ES2207161T3 - Procedimiento y dispositivo ppara unir parcialmente por fusion objetos. - Google Patents

Abstract

PROCEDIMIENTO PARA CALENTAMIENTO LOCALIZADO DE OBJETOS, ESPECIALMENTE DE CHAPAS DELGADAS, A TRAVES DE ALIMENTACION DE LOS OBJETOS CON UN PLASMA GENERADO POR MEDIO DE ARCO ELECTRICO ENCENDIDO ENTRE DOS ELECTRODOS. PARA MANTENER LO MAS REDUCIDA POSIBLE LA CARGA TERMICA DE UNA PIEZA DE TRABAJO FUERA DE LAS ZONAS QUE SON CALENTADAS, SE HA PREVISTO QUE LA MECANIZACION, POR EJEMPLO DE UNA SOLDADURA POR PUNTOS O LA FUSION DE UNA ROTURA, SE REALICE SOLAMENTE CON UN IMPULSO DE PLASMA, QUE SE GENERA A TRAVES DE LA APLICACION DE UN IMPULSO DE TENSION QUE SOBREPASA LA TENSION DE SALTADO DE CHISPAS DEL TRAMO ENTRE LOS ELECTRODOS (15'',19'').

Description

Procedimiento y dispositivo para unir parcialmente por fusión objetos.

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para unir parcialmente por fusión objetos según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 4.

El documento US 5296665 muestra un procedimiento de esta clase y un dispositivo. Este documento se contempla como el último estado de la técnica.

En procedimientos conocidos de esta clase se utiliza plasma que fluye en esencia de forma continua, la mayor parte de las veces para endurecer la superficie de objetos de acero.

Para otros procedimientos como, por ejemplo, para soldar, especialmente soldadura por puntos de chapas finas o crear una calada en objetos metálicos delgados, se utiliza la mayor parte de las veces un rayo láser o un haz de electrones. Sin embargo, en este caso se presenta la desventaja de que el procedimiento de soldadura por láser requiere una preparación muy costosa de las piezas a soldar que tienen que estar ensambladas con mucha precisión entre sí para poder soldarlas por medio de un rayo láser. Lo mismo es aplicable también respecto a procedimientos que trabajan con haces de electrones. Además el conjunto de aparatos necesario para la realización de tales procedimientos también es muy costoso desde el punto de vista constructivo.

El objetivo de la invención es evitar estas desventajas y proponer un procedimiento de la clase citada al principio que posibilite un tratamiento sencillo de objetos, especialmente la preparación de soldaduras por puntos o el secado de caladas.

Según la invención, esto se consigue mediante las características significativas de la reivindicación 1.

Gracias a las medidas propuestas es posible, con piezas relativamente poco preparadas, unir éstas entre sí por medio de soldadura por puntos. En esencia, son suficientes las medidas que se necesitan también en la soldadura eléctrica por puntos por resistencia.

Aquí está garantizada, mediante el encendido del arco voltaico, sobrepasando la tensión disruptiva del tramo ánodo-cátodo, una velocidad muy alta de la emisión de corriente del impulso de plasma, con lo que éste incide, con una energía cinética correspondientemente alta, en las piezas a soldar. Los impulsos de plasma generados de este modo alcanzan temperaturas muy altas de 20.000ºC hasta 50.000ºC y provocan, a pesar de un tiempo de actuación corto de, por ejemplo, 10^{-5} a 10^{-1} seg. una unión por fusión suficiente de las superficies en contacto de las piezas a unir y, con ello, una unión segura.

Gracias a las medidas según la reivindicación 2, se evita la formación de capas de óxido en las piezas a trabajar con lo que, adecuadamente, el gas utilizado para la generación del plasma, la mayoría de las veces argón o helio, al mismo tiempo se utiliza como gas de protección.

Gracias a las medidas de la reivindicación 3 es posible, con aparatos relativamente pequeños o quemadores de plasma, encontrar medios suficientes que se pueden hacer funcionar brevemente con una potencia relativamente alta.

