ES2640105T3 - Aparato de soldadura que tiene un pulsador de alambre - Google Patents

Aparato de soldadura que tiene un pulsador de alambre Download PDF

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ES2640105T3 ES12724826.8T ES12724826T ES2640105T3 ES 2640105 T3 ES2640105 T3 ES 2640105T3 ES 12724826 T ES12724826 T ES 12724826T ES 2640105 T3 ES2640105 T3 ES 2640105T3
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Abstract

Un aparato (100) de soldadura que comprende una fuente de alambre que tiene alambre (105) de soldadura; un accionamiento (115) de alimentación de alambre para accionar el alambre de soldadura desde la fuente de alambre; un conducto (125) de alambre; una boquilla (130) de alambre y caracterizada por: un pulsador (120) de alambre que tiene un alojamiento (200), un tubo (205), un bloque (220) dividido con una ranura de acoplamiento, un eje (240) que tiene una clavija (238) formada sobre el mismo, y una manivela (230) que se desliza dispuesta en el alojamiento (200), el pulsador de alambre que tiene un primer extremo asociado con el accionamiento (115) de alimentación de alambre y un segundo extremo asociado con el conducto (125) de alambre; en el que se alimenta el alambre a través del conducto de alambre a la boquilla de alambre, en el que la manivela (230) que se desliza del pulsador (120) de alambre aumenta y disminuye la longitud efectiva del alambre a medida que el alambre se mueve a través del conducto de alambre desde el accionamiento de alimentación de alambre hasta la boquilla de alambre, en el que la manivela (230) que se desliza incluye una tuerca t (235) que tiene un agujero (236) de tuerca t dispuesto en la ranura (237) de acoplamiento del bloque (220) dividido, en el que el bloque dividido está dispuesto alrededor de la boquilla (205) adaptado para recibir la soldadura de alambre, en el que la clavija (238) formada a partir del eje (240) es recibido por el orificio de la tuerca t, y un motor (225) está dispuesto adicionalmente dentro del alojamiento (200) de pulsador de alambre y adaptado para hacer girar la clavija (238) formada a partir del eje (240) en el que la rotación de la clavija (238) formada a partir del eje (240) acciona el tubo (205) en al menos una dirección lineal.

Description

DESCRIPCION
Aparato de soldadura que tiene un pulsador de alambre
La presente divulgacion se relaciona generalmente con un aparato de soldadura de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 (vease, por ejemplo el documento US2 731 536 A), que tiene un pulsador de alambre con una manivela 5 que se desliza interna para establecer una oscilacion de alambre efectiva, y metodos del mismo.
Antecedentes
Los metodos conocidos generalmente de componentes de retencion de presion de soldadura y recubrimiento incluyen soldadura de Gas Inerte de Tungsteno (“TIG”), tambien conocida como Soldadura de Arco de Tungsteno de Gas (“GTAW”). Se han usado los sistemas de GTAW portables para tubenas, recipientes, valvulas soldadas, y otros 10 componentes metalicos en una amplia gama de industrias que incluyen generacion de energfa (nuclear y fosil), petroleo y gas, qmmica, petroqmmica, y similares. Dichos sistemas GTAW portables fueron capaces de tener ratas de deposicion (o la rata de consumo de alimentacion de alambre) de aproximadamente % de libra por hora. Otros sistemas GTAW (tfpicamente aquellos que incluyen un alambre precalentado) fueron capaces de tener ratas de deposicion de hasta aproximadamente 1.2 libras por hora. Aun otros sistemas GTAW (tales como aquellos que pulsaron el alambre) 15 fueron capaces de tener ratas de deposicion de hasta aproximadamente 5 libras por hora.
De acuerdo con la presente invencion, un aparato de soldadura se definio en la reivindicacion 1.
Breve descripcion de las figuras de dibujo
La presente divulgacion se explicara adicionalmente con referencia a las figuras de dibujo adjuntas, en las que se hace referencia a estructuras similares mediante numerales similares a traves de las diversas vistas. Las figuras de los 20 dibujos que se muestran no estan necesariamente a escala, donde en cambio en general se hace enfasis en la ilustracion de los principios de la presente invencion.
