ITBO20130302A1 - Metodo per la realizzazione di un elettrodo per torcia al plasma ed elettrodo cosi' ottenuto - Google Patents

Description

METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN ELETTRODO PER TORCIA AL PLASMA ED ELETTRODO COSI’ OTTENUTO

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

La presente invenzione s'inquadra nel settore tecnico concernente la generazione del plasma per il taglio di laminati metallici ed in particolare si riferisce ad un metodo per la realizzazione di un elettrodo per torcia al plasma ed all’elettrodo così ottenuto.

Sono noti elettrodi per torce al plasma costituiti da un corpo di base in rame, assialmente cavo su una cui estremità è saldato un inserto di argento centralmente ed assialmente alloggiante un catodo di afnio.

Uno svantaggio di questo tipo di elettrodi risiede nel fatto che l’operazione di saldatura dell’inserto di argento sull’estremità del corpo di rame è relativamente lunga e costosa.

Ulteriore svantaggio è che il catodo di afnio sia termicamente collegato con il liquido refrigerante che fluisce all’interno del corpo base di rame per interposizione dell’inserto di argento e di porzione del corpo base di rame.

Altro svantaggio è che l’inserto di argento è di ampie dimensioni dovendo costituire l’intera testa dell’elettrodo.

Il principale scopo della presente invenzione è quello di proporre un metodo per la realizzazione di un elettrodo per torcia al plasma di semplice, rapida ed economica attuazione.

Ulteriore scopo è quello di realizzare un elettrodo avente una testata con catodo ed inserto rigidamente vincolati al corpo base dell’elettrodo senza alcuna saldatura od incollaggio.

Altro scopo è quello di realizzare un elettrodo avente un inserto d’argento di dimensioni relativamente ridotte ed in contatto diretto con il liquido refrigerante. Le caratteristiche dell'invenzione sono nel seguito evidenziate con particolare riferimento agli uniti disegni nei quali:

- la figura 1 illustra una vista parziale in sezione longitudinale di un elettrodo realizzato secondo l’invenzione;

- le figure da 2A a 2D illustrano ciascuna una vista schematica in sezione longitudinale di alcune fasi di realizzazione dell’elettrodo di figura 1;

- la figura 3 illustra una variante realizzativa dell’elettrodo di figura 1.

Con riferimento alle figure da 1 a 2D, con 1 è indicato un elettrodo per torcia al plasma, nota e non illustrata.

L’elettrodo 1 è essenzialmente costituito da un corpo cavo 2 di rame, un inserto 3 di argento ed un catodo 4 di afnio o di tungsteno.

Il corpo cavo 2 presenta una testata 2a con un foro assiale 5 passante che mette in comunicazione l’esterno con una porzione cava interna 5c. Il foro 5 presenta una porzione superiore tronco conica 5a, con la base maggiore rivolta verso una porzione inferiore cilindrica 5b avente diametro inferiore alla base e sfociante nella porzione cava interna 5c.

L’inserto di argento 3 presenta un foro assiale centrale 6 in cui è forzatamente inserito in modo complementare il catodo di afnio 4.

L’inserto 3 ha una porzione superiore 3b la cui parete laterale esterna è a forma tronco conica e riscontra complementariamente ad incastro la porzione tronco conica 5a del foro 5, mentre una porzione centrale 3c dell’inserto 3 è cilindrica ed è complementariamente bloccata dalla porzione cilindrica 5b del corpo cavo L’inserto 3 presenta altresì una spallatura circolare 3e che risulta in appoggio forzato ad una corrispondente mensola 5e del foro 5 formante parte della base della porzione tronco conica 5a.

L’inserto 3 è dotato di una porzione inferiore rastremata 3d sporgente all’interno della porzione cava interna 5c del corpo 2.

In corrispondenza della testata 2a, l’elettrodo 1 presenta un’estremità operativa 7 avente una porzione tronco conica che interessa il corpo cavo 2 in rame.

La variante di realizzazione dell’elettrodo 1 illustrato in figura 3 prevede che l’estremità operativa 7 abbia una porzione tronco conica non solo nella testata 2a del corpo cavo 2 di rame, ma anche nell’inserto di argento 3.

In questa variante la superficie esterna del catodo di afnio o tungsteno 4 presenta una concavità centrale 4a.

In uso, la porzione cava 5c del corpo cavo 2 viene invasa dal flusso del fluido refrigerante dell’elettrodo 1 che investe direttamente la porzione inferiore rastremata 3d dell’inserto 3 così da ottimizzare e migliorare notevolmente il raffreddamento del catodo di afnio 4.