Otro objetivo de la invención es proponer un dispositivo para la realización del procedimiento según la invención.

Partiendo de un dispositivo con un quemador de plasma con un cátodo que está unido con una cámara unida a una conexión de gas mezclada y con una conexión eléctrica o una alimentación de tensión y un ánodo de forma anular uno de cuyos extremos está rodeado por un paso anular, que también está unido con una conexión eléctrica o con la alimentación de tensión y cuyo orificio alineado coaxialmente con el cátodo delimita una tobera unida con la cámara y el ánodo está unido mecánicamente con el cátodo aislado eléctricamente y la cámara se puede unir, a través de una conexión, con una fuente de gas, se proponen según la invención las características significativas de la reivindicación 4.

Gracias a las medidas propuestas se garantiza, de manera sencilla, la generación de impulsos individuales de plasma. Además se consigue, gracias a la cámara previa del quemador de plasma, también la posibilidad de asentar éste sobre las piezas a trabajar a unir, con lo que se posibilita el mantener constante la separación entre los electrodos y las piezas de trabajo de manera sencilla. Además, con ello también es posible la generación de los puntos individuales de soldadura en una atmósfera de gas de protección de la manera más sencilla posible, porque al mantener una corriente de gas de plasma, este gas de plasma, por ejemplo, argón o helio, llena la cámara previa.

Con un dispositivo así se pueden generar también las costuras, que se componen de puntos individuales de soldadura. En un caso así únicamente es necesario prever un dispositivo de avance que provoque un movimiento relativo entre el quemador de plasma y las piezas a trabajar y que proporcione una secuencia continua de impulsos de tensión aplicados a los electrodos del quemador de plasma.

A este respecto es ventajoso prever las características de la reivindicación 5.

En un dispositivo así es posible, de manera sencilla, someter el objeto u objetos a tratar a una secuencia de impulsos de plasma muy cortos. Ahora se pone en marcha la carga de la batería de condensadores para sobrepasar la tensión disruptiva del tramo ánodo-cátodo y, con ello, para la formación de un arco voltaico a través del cual se produce una descarga de la batería del condensador. Entonces se apaga el arco voltaico en cuanto la tensión de la batería de condensadores cae por debajo de la tensión de quemado del arco voltaico. Mediante el correspondiente dimensionado del circuito de carga y del circuito de descarga de la batería de condensadores, respecto a las constantes de tiempo, se puede fijar el tiempo que está encendido el arco voltaico en cada ciclo así como la frecuencia de repetición. El arco voltaico que de esta manera sólo se enciende siempre muy brevemente genera impulsos de plasma que, a causa del rápido calentamiento del gas que lo rodea, salen con una velocidad muy alta por la abertura de emisión de la cámara del quemador de plasma e inciden en los objetos a unir o en el objeto a dotar con una calada y, a causa de sus altas temperaturas, proporcionan una unión por fusión o una fusión completa de los objetos o del objeto.

Con el dispositivo según la invención se pueden conseguir los cortos tiempos de impulsos de los impulsos de plasma necesarios para un manejo moderado de los objetos a tratar desde, por ejemplo, 10^{-5} hasta 10^{-1} seg. y una frecuencia de repetición desde 5 a 100 Hz, preferiblemente de 7 a 100 Hz. Gracias a estos cortos tiempos de actuación de los impulsos individuales de plasma se mantiene baja la solicitación térmica de los objetos y así se evita en gran parte el peligro de deformación de los objetos que son muy delgados o de paredes delgadas la mayoría de las veces.

Para poder generar impulsos especialmente cortos de plasma es ventajoso prever las características de la reivindicación 6. Estas medidas posibilitan activar el encendido del arco voltaico antes de alcanzar la tensión disruptiva en el tramo ánodo-cátodo, con lo que el tiempo de encendido del arco voltaico, y con ello el tiempo de encendido de los impulsos de plasma, se puede mantener extremadamente corto, sin que se tenga que recurrir a un gasto especialmente alto para formar una configuración especial de baja impedancia del circuito de descarga de la batería de condensadores.