La FIG. 2 es una vista en corte transversal ilustrativa de un pulsador de alambre del sistema de soldadura de la FIG. 1 tomada a traves de la lmea 2-2;
La FIG. 3 es una vista inferior ilustrativa de un tubo acoplado con el bloque dividido y la tuerca t de la presente 25 divulgacion;
La FIG. 4 es una vista en perspectiva ilustrativa de un pulsador de alambre alternativo de la presente divulgacion a la que se han eliminado el tubo, el bloque dividido y la tuerca t de la FIG. 3 y
La FIG. 5 es una vista superior ilustrativa del pulsador de alambre de la FIG. 4 acoplado con el tubo, el bloque dividido y la tuerca t de la FIG. 3.
30 Descripcion detallada de la invencion
Se divulgan aqrn realizaciones detalladas del presente aparato y metodos de soldadura; sin embargo, debe entenderse que las realizaciones divulgadas son meramente ilustrativas del aparato y metodos de soldadura que pueden estar incorporados en diversas formas. Ademas, cada uno de los ejemplos, si los hay, dados en relacion con las diversas realizaciones del aparato y metodos de soldadura, se pretende que sean ilustrativos y no restrictivos. Ademas, las 35 figuras de dibujo no son necesariamente a escala, algunas caractensticas pueden ser exageradas para mostrar detalles de componentes particulares. Ademas, las mediciones, especificaciones y similares mostradas en las figuras del dibujo estan destinadas a ser ilustrativas, y no restrictivas. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales espedficos divulgados aqrn no deben interpretarse como limitantes, sino meramente como una base representativa para ensenar a un experto en la tecnica a emplear de manera diversa la presente invencion.
40 Con referencia a la FIG. 1, se proporciona un aparato 100 de soldadura ilustrativo de la presente divulgacion. El aparato 100 de soldadura puede incluir un alambre 105 que puede ser alimentado desde un suministro opcional de alambre, o bobina, 110, a una conduccion 115 de alimentacion de alambre y dentro de un pulsador 120 de alambre. El alambre 105 puede salir del pulsador 120 de alambre a traves, o a un conducto 125 de alambre. El conducto 125 de alambre puede dirigir, o canalizar, el alambre 105 a un manipulador 130 de boquilla. En una realizacion, el sistema 45 100 de soldadura puede alimentar el alambre 105 de soldadura a una velocidad establecida, programada
(preferiblemente constante), impulsado, accionado o movido por la conduccion 115 de alimentacion de alambre y puede dirigir el alambre 105 de soldadura en, o hada, una mezcla fundida (no mostrada) formada por un arco (no mostrado) generado por el soplete 135 GTAW. La oscilacion, o accionamiento, del pulsador 120 de alambre puede pulsar la extension de alambre desde la boquilla 130 de alambre una cantidad igual a la amplitud de la oscilacion 140 50 del conducto 125 de alambre.
El solicitante cree actualmente (sin desear estar limitado por la teona) que el aparato 100 de soldadura divulgado puede proporcionar diversas aproximaciones a la oscilacion del alambre 105 de soldadura, aparte de variar la velocidad a la que se alimenta el alambre 105 de soldadura. A manera de ejemplo los enfoques pueden incluir, por ejemplo, variar la longitud efectiva del conducto 125 de alambre, que conecta la conduccion 120 de alimentacion de
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alambre a la boquilla 130 de alambre, que esta fijada preferiblemente a, o asociada con, el soplete 135 de soldadura. El solicitante cree ademas (sin desear estar limitado por la teona) que para una velocidad de alimentacion de alambre constante, aumentando la longitud efectiva del conducto 125 de alambre, la velocidad del alambre 105 de soldadura puede disminuirse a medida que la suma vectorial de la velocidad de alimentacion de alambre constante y la rata de aumento en la distancia recorrida; y por la misma razon, a medida que disminuye la distancia efectiva, la velocidad del alambre 105 de soldadura puede incrementarse por la suma vectorial de la velocidad de alimentacion de alambre constante y la rata de disminucion en la distancia recorrida. Ademas, en diversas realizaciones, la amplitud del impulso de velocidad puede ser igual a la amplitud del cambio en la longitud efectiva del conducto 125 de alambre, y la rata del pulso puede ser igual a la frecuencia de oscilacion de la longitud del conducto 125 de alambre.
