. Ademas, se simplifica la estructura de los elementos de conexion electricos/electronicos no representados de la cabeza de soldadura, puesto que la puesta en funcionamiento del dispositivo y la introduccion de la circulacion de gas se pueden controlar con la misma senal de conexion.

La forma de realizacion de la invencion de acuerdo con la reivindicacion 1 ofrece la ventaja de que el electrodo esta alojado, a ser posible, libre de friccion, con lo que, por una parte, se reducen al mmimo los fenomenos de desgaste del dispositivo y, por otra parte, de esta manera se reducen en la mayor medida posible los requerimientos de potencia para el movimiento del electrodo.

La ventaja del desarrollo de la invencion segun la reivindicacion 5 reside en que esta representa una forma de construccion sencilla y economica de fabricar del dispositivo de fijacion.

La transmision de la corriente de soldadura sobre el electrodo movil de acuerdo con la reivindicacion 6 ofrece a traves del reajuste automatico del carbon abrasivo realizado por el muelle casi hasta el desgaste total siempre un buen contacto con el casquillo. Ademas, esta forma de realizacion ofrece la ventaja de una resistencia de transicion electrica reducida y perdidas de friccion reducidas durante su rotacion.

El desarrollo de la invencion de acuerdo con la reivindicacion 7 tiene la ventaja de que tales carbones abrasivos tienen una conductividad comparativamente alta, de manera que se consiguen resistencias de transicion suficientemente bajas tambien con carbones abrasivos comparativamente pequenos.

Si se desarrolla la invencion de acuerdo con la reivindicacion 8, entonces resulta, ademas de una resistencia de transicion muy pequena, tambien la ventaja de un contacto casi libre de desgaste del electrodo con su alimentacion de tension.

De acuerdo con la invencion, se desplaza el casquillo en rotacion a traves de un motor electrico de corriente continua o en un movimiento oscilante a traves de una instalacion excentrica. De esta manera resulta la ventaja de que tambien en el caso de un contacto mecanico entre la pieza de trabajo y el electrodo contra las fuerzas de friccion crecientes implicadas con ello, se mantienen la rotacion o bien la oscilacion por que el motor electrico de corriente continua eleva su consumo de potencia de manera correspondiente hasta su lfmite de potencia. La ventaja de la forma de realizacion de la invencion de acuerdo con la reivindicacion 9 consiste en que el eje de accionamiento del motor electrico de corriente continua y el eje de rotacion del casquillo pueden estar dispuestos en el espacio opcionalmente entre sf, lo que en el diseno de la cabeza de soldadura posibilita libertades constructivas bastante grandes. Ademas, esta forma de realizacion de la invencion permite una sustitucion relativamente sencilla del casquillo cuando este se ha desgastado en el transcurso del tiempo a traves de las corrientes relativamente grandes transmitidas desde el carbon abrasivo sobre el mismo y la friccion que se produce. Por lo demas, por medio de la conexion de rueda dentada se puede seleccionar una multiplicacion discrecional y con ello se puede conseguir una adaptacion optima al motor electrico de corriente continua seleccionado en cada caso.

Si se desarrolla la invencion segun la reivindicacion 10, resulta la ventaja de que la cabeza de soldadura se puede mantener en una forma de construccion relativamente esbelta y de esta manera se pueden realizar mas facilmente trabajos de soldadura en el entorno estrecho. Por lo demas, esta forma de realizacion representa una solucion economica del accionamiento del casquillo.

El desarrollo segun la reivindicacion 11 repercute de manera favorable sobre todo sobre la duracion de vida tanto del carbon abrasivo como tambien del motor electrico de corriente continua. En efecto, se solo se ocupa de que el numero de revoluciones del motor electrico de corriente continua sea suficientemente alto, para impedir una fijacion por aleacion tambien con corriente de soldadura maxima, sino que el numero de revoluciones sigue a la corriente de soldadura siempre tambien de nuevo en la mayor medida posible hacia abajo.

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Las ventajas del procedimiento segun la reivindicacion 12 se ajustan, respectivamente, de acuerdo con cual de las cabezas de soldadura descritas en las reivindicaciones anteriores se realiza el procedimiento. Partiendo de las ventajas mencionadas de las formas de realizacion mencionadas anteriormente de la invencion, todas las cuales de basan en el principio de la movilidad del electrodo, se ofrece una transferencia de este principio a otros procedimientos de soldadura, especialmente a la soldadura manual con arco voltaico y el llamado procedimiento de soldadura MSG (Gas Protector de Metal) (comparar ambos procedimientos en Wikipedia.org/Soldadura).

