ES2991826T3

ES2991826T3 - Antorcha de soldadura TIG

Info

Publication number: ES2991826T3
Application number: ES19185322T
Authority: ES
Inventors: Tracy Parker
Original assignee: Jinan Uniarc Welding Technology Co Ltd
Current assignee: Jinan Uniarc Welding Technology Co Ltd
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2024-12-05
Anticipated expiration: 2037-06-15
Also published as: AU2017286627A1; RU2018140697A3; AU2022268406B2; EP3581316C0; US20190210140A1; AU2017286627B2; ES2987758T3; RU2750597C2; AU2022268406A1; EP3581316A1; WO2017216565A1; CA3023281A1; EP3581316B1; RU2018140697A; PL3471910T3; PL3581316T3; EP3471910C0; US11780025B2; EP3471910B1; EP3471910A1

Abstract

Un soplete de soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) 10 comprende un cuerpo de soplete 22, un collar 38a,b,c para retener una varilla de tungsteno, y una tapa trasera 42, en la que el collar 38a,b,c pasa a través de una abertura en el cuerpo de soplete 22 desde la parte delantera del cuerpo de soplete 22 hasta la parte trasera del cuerpo de soplete 22, y está unido directamente a la tapa trasera 42 mediante una rosca de tornillo 40a,b,c, siendo el collar 38a,b,c tirado hacia atrás contra una sección delantera del cuerpo de soplete 22, para cerrar el collar 38a,b,c y retener la varilla de tungsteno cuando se aprieta la rosca de tornillo 40a,b,c. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

Antorcha de soldadura TIG

La presente invención se refiere a una antorcha de soldadura TIG (Gas Inerte de Tungsteno).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La soldadura TIG utiliza un arco eléctrico entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza de trabajo de metal para producir una soldadura. Normalmente, se usa un metal de relleno y éste es alimentado manualmente a lo largo de la soldadura. Por lo tanto, un soldador sostiene la antorcha de soldadura con el electrodo de tungsteno en una mano y el metal de aporte en la otra mano. La antorcha de soldadura incluye los medios para suministrar un gas de protección alrededor del lugar de la soldadura, para evitar la oxidación de la pieza de trabajo y las soldaduras de mala calidad rellenas de escoria. La soldadura TIG es usada para lograr soldaduras de alta precisión.

En las antorchas de soldadura conocidas, se proporciona una tobera de cerámica en la parte delantera de la antorcha, alrededor del electrodo. El propósito de la tobera es dirigir el gas de protección al sitio de soldadura, donde es requerido para garantizar una soldadura de alta calidad. Normalmente, la tobera de cerámica se proporciona con una rosca de tornillo interna, la cual corresponde a una rosca externa en el cuerpo del portaelectrodos metálico, para sujetar la tobera en la parte delantera de la antorcha.

A menudo, el límite de la longevidad de la tobera de cerámica es que la rosca de tornillo del tornillo se vuelve 'arenosa' y finalmente ya no corresponde correctamente a la rosca de tornillo del tornillo en el cuerpo del colector. Es difícil lograr una buena tolerancia de fabricación y las toberas de cerámica no duran mucho tiempo. Las antorchas de soldadura TIG normalmente incluyen un tapón trasero hueco para proteger la parte trasera de la varilla de tungsteno. Aunque en principio el tungsteno no es “consumible” de la misma manera que la barra de soldadura en la soldadura MIG, la varilla de tungsteno se irá consumiendo gradualmente con el tiempo, y por lo tanto normalmente las barras son suministradas con longitudes de alrededor de 150 - 200 mm, y una barra se alimentará lentamente hacia adelante en la antorcha de soldadura durante su vida útil. El soldador elegirá la longitud de tungsteno que quiere que sobresalga de la parte delantera de la antorcha, dependiendo de la particular operación que se lleve a cabo. Un portaelectrodos en la antorcha de soldadura mantiene la varilla de tungsteno en su posición deseada durante su uso. Normalmente, el portaelectrodos se aprieta comprimiéndolo longitudinalmente entre un cuerpo de portaelectrodos de metal con un extremo frontal cerrado desde el frente y un tapón trasero que se atornilla desde la parte trasera. Normalmente, tanto el cuerpo de conector metálico en la parte delantera como la tapa trasera se unirán con roscas de tornillo estándar diestro. Como resultado, el portaelectrodos está sujeto a torsión durante el apriete. Con el tiempo, esto daña el portaelectrodos y limita su vida.