Con referencia a la FIG. 2, se proporciona una realizacion ilustrativa de un pulsador 120 de alambre de la presente divulgacion. De acuerdo con la presente invencion, el pulsador 120 de alambre puede incluir un alojamiento 200 que tiene un tubo 205. El tubo puede tener un primer extremo 206 y un segundo extremo 207, y puede estar dispuesto dentro, o asociado con, un orificio 208 del alojamiento 200. El tubo 205 puede estar formado de cualquier material que tenga la resistencia y la resistencia al desgaste adecuadas para su uso en aplicaciones de soldadura, que incluyen, sin limitacion, ceramicas, plasticos de ingeniena y metales tales como aceros de aluminio, acero, y acero inoxidable, por ejemplo acero inoxidable serie 304. El tubo 205 puede contener, o estar asociado con, un primer extremo del conducto 125 de alambre (mostrado en la FIG. 1). El extremo distal del conducto 125 de alambre puede estar conectado a la boquilla 130 de hilo (como se muestra en la FIG. 1). En una realizacion, dispuesta aproximadamente, o asociada con, el primer extremo 206 del tubo 205 puede ser un accesorio 210. En una realizacion, el accesorio 210 puede ser un accesorio modificado tal como un accesorio neumatico de "empuje a bloqueo", que puede servir como una "conexion rapida" para fijar, o asociar, el conducto 125 de alambre dentro del tubo 205. El tubo 205 puede estar limitado, o de otro modo estar sustancialmente limitado, al movimiento casi lineal por uno o mas soportes 215, 215'. En una realizacion, con referencia a la FIG. 4, el alojamiento 200 del pulsador 120 de alambre incluye, opcionalmente, puertos 217 roscados, que pueden recibir o de otro modo acoplarse o estar asociados con las almohadillas 218 grna cilmdricas lineales. Las almohadillas 218 de grna estan opcionalmente roscadas para acoplamiento reciproco, o asociacion, con los puertos 217 del alojamiento 200. Los soportes 215 y las almohadillas 218 de grna pueden formarse independientemente de cualquier material que tenga la resistencia y la resistencia al desgaste adecuados para su uso en aplicaciones de soldadura, que incluyen, sin limitacion, ceramica, plasticos de ingeniena y metales tales como aluminio, acero y aceros inoxidables. Con referencia a las FIGS. 2-5 y en una realizacion, el tubo 205, cuando se acopla o se asocia con el orificio 208 del alojamiento 200, puede estar limitado, o de otro modo estar sustancialmente limitado, al movimiento casi lineal por acoplamiento o asociacion de los soportes 215, 215' lineales. En una realizacion, la rotacion del bloque 220 dividido (descrito mas adelante) puede limitarse o reducirse mediante el acoplamiento o asociacion de las almohadillas 218 de grna con los puertos 217 del alojamiento 200.
Entre los (opcionalmente dos) soportes 215, 215 puede estar un bloque 220 dividido, que puede ser sujetado, por ejemplo mediante tornillos o clavijas (no mostrados), o de otro modo asegurados a o asociados con, el tubo 205. El bloque 220 dividido puede conectarse a un motor 225 mediante una conexion 230 de manivela que se desliza. Sin limitacion y en diversas realizaciones, el motor 225 puede ser accionado a velocidades que vanan de aproximadamente 3 hertz a aproximadamente 40 hertz, alternativamente desde aproximadamente 5 hertz a aproximadamente 20 hertz. En una realizacion, la conexion 230 de manivela que se desliza puede ser una conexion de "ranura de clavijas".
En una realizacion alternativa, la conexion 230 de manivela que se desliza puede incluir una tuerca, o una tuerca t, 235 (FIGS. 2 y 3) que tiene un orificio 236 de tuerca t en una ranura 237 de acoplamiento (FIGS. 2 y 3) y en el bloque 220 dividido (FIGS. 2 y 3) y una clavija 238 (FIG. 2) formados integralmente o asociados con un eje 240 (FIG. 2), que puede ser fijado, o de otro modo asegurado a o asociado con, el eje del motor (no mostrado). En una realizacion, la clavija 238 (FIG. 2) formada de forma integral o asociada con el eje 240 esta situada excentricamente, E, desde el centro del motor 225. Continuando con referencia a la FIG. 2, como el motor 225 acciona (o hace girar) la clavija 238 (excentrica) del eje 240 en un movimiento generalmente circular, la tuerca t 235 en la ranura 237 (FIGS. 2 y 3) en el bloque 205 dividido se mueve en movimiento