Básicamente también es posible utilizar, en lugar de la batería de condensadores como alimentación de tensión para el quemador de plasma, también una red industrial de corriente alterna o una fuente de tensión conectada con un control por corte de onda que suministre una corriente alterna de alta frecuencia. Aquí tiene que estar garantizado, en los electrodos fabricados con diferentes materiales, que únicamente se interconecten parcialmente semiondas polarizadas igual, con lo que se aplican siempre a los diferentes electrodos impulsos de tensión con la misma polaridad en cada caso y se obtienen, en esencia, las mismas condiciones que en una alimentación del quemador de plasma con impulsos de tensión continua, por ejemplo, de una batería de condensadores. En electrodos fabricados con los mismos materiales se pueden aplicar, a cada uno de los electrodos, impulsos de diferente polaridad.

Como en los quemadores de plasma, para conseguir una duración más dilatada, se fabrican electrodos, por regla general, de diferentes materiales y siempre se les somete a la misma polaridad, en la descripción y en las reivindicaciones se habla en general de ánodo y cátodo.

Especialmente para aplicaciones en las que son necesarios quemadores de plasma de mayores potencias, por ejemplo, para la unión de chapas algo más gruesas con costuras de soldadura formadas por una serie de puntos de soldadura, es ventajosos prever las características de la reivindicación 7.

Gracias a las medidas propuestas se pueden encontrar los medios suficientes con baterías de condensadores menores, porque incluso una parte de la energía que se necesita la suministra la fuente de alimentación. Además, mediante la conexión de la pieza o de las piezas a trabajar al polo positivo de la fuente de alimentación, se consigue la ventaja de una apretada concentración de los impulsos de plasma y la concentración de su energía en una superficie muy pequeña. De esta manera puede garantizarse, con un empleo de energía relativamente pequeño, una soldadura segura de dos piezas en la zona de una pequeña superficie y minimizar de forma muy intensa el calentamiento de las zonas que rodean el borde, con lo que se reduce el peligro de una deformación de las piezas a trabajar.

La invención se aclarará con detalle mediante el dibujo. Aquí se muestra:

La figura 1, un corte a través de un dispositivo con un quemador de plasma según la invención,

La figura 2, una vista en planta sobre el soporte con todos los quemadores de plasma según la

\hbox{figura
1,}

La figura 3, un corte a través del quemador de plasma según las figuras 1 y 2 a escala aumentada,

La figura 4, un corte a través de la cámara del refrigerante de la parte del contacto del ánodo,

La figura 5, un corte a través del manguito de centrado,

La figura 6, una primera forma de realización de una alimentación de tensión para un quemador de plasma, y

La figura 7, otra forma de realización de una alimentación de tensión para un quemador de plasma.

En la forma de realización según la figura 1 está previsto un soporte 1', que presenta orificios 4' para alojar las clavijas 9' de contacto, estando las clavijas 9' de contacto perforadas en dirección axial. Aquí las clavijas 9' de contacto están dotadas, en una zona situada fuera del soporte 1', con una rosca 29 exterior en la que están roscadas tuercas 30 de conexión, entre las cuales están sujetos terminales 31 de cables de conductores 8 de conexión (Figura 2).

El extremo posterior de las clavijas 9' de contacto está configurado para la conexión de tubos flexibles a través de los cuales se puede alimentar agua de refrigeración.

Además, en el soporte 1' está fijado un conducto 3' de alimentación de gas que, como puede observarse en la figura 2, está unido con un conducto 36 flexible de gas, a través de un canal 32 radial, que está cerrado hacia fuera con un tornillo 33 prisionero, y un orificio 34 axial que desemboca en aquel, en el que está atornillada una boquilla 35 portatubo, a través de la cual se puede alimentar un gas necesario para generar el plasma.