Il metodo per la realizzazione dell’elettrodo 1 presenta le seguenti fasi:

- calzare il corpo cavo 2 su un supporto 10 di una pressa, nota e non illustrata, in modo tale che la porzione inferiore della mensola 5e sia in appoggio sulla testata del supporto 10;

- inserire l’inserto 3 nel foro assiale 5 da parte opposta rispetto al supporto 10 finché la spallatura circolare 3e si appoggia sulla mensola 5e del foro 5, la porzione inferiore rastremata 3d dell’inserto 3 sporge all’interno della porzione cava 5c ed è complementariamente alloggiata in una porzione 10a del supporto 10 e l’estremità libera dell’inserto 3 sporge leggermente dal piano della testata 2a del corpo di rame 2;

- infilare il catodo 4 nel foro assiale cieco 6, presente sulla faccia dell’inserto 3 opposta alla porzione inferiore rastremata 3d, in modo tale che l’estremità libera del catodo 4 sporge leggermente dal piano della testata dell’inserto 3; - azionare un punzone 11 della pressa agente, da parte opposta del supporto 10 rispetto alla testata 2a, sulle estremità sporgenti da quest’ultima del catodo 4 e dell’inserto 3 con predeterminati tempo e forza necessari a rendere complanari le estremità libere del catodo 4 e dell’inserto 3 con la testata 2a così da incastrare e bloccare stabilmente l’inserto 3 nel corpo 2 ed il catodo 4 nell’inserto 3.

Tale forza determina la deformazione plastica della porzione superiore 3b dell’inserto 3 nella porzione superiore tronco conica 5a del foro 5, così da occuparne forzatamente l’intero volume.

Questa deformazione plastica è favorita dalla contemporanea forzatura del catodo 4 nel foro assiale cieco 6 durante l’azionamento del punzone 11.

Il metodo prevede inoltre di smussare il corpo cavo 2 fino a ridurre l’estremità operativa dell’elettrodo 1 a forma tronco conica o tronco piramidale.

Una variante del metodo prevede che lo smusso sia più ampio così da interessare non solo la testata 2a ma anche l’inserto 3.

Un vantaggio della presente invenzione è di fornire un metodo per la realizzazione di un elettrodo per torcia al plasma di semplice e rapida attuazione.

Ulteriore vantaggio è quello di realizzare un elettrodo avente una testata con catodo ed inserto rigidamente vincolati al corpo base dell’elettrodo senza necessitare di alcuna saldatura od incollaggio.

Altro vantaggio è quello di realizzare un elettrodo avente un inserto d’argento di dimensioni relativamente ridotte che è in contatto diretto con il liquido refrigerante.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la realizzazione di un elettrodo (1) per torcia al plasma, essenzialmente costituito da un corpo cavo (2) avente una testata (2a) provvista di un foro assiale passante (5), un inserto (3) ed un catodo (4), caratterizzato dal fatto di: - calzare il corpo cavo (2) su un supporto (10) di una pressa; - inserire l’inserto (3) nel foro passante (5) da parte opposta del supporto (10); - infilare il catodo (4) in un foro assiale cieco (6) dell’inserto (3) disposto da parte opposta del supporto (10); - azionare un punzone (11) da parte opposta del supporto (10) rispetto alla testata (2a) sulle estremità sporgenti da quest’ultima del catodo (4) e dell’inserto (3) con predeterminati tempo e forza necessari a rendere complanari le estremità libere del catodo (4), dell’inserto (3) e della testata (2a) e ad incastrare stabilmente l’inserto (3) nel corpo (2) ed il catodo (4) nell’inserto (3).
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto inoltre di smussare almeno il corpo cavo (2) fino a ridurre l’estremità operativa dell’elettrodo (1) a forma tronco conica.
3. 3) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la compressione esercitata dal punzone (11) determina la deformazione plastica dell’inserto (3) in una porzione superiore tronco conica (5a) del foro passante (5), tale deformazione plastica essendo inoltre facilitata dalla contemporanea forzatura del catodo (4) nel foro assiale cieco (6) nel corso dell’azionamento del punzone (11).
4. 4) Elettrodo per torcia al plasma essenzialmente costituito da un corpo cavo (2) avente una testata (2a), un inserto (3) ed un catodo (4), detto elettrodo (1) essendo caratterizzato dal fatto che: - la testata (2a) del corpo cavo (2) presenta un foro assiale passante (5) avente una porzione superiore tronco conica (5a), con la base rivolta verso una porzione inferiore cilindrica (5b) di diametro inferiore e sfociante in una porzione cava interna (5c) del corpo cavo (2); - l’inserto (3) presenta un foro assiale (6) complementariamente alloggiante il catodo (4), una porzione superiore (3b) avente parete laterale complementariamente accoppiata alla porzione tronco conica (5a), una porzione centrale (3c) complementariamente accoppiata alla porzione cilindrica (5b) ed una porzione inferiore rastremata (3d) sporgente all’interno della porzione cava interna (5c).
5. 5) Elettrodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che almeno la porzione inferiore rastremata (3d) dell’inserto (3) è destinata ad essere investita dal flusso di fluido refrigerante dell’elettrodo (1).
6. 6) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 5 caratterizzato dal fatto che il corpo cavo (2) è di rame.
7. 7) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6 caratterizzato dal fatto che l’inserto (3) è di argento.
8. 8) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7 caratterizzato dal fatto che il catodo (4) è di afnio o di tungsteno.
9. 9) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8 caratterizzato dal fatto che l’estremità operativa (7) dell’elettrodo (1) presenta una porzione tronco conica in corrispondenza della testata (2a) del corpo cavo (2).
10. 10) Elettrodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 9 caratterizzato dal fatto che l’estremità operativa (7) dell’elettrodo (1) presenta una porzione tronco conica o tronco piramidale in corrispondenza della testata (2a) del corpo cavo (2) e dell’inserto (3).