En el primer caso, un movimiento del electrodo de barra que debe fundirse durante el proceso de soldadura impedina una fijacion por aleacion principalmente antes del proceso de soldadura con la fuente de corriente ya conectada, especialmente durante el encendido e inmediatamente despues del proceso de soldadura con la fuente de corriente todavfa conectada.

En el segundo caso, una aplicacion de este principio en el curso del contacto mecanico - es decir, un movimiento de la llamada tobera de soldadura, que gma el alambre de soldar relleno, alrededor o a lo largo del eje del alambre de soldadura - impedina que en el caso de la llamada combustion hacia atras no deseada del alambre de soldadura hasta la tobera de soldadura, el alambre de soldadura se realee sobre la tobera de soldadura.

A continuacion se describen cinco ejemplos de realizacion de la invencion con la ayuda de las figuras 1-7. En este caso:

La figura 1 muestra una representacion del proceso de soldadura, en el que se emplea la cabeza de soldadura segun la invencion.

La figura 2 muestra una vista lateral en perspectiva de una primera forma de realizacion de la cabeza de soldadura segun la invencion, cuya carcasa esta constituida de material transparente y en la que el casquillo se desplaza en movimiento de rotacion por medio de un motor electrico de corriente continua, cuyo eje de accionamiento esta dispuesto coaxialmente al casquillo.

La figura 3 muestra una seccion longitudinal a traves de la cabeza de soldadura de acuerdo con la invencion segun la figura 2.

La figura 4 muestra una segunda forma de realizacion de la cabeza de soldadura segun la invencion, cuya carcasa no se representa y en la que el casquillo y el eje de accionamiento del motor electrico de corriente continua estan dispuestos perpendiculares entre sf en el espacio.

La figura 5 muestra una cabeza de soldadura no acorde con la invencion, cuya carcasa no se representa tampoco y en la que el casquillo es accionado por una turbina dispuesta coaxialmente.

La figura 6 muestra un ejemplo, modificado con respecto a la figura 5, de una cabeza de soldadura no acorde con la invencion es representacion en seccion a lo largo del eje del electrodo, en la que la transmision de la corriente de soldadura sobre el casquillo se realiza por medio de un lfquido conductor de electricidad.

La figura 7 muestra una tercera forma de realizacion de la cabeza de soldadura segun la invencion, cuya carcasa tampoco se representa, en la que el casquillo es desplazado en un movimiento de oscilacion a traves de un motor electrico de corriente continua sobre una excentrica.

La figura 1 muestra en una representacion de principio el llamado proceso de soldadura WIG (Gas Inerte de Volframio) utilizando la cabeza de soldadura (1) de la invencion. La pieza esencial de la cabeza de soldadura (1) es un electrodo 2) que no se funde, extremadamente resistente a la temperatura. Un arco voltaico 3) que parte desde el electrodo (2) caliente y licua el material de una pieza de trabajo (8) que constituida de dos partes separadas, que estan constituidas, respectivamente, por ejemplo, de acero y que deben soldarse juntas. El encendido del arco voltaico (3) se puede realizar sin contacto de la pieza de trabajo (8) a traves del electrodo (2). A tal fin sirve una unidad electrica no representada con una fuente de alta tension, que se conecta durante el proceso de encendido durante corta duracion adicionalmente a la fuente de corriente duradera del electrodo (2). La soldadura se realiza en la mayona de las piezas de trabajo con corriente continua, pero se utiliza corriente alterna en el caso de piezas de trabajo de aluminio.

En la llamada union de soldadura a tope representada en la figura 1, se utiliza, en general, material de soldadura (7) adicional, que esta presente normalmente en forma de alambre. En muchas aplicaciones, sin embargo, no es necesario ningun material de soldadura (7) adicional. Alrededor del electrodo (2) estan dispuestos una tobera de gas (5) y un casquillo de ceramica (6). La circulacion de gas (4) saliente sirve como gas protector, de manera que protege la pieza de trabajo caliente (8) contra reacciones qmmicas con aire ambiental y de esta manera garantiza la resistencia y tenacidad requeridas de la union soldada. Como gases protectores (7) pueden servir diferentes gases nobles, en la mayona de los casos es argon. Todos estos gases protectores (7) son inertes a reaccion, siendo

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utilizada la designacion tecnica de “inerte”.