Aquí el conducto 3' de alimentación de gas presenta, en la zona del canal 32 radial, ranuras 37 a través de las cuales puede fluir el gas en el interior del conducto 3' de alimentación de gas. Aquí el conducto 3' de alimentación de gas está asegurado en su posición por medio de un tornillo 39 que encaja en aquel.

Como puede observarse en la figura 1, las clavijas 9' de contacto sobresalen, en su posición de reposo con carga elástica, de las superficies 38 frontales del soporte 1' y se encajan en la superficie de cubierta de un generador 11' de plasma construido como módulo. Lo mismo es válido también para el conducto 3' de alimentación de gas que, con el generador 11' montado, se encaja en éste.

El generador 11' de plasma construido como módulo está sujetado por medio de una abrazadera 40 anular cuya parte fija sujetada en la parte 38 frontal del soporte 1', está sujetada con clavijas 42. Aquí la abrazadera 40 anular presenta una articulación 43 cuyos ejes discurren perpendiculares al eje del soporte 1'.

En el generador 11' de plasma, la parte 18' de sujeción del cátodo 19' está formada por una pinza de sujeción, que está fabricada de un material buen conductor eléctrico. Esta pinza de sujeción está sujeta normalmente en un alojamiento 44, que está atornillado a una pieza 45 de contacto.

Esta pieza 45 de contacto está dotada con una cámara 46 de refrigerante que está unida, a través de un canal 47 radial, con una abertura 48 de conexión. Aquí esta abertura 48 de conexión está alineada, con el generador 11' de plasma montado en el soporte 1', con las clavijas 9' de contacto.

Para apretar y soltar la pinza 18' de sujeción está prevista una tuerca 49 de regulación que está apoyada, mediante dos juntas 50, en la parte superior de la superficie frontal del alojamiento 44, con lo que se evita una salida del líquido refrigerante, estando apoyado asimismo el alojamiento 44 para hermetizar la cámara 46 de refrigerante mediante una junta 51 en la pieza 45 de contacto.

Para hermetizar adicionalmente la cámara del refrigerante de la pieza 45 de contacto está previsto un anillo 52 en O, que está colocado en una ranura de un orificio 53, que está atravesado por el alojamiento 44.

Para asegurar el ajuste axial del cátodo 19' al apretar la pinza 18' de sujeción, la tuerca 49 de regulación está dotada de un orificio 90 roscado que la atraviesa en el que está atornillado un tope 91, que encaja en la pinza 18' de sujeción. Este tope 91 presenta una cabeza 94 plana en la que está practicada una ranura perimetral para alojar un anillo 95 en O que sirve para hermetizar el interior de la pinza 18' de sujeción.

Para asegurar la posición del tope 91, que se puede ajustar por medio de un destornillador colocado en la parte frontal de la rendija 93, está prevista una contratuerca 92 que, al mismo tiempo, proporciona una unión no giratoria entre el tope 91, en el que está apoyado el cátodo 19', y la tuerca 49 de regulación.

Gracias al tope 91 está asegurado que al abrir las pinzas de sujeción el cátodo 19' no puede moverse axialmente, con las pinzas 18' de sujeción, respecto al ánodo 15', porque la tuerca 49 de regulación está apoyada en la superficie frontal de la pieza 45 de contacto y el ánodo 15' está fijado respecto a ésta.

La pieza 45 de contacto, que sirve para el contacto del cátodo 19', está situada debajo de la capa intermedia de una junta 54, sobre una pieza intermedia 55 que está fabricada con un material eléctricamente aislante como, por ejemplo, cerámica. Esta pieza intermedia 55 determina la cámara 27', que está unida mediante un canal 56 radial con una abertura 57 de conexión.

Aquí los canales 47 y 56 radiales están dotados con ranuras 58 perimetrales en las que están dispuestos anillos 59 en O. Éstos sirven para hermetizar las clavijas 9' de contacto o el conducto 3' de alimentación de gas que encajan en estos canales.