La tapa trasera debe ser sellada contra el resto de la antorcha cuando es fijada, para evitar fugas de gas de protección fuera de la parte trasera de la antorcha. Esto se logra normalmente al proporcionar un anillo O en la tapa trasera, que sella contra un asiento en el cuerpo de la antorcha. De nuevo, se requiere una fabricación de alta precisión para garantizar el sellado. Cualquier daño puede provocar fugas de gas desde la parte trasera de la antorcha y, de nuevo, esto limita la longevidad de la tapa trasera y el cuerpo de la antorcha.

Durante su uso, las partes más frontales de la antorcha de soldadura se calentarán mucho. La punta del tungsteno en sí, la parte frontal del cuerpo del portaelectrodos y la tobera de cerámica están directamente expuestas al calor de la soldadura. Este calor se conduce gradualmente hacia el cuerpo de la antorcha y el mango. A medida que el mango se calienta, se volverá incómodo e inseguro continuar soldando y el soldador debe detenerse para permitir que el equipo se enfríe. El gas de protección tiene algún efecto de enfriamiento además de su propósito de protección, y algunas antorchas de soldadura TIG se enfrían con agua mediante un flujo continuo de agua a través del cuerpo de la antorcha. Sin embargo, el calor aún limita la longitud de tiempo que un soldador es capaz de trabajar continuamente.

La patente US4275284 describe antorchas de soldadura que presentan miembros de soporte a los cuales por roscas se une la tobera. Los miembros de soporte mantienen la tobera en una posición separada del collar que contiene el electrodo de soldadura.

El documento "Gas tungsten arc welding torches (hoja de datos 256), Welding Journal, American Welding Society, vol. 92, núm. 4, página 64 ISSN: 0043-2296 incluye una sección transversal de una antorcha de soldadura conocida, que muestra un portaelectrodos y un soporte del portaelectrodos, así como la tobera que se une al soporte del portaelectrodos mediante una rosca de tornillo.

Es un objeto de la invención proporcionar una antorcha de soldadura TIG con un mejor rendimiento de enfriamiento y que usa piezas de mayor duración.

De conformidad con la invención, se proporciona una antorcha de soldadura TIG que incluye un cuerpo de la antorcha, una sección delantera metálica para sujetar una varilla de tungsteno y conducir electricidad a la varilla de tungsteno, y una tobera de cerámica para rodear la sección delantera metálica, en donde se proporciona un separador de aislamiento térmico entre la sección delantera metálica y la tobera de cerámica, uniéndose el separador de aislamiento térmico a la sección delantera metálica en un extremo trasero de la sección delantera metálica y un extremo trasero del separador de aislamiento térmico, y extendiéndose el separador de aislamiento térmico hacia delante del acoplamiento, separado de la sección delantera metálica, y estando la tobera de cerámica solo está en contacto con el separador de aislamiento térmico hacia delante del acoplamiento cuando la tobera de cerámica se ajusta y la antorcha está lista para su uso, en el que la sección delantera metálica incluye una pared hueca que forma un pasaje de enfriamiento o rotura térmica en forma de una cavidad, extendiéndose el pasaje de enfriamiento al menos hasta un punto longitudinal correspondiente al punto de acoplamiento entre el separador de aislamiento térmico y la sección delantera metálica.

El separador de aislamiento térmico se proporciona entre la sección delantera metálica de la antorcha y la tobera, la tobera apoyándose contra el exterior del separador de aislamiento térmico cuando se ajusta.