Una primera forma de realizacion de la cabeza de soldadura (1) segun la invencion segun las figuras 2 y 3 presenta una carcasa transparente (9) y muestra una disposicion coaxial de los ejes (A, 11) del electrodo (2) y de un motor electrico de corriente continua (10). La conexion del electrodo (2) con una alimentacion de tension se realiza a traves de una lmea de cobre de varios hilos no representada, que esta conectada electricamente con un carbon abrasivo (17), que se apoya, por su parte, en un casquillo (12) configurado cilmdrico, constituido de cobre giratorio alrededor del mismo eje, que tiene de esta manera una funcion similar al rotor de un motor electrico. >Para mantener un contacto duradero del casquillo (12) y el carbon abrasivo (17), se presiona este ultimo por medio de un muelle en espiral (18) dispuesto en un casquillo de grna (19) y alojado opuesto de manera permanente contra el casquillo (12), de manera que el muelle en espiral (18), por su parte, esta asegurado por medio de tres pasadores no provistos con signo de referencia.

Un dispositivo (20) para la rotacion del electrodo (2) presenta, entre otras cosas, un acoplamiento (13) y un dispositivo de fijacion (14), que sirven para establecer una conexion mecanicamente ngida del eje (11) del motor electrico de corriente continua (10) con el electrodo (2) sobre el casquillo (12). En este caso, por una parte, el eje (11) esta conectado a traves del acoplamiento (13) de manera fija mecanicamente ngida con un extremo del casquillo (12) y, por otra parte, el electrodo esta empotrado por medio del dispositivo de fijacion (14) en el otro extremo del casquillo (12).

El propio casquillo (12) esta configurado cilmdrico, pero presenta en su zona central, que contacta con el carbon abrasivo (17), una seccion transversal mayor. Sobre lados de la seccion transversal mayor estan dispuestos unos cojinetes de bolas, cuyos anillos exteriores (21, 22) estan fijados en la carcasa (9) y en sus anillos interiores (23, 24) esta empotrado el casquillo (12).

El acoplamiento (13) para la conexion mecanicamente ngida entre el casquillo (12) y el eje (11) del motor electrico de corriente continua (10), que descansa en la carcasa (9) se puede realizar en el caso mas sencillo, por ejemplo, atornillando en la superficie exterior del casquillo (12) hasta tres pasadores roscados, que encajan centrando el eje (11) en su colaboracion.

El dispositivo de fijacion (14) para la union mecanica ngida entre casquillo (12) y el electrodo (2) que gira, por lo demas, libremente, presenta un inserto de fijacion conico (15) con cuatro ranuras longitudinales y con un taladro ajustado exacto para el alojamiento del electrodo (2). La superficie exterior del inserto de fijacion (15) esta dimensionada de tal forma que se puede insertar suficientemente profunda en el casquillo (12), pero entonces es retenida por este finalmente centrada. El casquillo (12) presenta, ademas, una rosca exterior no representada, sobre la que se puede enroscar una tuerca de fijacion (16), con lo que se sujeta el electrodo (2) suficientemente fijo en el inserto de fijacion (1).

El electrodo (2) empotrado fijamente de esta manera se gira despues de la conexion del motor electrico de corriente continua (10) con su numero re evoluciones y se puede iniciar ahora el proceso de soldadura, sin tener que temer ya una fijacion por aleacion no deseada. En este caso, hay que observar que la seleccion de corrientes de soldadura mas alta debena elevar tambien el numero de revoluciones del motor de electrico de corriente continua (10), para impedir entonces con toda seguridad una fijacion por aleacion.

A traves del motor electrico de corriente continua (10) se asegura en una medida amplia que este numero de revoluciones necesario se mantenga tambien cuando aparecen oscilaciones de la friccion en los cojinetes de bolas o el electrodo (2) roza sobre la pieza de trabajo.

La segunda forma de realizacion mostrada en la figura 4 de la invencion se diferencia de la primera forma de realizacion por el tipo de acoplamiento del motor electrico de corriente continua (10) en el casquillo (12). En efecto, en este caso no existe ya una disposicion coaxial entre casquillo (12) y motor electrico de corriente continua (10) sino que los ejes correspondientes estan perpendiculares entre sf Si se selecciona en esta union de rueda dentada (25), por ejemplo, una relacion de multiplicacion 1:1,5, entonces el numero de revoluciones de todo el dispositivo (20) sera correspondientemente menor que el del motor electrico de corriente continua (10).

Esto significa que todo el dispositivo (20) gira un tercio mas lento que el arbol del motor (11) del motor electrico de corriente continua (10), con lo que se eleva un tercio el par motor disponible en el electrodo (2). De esta manera, se ocupa de que el motor electrico de corriente continua (10), en el caso de un contacto de la pieza de trabajo (8) con el electrodo (2), pueda mantener en la mayor medida posible su numero de revoluciones, tambien en el caso de presion de apriete mas elevada.