En la cámara 27' está dispuesto un anillo 59' distribuidor dotado con orificios 60 dispuestos repartidos sobre el perímetro, cuyo diámetro aumenta hacia el canal radial 56 en las dos direcciones de giro, con ángulos cada vez mayores. Aquí el orificio axial del anillo 59' distribuidor está atravesado por el cátodo 19'. Así queda entre la pared interior de la pieza intermedia 55 y el anillo 59' distribuidor un espacio 61 anular.

La pieza intermedia 55 está apoyada, por medio de una junta 62, en una pieza 63 de contacto del ánodo. En esta pieza 63 de contacto del ánodo está atornillado un manguito 64 de sujeción en una rosca 65 interior, estando colocada entre la pieza 63 de contacto del ánodo y la superficie frontal del manguito 64 de sujeción, una junta 66.

El manguito 64 de sujeción presenta, en la zona de su extremo, una superficie 67 de contacto en la que está apoyada una superficie 68 de cubierta esférica, diametralmente opuesta, de una cabeza 69 de un ánodo 15' que, como el manguito 64 de sujeción y la pieza 63 de contacto del ánodo, está fabricada de un material buen conductor eléctrico.

El ánodo 15 está apoyado, con el extremo más alejado de la cabeza 69, en otra cabeza 70 que está en contacto, por debajo de la capa intermedia de una junta 71, con un talón de la pieza 63 de contacto del ánodo. Aquí el ánodo 15' se introduce en una cámara 46 del refrigerante de la pieza 63 de contacto del ánodo.

El ánodo 15' está perforado en dirección axial estando fabricado en este orificio 72 un manguito 73 de un material eléctricamente aislante, por ejemplo, cerámica y estando atravesado por el cátodo 19'.

Además hay colocado, en la zona próxima a la boca 72 del ánodo 15', un manguito 74 de centrado, que está representado con detalle en la figura 5, y cuyas superficies 75 guía previstas en los nervios 89 guía están apoyadas en la superficie de cubierta del cátodo 19'.

El ánodo 15' presenta, como puede observarse en la figura 4, nervios 76 de dirección que se separan radialmente que, como se ve en la figura 4, se extienden desde el ánodo 15' que presenta una sección transversal hexagonal hasta la pared interior del manguito 64 de sujeción y son perpendiculares al eje del canal 47 radial. Los nervios 76 de dirección se extienden aquí desde la cabeza 70 hacia la cabeza 69 del ánodo 15' con lo que queda entre la cabeza 69 y los nervios 76 de dirección una vía 77 de flujo de corriente.

De esta manera la cámara 46 del refrigerante, que a su vez está delimitada por la pieza 63 de contacto del ánodo y el manguito 64 de sujeción, queda dividida por los nervios 76 de dirección.

Las dos cámaras 46 del refrigerante de la pieza 45 de contacto y de la pieza 63 de contacto del ánodo están unidas entre sí mediante un canal 78 de sobrecorriente.

Este canal 78 de sobrecorriente se compone en esencia de orificios 79 axiales en la pieza 45 de contacto o en la pieza 63 de contacto del ánodo y está formado a partir de orificios 80 coaxiales, radiales a los canales 47 radiales que desembocan en los orificios 79 axiales. Por ello, la pieza intermedia 55 está dotada de un orificio 81 que está alineado con los orificios 79 axiales.

Hay previstas juntas 82 en la zona del orificio 81 de la pieza intermedia 55.

En la zona de la boca del ánodo 15' hay previsto un inserto 83 que está fabricado de un material resistente al desgaste, por ejemplo, de una aleación de óxido de cerio-wolframio y que delimita una abertura 16 de la tobera. Aquí la sección del ánodo 15' que sobresale del manguito 64 de sujeción está rodeada por un anillo 96, que está fabricado de un material resistente al desgaste y sobresale axialmente sobre la abertura 16 de la tobera del ánodo 15' y define una cámara 97 previa.