Preferiblemente, la sección delantera metálica incluye un paso de enfriamiento para permitir que fluya un gas o fluido de enfriamiento, extendiéndose el paso de enfriamiento hasta un punto longitudinal correspondiente al punto de acoplamiento entre el separador de aislamiento térmico y la sección delantera metálica. Alternativamente, se puede proporcionar un corte térmico en forma de una pared hueca en la sección delantera metálica.

El separador de aislamiento térmico es fabricado idealmente con un material con conductividad térmica relativamente baja. Por ejemplo, se ha descubierto que el acero inoxidable es adecuado. El acero inoxidable tiene una menor conductividad térmica que el latón y el cobre, los cuales son los materiales típicos para la sección delantera metálica. Preferiblemente, el separador de aislamiento térmico se estrecha hacia dentro hacia la parte delantera de la antorcha. La tobera de cerámica también puede tener un perfil interior cónico.

El separador de aislamiento térmico cónico garantiza que la tobera se mantenga centralmente y en una posición estable con relación a la sección delantera metálica de la antorcha.

Preferiblemente, el separador de aislamiento térmico está unido a la sección delantera metálica de la antorcha por medio de una rosca de tornillo. El separador de aislamiento térmico puede ser atornillado hasta que alcance un rebaje en la sección delantera metálica. En algunas modalidades, la rosca de tornillo y el hombro son los únicos puntos de contacto entre el separador de aislamiento térmico y la sección frontal metálica de la antorcha. El separador de aislamiento térmico preferiblemente se extiende hacia adelante, más allá de la rosca de tornillo. Preferentemente, al menos dos tercios de la longitud del separador de aislamiento térmico se extienden delante de la rosca de tornillo. Sin embargo, la sección del separador de aislamiento térmico delante de la rosca de tornillo se separa idealmente de la sección delantera metálica por, por ejemplo, alrededor de 0,5 mm, de manera que no hay contacto directo.

Las ranuras longitudinales pueden ser proporcionadas a lo largo de la parte del separador de aislamiento térmico el cual se extiende hacia adelante de la rosca de tornillo. Las ranuras longitudinales permiten que el separador de aislamiento térmico se comprima ligeramente cuando la tobera de cerámica está posicionada sobre el separador de aislamiento térmico. Cuando se comprime, el separador de aislamiento térmico soportará hacia fuera en la tobera de cerámica desde el interior de la tobera de cerámica. Por lo tanto, la tobera de cerámica se retiene mediante el separador de aislamiento térmico, que agarra la tobera desde el interior. La parte del separador de aislamiento térmico que se extiende frente a la rosca de tornillo, cuando se forma con ranuras, en efecto es una serie de resortes de hoja que empujan contra el interior de la tobera de cerámica y se agarran contra la superficie interna de la tobera de cerámica.

Puede proporcionarse una banda fabricada de un material elástico, un extremo de la banda es estirada alrededor de una sección de extremo delantero del cuerpo de la antorcha, y el otro extremo de la banda está estirada alrededor de una sección trasera de la tobera de cerámica, para proporcionar un sellado hermético entre la tobera y el cuerpo de la antorcha.

La banda puede estar hecha de, por ejemplo, silicona. Las costillas pueden proporcionarse en superficies internas de la banda para proporcionar un mejor agarre y un mejor sellado con el cuerpo de la antorcha y/o la tobera de cerámica. Una nervadura puede proporcionarse en la parte delantera del cuerpo de la antorcha, de manera que cuando se ajusta una nervadura en el interior de la banda se sienta detrás de una nervadura en el exterior del cuerpo de la antorcha. Una nervadura puede estar proporcionada de manera similar en el exterior de la tobera de cerámica si es necesario. Preferiblemente, la parte delantera exterior del cuerpo de la antorcha que incluye la nervadura e interactúa directamente con la banda está fabricada de silicona, u otro material resistente al calor.