generalmente perpendicular a la longitud del tubo 205, y acciona, oscila, o mueve de otro modo, el tubo 205 hacia delante y hacia atras a lo largo de una direccion de su longitud (perpendicular al movimiento de la tuerca t 235). En una realizacion, el tubo 205 acciona, oscila, o mueve de otro modo una distancia que vana desde aproximadamente 1.27 mm a 10.16 mm (aproximadamente 0.05 pulgadas a aproximadamente 0.4 pulgadas), alternativamente al menos aproximadamente 2.54 mm (aproximadamente 0.1 pulgadas), y alternativamente al menos aproximadamente 6.35 mm (aproximadamente 0.25 pulgadas). En una realizacion, se puede proporcionar, una separacion, G, entre el extremo del tubo 220 y el fondo de un agujero en el adaptador 245 de entrada, para acomodar, o aceptar de otro modo, la oscilacion o movimiento del tubo 205. En una realizacion, el adaptador 245 de entrada puede unir, fijar o asociar de otro modo el pulsador 120 de alambre con la conduccion 115 de alimentacion de alambre. En una realizacion, el movimiento u oscilacion del tubo 205 aumenta y disminuye la longitud de la trayectoria de alimentacion de alambre (en una distancia que vana desde aproximadamente 0.05 pulgadas a aproximadamente 0.4 pulgadas) entre la conduccion 115 de alimentacion de alambre y el extremo fijo del conducto 125 de alambre en la boquilla 130 de alambre donde esta asociada con el soplete 135. En una realizacion adicional, el pulsador 120 de alambre puede incluir una abrazadera, un montaje, o un gancho, o soporte 260 adecuado para fijar el pulsador de alambre a un objeto estacionario tal como un tubo o tubena (no mostrado) durante la soldadura. De esta manera, el aparato 100 de soldadura puede tener un pulsador 120 de alambre que tiene un tamano
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generalmente pequeno y una masa movil generalmente pequena de tal manera que sea adecuada para el montaje sobre equipos portatiles para soldadura de tubenas y otros sistemas de soldadura de campo portatiles en base a procedimientos GTAW.
En una realizacion adicional, el cable 105 de soldadura puede aislarse electricamente del alojamiento 200. En una realizacion, el adaptador 245 de entrada puede estar hecho de materiales adecuados para aislamiento electrico, tal como sin limitacion, vidrio, ceramica o plastico. Ademas, el tubo 205 puede terminar con (o tener en su segundo extremo distal desde el extremo con el accesorio 210) una porcion 250 de grna de alambre de entrada, la cual puede tener un diametro menor que el diametro del tubo 205 de cuerpo principal. En una realizacion, la porcion 250 de grna de alambre de entrada esta hecha del mismo o diferente material como el tubo 205. En una realizacion alternativa, la porcion 250 de grna de alambre de entrada esta hecha de acero inoxidable de la serie 410. En una realizacion, un cojinete 255 aislante puede estar dispuesto aproximadamente de al menos una parte de la porcion de grna de alambre de entrada para aislamiento electrico. En una realizacion, el cojinete 255 aislante puede estar formado a partir de materiales adecuados para aislamiento electrico, tal como sin limitacion, vidrio tal como vidrio verde G10, ceramica o plastico. En una realizacion, el aislamiento electrico puede ser preferiblemente para procedimientos de alambre caliente.
Sin pretender quedar limitado por la teona, el solicitante cree actualmente que el presente aparato de soldadura y los metodos del mismo pueden aumentar generalmente la rata de deposicion del equipo de soldadura GTAW portatil que incorpora un pequeno mecanismo capaz de pulsar el alambre de relleno a una alta rata de velocidad; reducir la masa oscilante del pulsador de alambre para reducir las vibraciones desde el pulsador de alambre en el equipo de soldadura portatil; aislar electricamente los componentes del mecanismo que entran en contacto con el alambre para permitir el uso de una corriente auxiliar que se aplicara al alambre para ayudar a precalentar el alambre antes de la entrada en la mezcla (denominado aqrn como "procedimiento de alambre caliente"); e incorporan un metodo de cambio rapido para cambiar el conducto de alambre para minimizar la complejidad y el tiempo de inactividad asociado necesario para cambiar el conducto de alambre.