Las dos piezas 45 y 63 de contacto están rodeadas por anillos 84 de un material eléctricamente aislante o bien se asientan en voladizos 85.

Como se ve en la figura 1, la abrazadera 40 anular en la zona de los voladizos 85 de las piezas 45 y 63 de contacto presenta entalladuras 86 con las que se evita un cortocircuito entre las piezas 45 y 63 de contacto.

El cátodo 19' está configurado en sus dos extremos de forma esférica.

Las dos piezas 45 y 63 de contacto y la pieza intermedia 55 están unidas entre sí por medio de los tornillos 87 que se ven en la figura 2 y representan las piezas de unión mediante las cuales se asegura una estructura modular del generador 11' de plasma.

En cuanto el cátodo 19' esté desgastado, el generador 11' de plasma configurado como módulo puede desmontarse aflojando el tornillo 88 tensor y abriendo la abrazadera 40 anular, con lo que se puede aflojar la tuerca 49 de regulación y se puede sacar el cátodo 19' de la pinza de sujeción. A continuación se puede dar la vuelta al cátodo o rectificar de nuevo sus extremos esféricos. A continuación se puede ajustar el cátodo respecto al ánodo 15' por medio de una plantilla. A continuación se ajusta el tope 91 con la pinza 18' de sujeción abierta y después se puede fijar de nuevo el cátodo 19', por medio de la tuerca 49 de regulación, en la pinza 18' de sujeción con lo que se puede montar de nuevo el módulo 11'.

Durante el funcionamiento se insufla gas, por ejemplo, argón, helio, nitrógeno o similar en la cámara 27' y se enciende un arco voltaico entre el cátodo 19' y el ánodo 15' mediante un impulso de tensión que desciende, después de breve tiempo, por debajo de la tensión de encendido del arco voltaico con lo que éste se apaga. El impulso de plasma que se forma de esta manera sale por la abertura 16 de la tobera, pasa por la cámara 97 previa e incide sobre la o las piezas a trabajar. Éstas se unen por fusión por el efecto del impulso de plasma con lo que, según la energía del impulso de plasma, se produce la fusión completa de una calada o una unión por fusión de dos piezas a soldar. En el último caso se produce, por la consiguiente solidificación después del apagado del impulso de plasma, una unión segura de las dos piezas. Aquí se comprimen estas piezas entre sí de forma suficiente debido a la energía cinética del impulso de plasma que incide con alta velocidad, alcanzándose velocidades de 2000 m/seg., para garantizar una unión segura.

Aquí es posible, gracias a la cámara 97 previa, de manera sencilla un sometimiento de las piezas a tratar con impulsos de plasma en una atmósfera de gas de protección. Para ello sólo es necesario alimentar el quemador 11' de plasma con una corriente esencialmente constante de gas de plasma, por ejemplo, argón helio, nitrógeno, pudiéndose utilizar nitrógeno sólo cuando la pieza a tratar soporta también, en estado fundido, una atmósfera de nitrógeno.

También se puede colocar el quemador 11' de plasma, en la preparación de los puntos individuales de soldadura, con la parte frontal del anillo 96 sobre la pieza a tratar, con lo que al mismo tiempo también está definida la separación entre los electrodos 15', 19' y la parte superior de la pieza a trabajar.

Para aplicaciones especiales, por ejemplo, la confección de caladas con diámetros muy pequeños, se pueden prever toberas 16 con diámetros muy pequeños, incluso hasta diámetros de, por ejemplo, 10 \mum. Como en estos quemadores 11' de plasma se puede reducir correspondientemente la potencia, en estos quemadores de plasma se puede renunciar a los canales de refrigeración.

En la figura 6 se ha representado una alimentación de tensión para un quemador 11' de plasma según las figuras 1 a 5, en la que está prevista la alimentación de tensión para la generación de un plasma de impulsos.

