ITBO990319A1

ITBO990319A1 - Procedimento per la realizzazione del punto di scocco dell' arco voltaico nell' elettrodo di una torcia per taglio a plasma ed elettrodo cos

Info

Publication number: ITBO990319A1
Application number: IT1999BO000319A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Bassi
Original assignee: Tec Mo S R L
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-12-14
Also published as: ITBO990319A0; IT1309290B1; EP1061781A3; EP1061781A2

Description

Titolo: PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DEL PUNTO DI SCOCCO DELL'ARCO VOLTAICO NELL' ELETTRODO DI UNA TORCIA PER

TAGLIO A PLASMA ED ELETTRODO COSI' REALIZZATO

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento per la realizzazione del punto di scocco dell'arco voltaico nell'elettrodo di una torcia per taglio a plasma termico. L'invenzione riguarda anche un elettrodo realizzato con tale procedimento.

Com'è noto le torce del tipo indicato operano fornendo l'energia di eccitazione e ionizzazione al gas di cui si vuole ottenere il plasma. A questo scopo il gas viene fatto passare attraverso un arco elettrico innescato tra un elettrodo negativo o catodo ed il pezzo da tagliare che funge da anodo. Per favorire la formazione del getto di plasma è previsto, coassialmente all'elettrodo negativo, un manicotto dotato di un ugello anulare e formante con l'elettrodo un canale tubolare collegato con l'alimentazione del gas di cui si vuole ottenere il plasma. Il manicotto può temporaneamente fungere da anodo per generare un arco pilota atto a favorire l'innesco dell'arco principale fra elettrodo negativo e pezzo. Durante il funzionamento a regime l'arco principale si estende.

attraverso l'ugello, fra l'elettrodo negativo ed il pezzo, mentre il gas esce dall'ugello sotto forma di un getto di plasma che investe il pezzo ad alta temperatura e velocità. Nelle torce attuali il punto di scocco dell'arco voltaico è costituito da un inserto alloggiato in una sede ricavata assialmente nell'elettrodo. L'inserto è tipicamente costituito da una pastiglia cilindrica di afnio o zirconio che presenta alta resistenza all'erosione elettrica, ma che è fonte di notevoli inconvenienti dovuti alla attuale metodologia con cui viene attualmente impiantato nell'elettrodo. Infatti tale . pastiglia viene usualmente impiantata per interferenza in una sede dell'elettrodo con i seguenti effetti negativi:

a) durante l'impianto la pastiglia subisce una deformazione per restringimento nella direzione di impianto nell'elettrodo tale per cui il contatto fra la pastiglia e la parete della sede destinata a riceverla permane intimo solo verso l'estremità di introduzione, mentre diventa precario all'estremità opposta. La conseguenza è che la conducibilità termica ed elettrica fra il materiale dell'elettrodo e della pastiglia si riduce grandemente; da ciò deriva un consumo elettrico maggiore a parità di prestazioni e problemi di raffreddamento dell'elettrodo;

b) la pastiglia rimane bloccata nella sua sede dell'elettrodo solo parzialmente per cui possono insorgere problemi di ritegno dovuti ai fenomeni di dilatazione termica;

e) la pastiglia, essendo impiantata per interferenza, per poter resistere alle forze meccaniche di impianto, deve avere un diametro maggiorato oltre quello che sarebbe strettamente necessario per generare un arco voltaico netto e stabile. Da ciò deriva un elevato costo della pastiglia, considerata la natura particolarmente costosa del materiale impiegato (afnio o zirconio);

d) l'arco voltaico, date le maggiori dimensioni della pastiglia, risulta meno concentrato e quindi determina un taglio più largo e meno netto,-Il compito tecnico della presente invenzione è ora quello di proporre un nuovo procedimento per realizzare il punto di scocco dell'arco voltaico in modo da ovviare alle manchevolezze sopra elencate della tecnica nota.

Nell'ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione la realizzazione di un elettrodo perfezionato secondo il nuovo procedimento.

Tale compito e tale scopo vengono ottenuti con un procedimento per la realizzazione del punto di scocco dell'arco voltaico nell'elettrodo di una torcia per taglio a plasma termico, caratterizzato dal fatto che nell'elettrodo, all'estremità da cui deve scoccare l'arco voltaico, viene ricavata una sede assiale sostanzialmente cilindrica atta a ricevere con tolleranza un inserto sostanzialmente cilindrico di materiale di afnio o zirconio e che detto inserto viene ricalcato all'interno di detta sede in modo da determinare un intimo contatto stabile ed uniforme della sua superficie esterna con la superficie interna di detta sede atto a ritenere saldamente detto inserto entro detta sede.