El ejemplo de presentado en la figura 5 de una cabeza de soldadura no cae bajo la redaccion de la reivindicacion 1 y presenta otro tercer anillo exterior de cojinete (27) fijado sobre el casquillo (12), que define junto con el segundo anillo exterior de cojinete (22) adyacente al mismo el espacio de trabajo (C) de una turbina (26) dispuesta coaxial al

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casquillo (12) y representada solo esquematicamente. Tampoco se representa una corriente de agua de refrigeracion (B) que parte desde un aparato de soldadura hacia la cabeza de soldadura (1) y desde alK de nuevo de retorno hacia el aparato de soldadura. El objeto original de esta corriente de agua de refrigeracion es la prevencion del recalentamiento de la cabeza de soldadura (1), en la presente forma de realizacion sirve, ademas, tambien para el accionamiento de la turbina (26) y, por lo tanto, para la rotacion implicada con ello del electrodo (2). Evidentemente, ademas de agua se puede utilizar tambien otro refrigerante, por ejemplo con capacidad termica todavfa mas elevada, con el que se puede accionar entonces de la misma manera la turbina.

Ademas, en el caso de cabezas de soldadura no refrigeradas por un fluido se puede conseguir la refrigeracion a traves del gas protector (4) que circula de todos modos. Si se conduce el gas protector (4) de nuevo tambien sobre la turbina (26), entonces esta se puede accionar tambien a traves de la circulacion del gas protector (4).

Evidentemente, en el aparato de soldar para el accionamiento de la turbina (26) se puede generar tambien un fluido separado o circuito de corriente de gas, que sirve exclusivamente para el accionamiento de la turbina (26) y no al mismo tiempo tambien la refrigeracion de la cabeza de soldadura (1).

Esto se podna realizar, por ejemplo, a traves de la union del espacio de trabajo (C) de la turbina (26) con una instalacion de aire comprimido.

En lugar del contacto por medio del carbon abrasivo (17) - como se representa en la figura 6 - el casquillo (12), para mantenerlo en contacto electrico con la alimentacion de la tension, se puede girar tambien en un espacio (D), que esta lleno con un lfquido (29) conductor de electricidad. El espacio (D) esta delimitado radialmente, por una parte, por un casquillo exterior estacionario (30) constituido de metal conectado con el suministro de tension y, por otra parte, a traves del casquillo (12). En direccion axial, esta obturado por dos anillos de estanqueidad (31, 32). Como ifquidos conductores de electricidad son adecuadas, entre otras, aleaciones de galio, que contienen indio y estano, por ejemplo el llamado Galinstan con 68,5 % de galio, 21,5 % de indio y 10 % de estano. Esta aleacion esta bajo presion normal entre -19°C y 1300°C en forma lfquida. Este tipo de transmision de la corriente de soldadura sobre el casquillo (12) puede encontrar aplicacion, evidentemente, entonces tambien cuando el casquillo (12) no es accionado a traves de una turbina (26), sino segun la invencion y como se muestra en la figura 2, a traves de un motor electrico de corriente continua (10).

En la forma de realizacion mostrada en la figura 7, los componentes provistos con los mismos signos de referencia tienen la misma funcion que en todas las formas de realizacion descritas anteriormente. Pero el arbol de accionamiento (11) del motor electrico de corriente continua (10) no esta conectado directamente con el casquillo (12), sino a traves de un disco de excentrica (35) de dos bielas (33, 34) y acoplado con el arbol de accionamiento (11).

De esta manera, el casquillo (12) se desplaza durante la rotacion del arbol de accionamiento (11) en un movimiento oscilante, cuya frecuencia se determina por el numero de revoluciones del arbol de accionamiento (11) y su amplitud se determina por la medida del acoplamiento excentrico.

La conexion del electrodo (2) con su alimentacion de tension se realiza a traves de un conducto flexible (36), cuyo extremo esta conectado tanto mecanica como tambien electricamente fijamente con el casquillo (12).

En todas las formas de realizacion descritas anteriormente se inicia el proceso de soldadura normalmente conectando la cabeza de soldadura (1) en primer lugar con su fuente de tension no representada y para el caso de la soldadura manual, la persona que realiza los trabajo de soldadura inicia manualmente la alimentacion de la circulacion de gas (4) que sirve como gas protector. Al mismo tiempo que la alimentacion de gas protector (4) se pone en funcionamiento automaticamente el motor electrico de corriente continua, o la turbina (26). De esta manera, se asegura que el motor electrico de corriente continua (10) o la turbina (26) hayan alcanzado su numero de revoluciones nominal y el espacio entre el electrodo (2) y la pieza de trabajo (8) este rodeado con gas protector, antes de que comience el proceso de soldadura propiamente dicho. Se mantiene la misma secuencia temporal de alimentacion de gas protector, rotacion del electrodo (2), por una parte, y comienzo del proceso de soldadura, por otra parte, tambien en procesos de soldadura, que son controlados por robots.