Ademas, sin desear estar limitado por la teona, el solicitante cree actualmente que el presente sistema y metodos pueden aumentar/disminuir la trayectoria de conducto de alambre efectivo para crear una oscilacion, en lugar de oscilar todo el mecanismo de conduccion de alambre u oscilar la velocidad del motor de conduccion de alimentacion de alambre; el pulsador de alambre puede tener un tamano pequeno y una masa movil pequena que lo hace adecuado para el montaje en equipos portatiles para soldadura de tubenas y otros sistemas de soldadura de campo portatiles en base a los procedimientos GTAW; el pulsador de alambre puede incorporar una pequena tarjeta de servo control para el control de la velocidad; la frecuencia de pulsacion se puede cambiar localmente usando un potenciometro de control para uso con sistemas que carecen de control de motor auxiliar o pueden integrarse completamente en sistemas que poseen capacidad de control de motor auxiliar; el pulsador de alambre puede incorporar ademas un accesorio neumatico de "empuje a localizacion" como un metodo de conexion rapida para fijar y retener el tubo grna de conducto de alambre.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato (100) de soldadura que comprende
    una fuente de alambre que tiene alambre (105) de soldadura;
    un accionamiento (115) de alimentacion de alambre para accionar el alambre de soldadura desde la fuente de alambre;
    un conducto (125) de alambre;
    una boquilla (130) de alambre y caracterizada por:
    un pulsador (120) de alambre que tiene un alojamiento (200), un tubo (205), un bloque (220) dividido con una ranura de acoplamiento, un eje (240) que tiene una clavija (238) formada sobre el mismo, y
    una manivela (230) que se desliza dispuesta en el alojamiento (200),
    el pulsador de alambre que tiene un primer extremo asociado con el accionamiento (115) de alimentacion de alambre y un segundo extremo asociado con el conducto (125) de alambre;
    en el que se alimenta el alambre a traves del conducto de alambre a la boquilla de alambre,
    en el que la manivela (230) que se desliza del pulsador (120) de alambre aumenta y
    disminuye la longitud efectiva del alambre a medida que el alambre se mueve a traves del
    conducto de alambre desde el accionamiento de alimentacion de alambre hasta la boquilla de alambre,
    en el que la manivela (230) que se desliza incluye una tuerca t (235) que tiene un agujero (236) de tuerca t
    dispuesto en la ranura (237) de acoplamiento del bloque
    (220) dividido, en el que el
    bloque dividido esta dispuesto alrededor de la
    boquilla (205) adaptado para recibir la soldadura
    de alambre, en el que la clavija (238) formada a partir del
    eje (240) es
    recibido por el orificio de la tuerca t, y un motor (225) esta dispuesto adicionalmente dentro del alojamiento (200) de pulsador de alambre y adaptado para hacer girar la clavija (238) formada a partir del eje (240)
    en el que la rotacion de la clavija (238) formada a partir del eje (240) acciona el tubo (205) en al menos una direccion lineal.
  2. 2. El aparato de soldadura de la reivindicacion 1, que comprende ademas un soplete (135) GTAW en asociacion con la boquilla (130) de alambre, y en el que la manivela que se desliza del pulsador de alambre oscila al menos una porcion del alambre que sale de la boquilla de alambre a una distancia de entre aproximadamente 2.5 mm (0.1 pulgadas) y aproximadamente 6.25 mm (0.25 pulgadas) hacia y fuera del soplete GTAW.
  3. 3. El aparato de soldadura de la reivindicacion 1, e n el que el aparato de soldadura es un aparato de soldadura GTAW.
  4. 4. El aparato de soldadura de la reivindicacion 1, en el que la manivela (230) que se desliza esta completamente encerrada dentro del alojamiento (200).
  5. 5. El aparato de soldadura de la reivindicacion 1, en el que el alojamiento (200) tiene un conector dispuesto sobre el mismo, y el conector esta adaptado para conectar de forma desmontable el alojamiento al equipo portatil durante la soldadura.
  6. 6. El aparato de soldadura de la reivindicacion 5, en el que el conector es seleccionado del grupo que consiste en una abrazadera, un montaje, un gancho y un soporte (260).
  7. 7. El aparato de soldadura de la reivindicacion 1, en el que el alojamiento (200) tiene un agujero (208) que pasa a traves del mismo y un tubo (205) dispuesto dentro del agujero, el tubo que tiene un primer extremo (206) adyacente
    al primer extremo del pulsador de alambre y un segundo extremo (207) adyacente al segundo extremo del pulsador de alambre de tal manera que el alambre de soldadura es capaz de pasar a traves del tubo.
  8. 8. El aparato de soldadura de la reivindicacion 7, en el que el primer extremo (206) del tubo tiene un accesorio (210) neumatico dispuesto sobre el mismo de manera que el conducto de alambre es capaz de fijarse de forma separable
    5 al primer extremo del tubo.
  9. 9. El aparato de soldadura de la reivindicacion 7, en el que el tubo (205) esta limitado dentro del agujero (208) por uno o mas soportes (215, 215').
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