L'elettrodo realizzato con tale procedimento si caratterizza per il fatto che presenta, all'estremità da cui deve scoccare l'arco voltaico, un inserto cilindrico di afnio o zirconio ricalcato in una sede assiale ricavata in detta estremità di detto elettrodo in modo da risultare saldamente ritenuto in detta sede.

Ulteriori particolarità del presente trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata che segue sulla base degli uniti disegni in cui:

la figura 1 mostra una vista in sezione longitudinale di un elettrodo prima dell'impianto della pastiglia,-la figura 2 mostra una vista di una pastiglia da impiantare nell'elettrodo di figura 1 e infine

la figura 3 mostra una vista in sezione dell'elettrodo dopo l'impianto della pastiglia.

Facendo riferimento alla figura 1, con 1 è indicato un elettrodo di una torcia per il taglio a plasma. In modo noto tale elettrodo è associato al corpo del torcia e definisce con un manicotto esterno, ad esso coassiale, una camera tubolare collegata con l'alimentazione di un gas di cui si vuole ottenere il plasma. Il manicotto e le altre parti della torcia non vengono illustrate perchè estranee alla presente invenzione e, del resto, già note nella tecnica del ramo, ad esempio dal modello d'utilità dom. n. B096U000162 depositato il 29.11.1996 dalla stessa richiedente.

L'elettrodo 1 presenta un'estremità 2 rastremata a forma di ogiva, nella quale è ricavato assialmente un foro cieco 3. Il foro 3 è cilindrico e conforma una sede di alloggiamento per una pastiglia 4 di materiale resistente all'erosione, ad esempio afnio o zirconio.

In fase di realizzazione dell'elettrodo la pastiglia 4 è in pratica costituita un inserto di forma cilindrica complementare a quella del foro in modo da poter essere inserito in quest'ultimo con tolleranza minima, preferibilmente compresda fra 0,05 e 0,10 mm.

La lunghezza del foro 3 è leggermente inferiore a quella della pastiglia 4 cosicché quest' ultima può venire ribadita all'interno del foro mediante forzamento dall'esterno con una massa battente sull'estremità della pastiglia che sporge dal foro 3.

L'azione di ribaditura della pastiglia fa sì che la pastiglia venga ricalcata all'interno del foro subendo una deformazione radiale che ne determina un saldo ancoraggio con tutta la sua superficie all'elettrodo. In particolare è da osservare che la deformazione radiale subita dalla pastiglia consente di ottenere un intimo contatto stabile ed uniforme fra la parete interna del foro 3 e quella esterna della pastiglia 4.

Da prove effettuate è risultato che l'azione di ribaditura della pastiglia all'interno della sede produce una se pur lieve deformazione a botte della pastiglia che ne incrementa l'azione di bloccaggio nella sede dell'elettrodo.

Come si riconosce l'elettrodo così ottenuto permette di raggiungere gli scopi preposti, cioè maggiore conducibilità termica ed elettrica, risparmio di materiale per le ridotte dimensioni della pastiglia rispetto a quelle tradizionali e ottenimento di un taglio più preciso.

Nella sua pratica attuazione l'invenzione può essere applicata ad elettrodi di qualsiasi forma senza per questo uscire dall'ambito delle seguenti rivendicazioni.

Claims

R IV E N D I C A Z I O N I 1. Procedimento per la realizzazione del punto di scocco dell'arco voltaico nell'elettrodo di una torcia per taglio a plasma termico, caratterizzato dal fatto che nell'elettrodo, all'estremità da cui deve scoccare l'arco voltaico, viene ricavata una sede assiale sostanzialmente cilindrica atta a ricevere con tolleranza un inserto sostanzialmente cilindrico di materiale di afnio o zirconio e che detto inserto viene ricalcato all'interno di detta sede in modo da determinare un intimo contatto stabile ed uniforme della sua superficie esterna con la superficie interna di detta sede atto a ritenere saldamente detto inserto entro detta sede.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta tolleranza è preferibilmente compresa fra 0,05 e 0,10 mm. 3. Elettrodo realizzato con il procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2 caratterizzato per il fatto che presenta, all'estremità da cui deve scoccare l'arco voltaico, un inserto cilindrico di afnio o zirconio ricalcato in una sede assiale ricavata in detta estremità di detto elettrodo in modo da risultare saldamente ritenuto in detta sede.
3. Procedimento per la realizzazione del punto di scocco dell'arco voltaico nell'elettrodo di una torcia per taglio a plasma ed elettrodo così realizzato secondo quanto desumibile dalla descrizione che precede e dal disegno.