En este caso, hay una batería 130 de condensadores unida, a través de una resistencia 131 de carga, con las conexiones X1 de una fuente 132 de tensión continua regulable. La batería 130 de condensadores presenta un condensador 1C1 conectado fijo y un condensador 1C2 que puede conectarse adicionalmente en paralelo a éste a través de un conmutador 1S1, pudiendo tratarse también, en los dos casos, de grupos de condensadores.

Esta batería 130 de condensadores está unida, a través de líneas 133, 134 de conexión, con el quemador 11' de plasma o con su cátodo y ánodo, no mostrados en la figura 6.

En paralelo a la batería 130 de condensadores hay conectado un elemento R/C, que está formado por un condensador 1C3 y una resistencia 1R1. Este elemento R/C forma, junto con la bobina 1L1 conectada en la línea 134 de conexión, un circuito de bloqueo de alta frecuencia que está previsto para proteger a la batería 130 de condensadores de señales de alta frecuencia.

También están conectadas las salidas de un aparato 135 de encendido a las líneas 133, 134 de conexión. Este aparato 135 de encendido está unido en la parte de entrada con una fuente X2 de tensión alterna y está dotado de un conmutador 1S2 de disparo que, accionándolo, puede activar un impulso de encendido.

Durante el funcionamiento se produce una carga de la batería 130 de condensadores según la tensión ajustada de la fuente 132 de tensión continua que, por ejemplo, puede regularse entre 50 V y 300 V, y de la constante de tiempo determinada por la capacidad de la batería 130 de condensadores y por las resistencias de línea y la resistencia de carga.

Si la batería 130 de condensadores alcanza una tensión que corresponde a la tensión disruptiva del tramo 15', 19' ánodo-cátodo del quemador 11' de plasma, entonces se produce el encendido de un arco voltaico entre ánodo 15' y el cátodo 19' (figura 1, figura 3) y con ello la formación de plasma en la zona de la desembocadura del ánodo 15' del quemador de plasma 11'.

Al mismo tiempo se descarga la batería 130 de condensadores de acuerdo con la constante de tiempo dada por su capacidad y las resistencias de línea y la resistencia del arco voltaico. Si, debido a esta descarga, la tensión de la batería 130 de condensadores desciende por debajo de la tensión de encendido del arco voltaico, entonces éste se apaga y la batería 130 de condensadores se carga de nuevo con lo que se repite el proceso descrito y se obtiene una frecuencia, que está determinada por las constantes de tiempo de carga y descarga. En este caso no es necesario el funcionamiento del aparato de encendido.

Para determinadas aplicaciones puede desearse determinar exactamente el instante del encendido del arco voltaico o activarlo antes de alcanzar la tensión disruptiva del tramo 15', 19' ánodo-cátodo para poder generar impulsos de plasma especialmente cortos.

En este caso, accionando el conmutador 1S2 de disparo, se activa un impulso de encendido que conduce al encendido de un arco voltaico entre el ánodo 15' y el cátodo 19' del quemador 11' de plasma, sin que la batería 130 de condensadores haya alcanzado una tensión correspondiente a la tensión disruptiva de este tramo. De esta manera la relación de coeficiente de los impulsos, que se puede elegir, por ejemplo, entre 1:10 y 1:100 y más todavía, también se puede modificar de forma correspondiente y modificar la relación entre el tiempo de encendido del arco voltaico y su pausa de encendido durante un ciclo en el sentido de una prolongación de la pausa de encendido, porque la energía de los impulsos de encendido del aparato 135 de encendido para encender el arco voltaico no es suficiente, sin embargo, para mantenerlo si la tensión de la batería 130 de condensadores ha descendido por debajo de la tensión de encendido del arco voltaico.

La forma de realización de la alimentación de tensión para el quemador 11' de plasma según la figura 7 sólo se diferencia de la de la figura 6 porque, adicionalmente a la batería 130 de condensadores, está prevista una fuente 136 de alimentación que está conectada a una red de tensión alterna y está dotada de un circuito rectificador. Aquí se ha renunciado a la representación del circuito de bloqueo y de la bobina de choque.