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   REIVINDICACIONES

   1. - Cabeza de soldadura (1) que comprende un electrodo (2) resistente al calor, que conduce la corriente de soldadura, en la que el proceso de soldadura se realiza a traves de un arco voltaico (3) que parte desde el electrodo (2), que conduce hacia una pieza de trabajo metalica (8) que actua como masa electrica y que es alimentado a traves de una fuente de tension, y el electrodo (2) esta alojado de forma giratoria en la cabeza de soldadura (1) y es desplazado durante el proceso de soldadura a traves de un dispositivo (20) en un movimiento, que esta constituido por una rotacion u oscilacion alrededor de su propio eje (A), y un casquillo (12) operativo es retenido en la cabeza de soldadura (1), de manera que a traves de un dispositivo de fijacion (14) se consigue una union por aplicacion de fuerza entre el casquillo (12) y el electrodo (2), con lo que se asegura el electrodo (2) tanto contra desplazamiento radial como tambien contra desplazamiento longitudinal, caracterizada por que el casquillo (12), para la prevencion de la fijacion por aleacion del electrodo (2) sobre la pieza de trabajo (8) en el caso de contacto mecanico directo asf como para evitar en gran medida la fijacion de gotas de una aportacion de soldadura (7) tal vez alimentada en el electrodo (2), es desplazable en rotacion por medio de un motor electrico de corriente continua (10) o en un movimiento oscilante a traves de un dispositivo de excentrica (32, 33, 34), de manera que el motor electrico de corriente continua (10), en el caso de un contacto mecanico entre pieza de trabajo (8) y electrodo (2), mantiene su rotacion u oscilacion a traves de la elevacion de su consumo de potencia hasta su lfmite de potencia.
2. 2. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo (20) se pone en funcionamiento lo mas tarde con el comienzo del proceso de soldadura y se desconecta automaticamente de nuevo despues de su terminacion.
3. 3. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 2, caracterizada por que la puesta en funcionamiento del dispositivo (20) se realiza simultaneamente con el inicio provocado manualmente de una circulacion de gas (4) que sirve como gas protector.
4. 4. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que en la cabeza de soldadura (1) estan fijados los anillos exteriores (21, 22) de dos cojinetes, por ejemplo cojinetes de bolas o cojinetes de rodillos y por que a traves de los anillos interiores (23, 24) de estos cojinetes se retiene el casquillo (12) operativo.
5. 5. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo de fijacion (14) esta constituido por un inserto de fijacion conico (15), que es presado por una tuerca de fijacion (16) en un taladro conico del casquillo (12).
6. 6. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 5, caracterizada por que tanto el casquillo (12) como tambien el inserto de fijacion (15) estan constituidos de material buen conductor electrico y por que la transmision de la corriente de soldadura sobre el casquillo (12) se realiza a traves de un carbon abrasivo (17), que esta por medio de un muelle (18) pretensado siempre en contacto mecanico y, por lo tanto, tambien electrico con el casquillo (12).
7. 7. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 6, caracterizada por que para el carbon abrasivo se selecciona un material con alta porcion de bronce.
8. 8. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 5, caracterizada por que tanto el casquillo (12) como tambien el inserto de fijacion (15) estan constituidos de material buen conductor electrico y por que la transmision de corriente de soldadura sobre el casquillo (12) se realiza a traves de un lfquido (29) conductor electrico, que se encuentra en un espacio (28) hermetico al lfquido que rodea el casquillo (12).
9. 9. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la transmision de fuerza desde el motor electrico (10) hacia el casquillo (12) se garantiza por medio de una conexion de rueda dentada (25) de union positiva.
10. 10. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que para la transmision de fuerza desde el eje de accionamiento (11) del motor electrico de corriente continua (10) sobre el casquillo (12), este ultimo esta dispuesto coaxial al casquillo (12), de manera que la union entre el eje de accionamiento (11) y el casquillo (12) se realiza por medio de una pieza de acoplamiento (13) desprendible.
11. 11. - Cabeza de soldadura (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que desde la unidad electrica que suministra la corriente de soldadura con corriente de soldadura creciente se eleva tambien el numero de revoluciones del motor electrico de corriente continua (10) y se reduce de nuevo a medida que desciende la corriente de soldadura.
12. 12. - Procedimiento especialmente para la soldadura manual, en el que se utiliza una cabeza de soldadura (1) segun una de las reivindicaciones anteriores.