Aquí la línea 133' de conexión conectada al polo negativo de la salida de la fuente de alimentación está unida con la línea 133 de conexión conectada al polo negativo de la batería 130 de condensadores y la línea 134' de conexión conectada al polo positivo de la fuente 136 de alimentación está unida con una pieza 138 a trabajar.

Además hay conectado un relé 137 de sobrecarga a la fuente 136 de alimentación.

Durante el funcionamiento, la fuente 136 de alimentación suministra, en cuanto se ha encendido un arco voltaico entre el ánodo 15' y el cátodo 19', corriente al quemador 11' de plasma, con lo que el circuito de corriente de la fuente de alimentación está cerrado a través del cátodo 19' del quemador de plasma, el plasma y la pieza 138 a trabajar y también de las líneas 133', 133, 134' de conexión.

En cuanto se apaga el arco voltaico en el quemador 11' de plasma, debido a la disminución de la tensión de la batería 130 de condensadores por debajo de la tensión de encendido del arco voltaico, también está interrumpido el circuito de corriente de la fuente 136 de alimentación cuya tensión de salida no es suficiente para mantener un arco voltaico entre el cátodo y la pieza 138 a trabajar.

Por eso se trabaja también con una alimentación de tensión según la figura 7 con plasma de impulsos.

Claims (7)

1. Procedimiento para el calentamiento local de objetos, especialmente de chapas finas, mediante sometimiento de los objetos a un plasma generado por medio de un arco voltaico encendido entre dos electrodos, con lo que se genera el plasma mediante aplicación de un impulso de tensión que sobrepasa la tensión disruptiva del tramo entre los electrodos (15', 19'), que se caracteriza porque los objetos a unir se someten a una serie de impulsos de plasma seguidos, y con lo que los objetos se mueven respecto a los electrodos y los electrodos se mantienen a una distancia uniforme de los objetos y está prevista una frecuencia de repetición de los impulsos de plasma de 5 a 100 Hz.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que se caracteriza porque el tratamiento se realiza en una atmósfera de gas de protección.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque el impulso de plasma presenta una duración de aproximadamente 10^{-5} hasta 10^{-1} seg., preferiblemente de 10^{-4} hasta 10^{-1} seg.

4. Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, con un quemador de plasma con un cátodo (19') que atraviesa una cámara (27') unida a una conexión de gas y que está conectado con una conexión eléctrica o una alimentación de tensión, y con un ánodo (15') de forma anular una de cuyas zonas finales está rodeada por un paso anular que, asimismo, está unido con una conexión eléctrica o alimentación de tensión y cuyo orificio alineado coaxialmente con el cátodo (19') delimita una tobera (16) unida con la cámara (27') y el ánodo (15') está unido con el cátodo (19') mecánicamente, pero aislado eléctricamente, y la cámara (27') se puede unir a través de una conexión (35) con una fuente de gas, que se caracteriza porque está prevista una alimentación de tensión que únicamente suministra impulsos de tensión, con lo que los impulsos de tensión sobrepasan la tensión disruptiva del tramo (15', 19') ánodo-cátodo y la tobera (16) está rodeada por un anillo (96) que sobresale axialmente cuyo interior define una cámara previa (97).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, que se caracteriza porque la alimentación de tensión está formada por una batería (130) de condensadores que está unida con un circuito (131, 132) de carga y en el lado de la salida está unida con el ánodo (15') y el cátodo (19') del quemador (11') de plasma.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, que se caracteriza porque adicionalmente hay conectado al ánodo (15') y al cátodo (19') un aparato (135) de encendido independiente.

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, que se caracteriza porque la alimentación de tensión presenta además una fuente (136) de alimentación dotada de un circuito rectificador en la que su polo negativo está unido con el polo negativo de la salida de la batería (130) de condensadores y su polo positivo está unido con la o las piezas (138) a trabajar.