El uso de un separador (y posiblemente una banda) para retener la tobera de cerámica sobre el cuerpo de la antorcha tiene ventajas sobre el método conocido de usar una rosca de tornillo, porque proporciona un mejor rendimiento térmico. Además, la tobera de cerámica puede durar más ya que el daño menor que pudiera impedir por el separador de aislamiento térmico.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, y para mostrar más claramente cómo puede llevarse a cabo, las modalidades preferidas se describirán ahora con referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una antorcha de soldadura TIG enfriada con líquido de conformidad con la invención, que incluye tres opciones diferentes para el portaelectrodos, el separador de aislamiento térmico, la tobera y la banda;

La Figura 2 es una vista en perspectiva de la tapa trasera de la antorcha de soldadura TIG de la Figura 1; La Figura 3 es una vista en perspectiva de dos opciones diferentes para el separador de aislamiento térmico de la antorcha de soldadura TIG de la Figura 1;

La Figura 4 es una vista en perspectiva de un portaelectrodos el cual es parte de la antorcha de soldadura TIG de la Figura 1;

La Figura 5 es una vista en perspectiva de un portaelectrodos con una lente de gas integrada el cual es una opción alternativa para el portaelectrodos de la antorcha de soldadura TIG de la Figura 1;

La Figura 6 es una vista en sección de la antorcha de soldadura TIG de la Figura 1, que muestra los canales de flujo de líquido y gas; y

La Figura 7 es una vista en sección de una antorcha de soldadura TIG enfriada con gas de conformidad con la invención, equipada con el portaelectrodos de lente de gas integrado de la Figura 5.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS

Con referencia primero a la Figura 1, una antorcha de soldadura TIG enfriada con líquido se indica generalmente con 10. La antorcha es mostrada en un estado desmontado, y se muestran tres opciones diferentes del portaelectrodos, la tobera, el separador de aislamiento térmico y la banda.

La antorcha incluye un cuerpo de antorcha 12. El cuerpo de la antorcha incluye una sección de interfaz 14 para unir la antorcha a una máquina de soldadura. La sección de interfaz 14 incluye una entrada de líquido de enfriamiento 16 y una salida de líquido de enfriamiento 18, y una entrada de gas de protección 20. La entrada y salida de líquido 16, 18 y la entrada de gas 20 son todos tubos de cobre. Los tubos de cobre se sueldan a un cuerpo de latón 22. Los tubos de cobre y el cuerpo de latón juntos forman un buen conductor eléctrico, y por lo tanto también pueden ser usados para conectar eléctricamente la antorcha de soldadura a la máquina de soldadura, de manera que se pueda suministrar voltaje a la antorcha para hacer un arco y realizar una soldadura. El cuerpo de latón se extiende a lo largo de la sección de cuello 24 y la cabeza 26 de la antorcha 10. El cuerpo de latón 22 está sobremoldeado con un material aislante, por ejemplo caucho de silicona. La sección de cuello 24 incluye una formación de ubicación 28 para un mango moldeado en forma de una cubierta aislante (no se muestra en las figuras). El revestimiento aislante puede ser de plástico rígido y puede unirse, por ejemplo, de manera encajada o atornillada sobre la parte inferior de la sección del cuello del cuerpo de latón sobremoldeado 22. El revestimiento aislante 28 se extiende desde la sección del cuello 24 para formar un mango en la antorcha de soldadura.

El cuerpo de latón 22 en la sección de cabeza 26 es hueco, es decir, una abertura pasa todo el camino a través del cuerpo de latón 22 a lo largo de la línea indicada por A.

La parte más delantera 30 de la sección aislada del cabezal 26 de la antorcha incluye una nervadura 32. La sección más posterior de la parte no aislada (latón expuesto) del cabezal 26 de la antorcha incluye una rosca de tornillo externa 34.

Para ensamblar la antorcha, uno de los separadores de aislamiento térmico 36a, 36b, 36c es atornillado a la rosca de tornillo 34 en la parte delantera del cuerpo de latón 22. Uno de los portaelectrodos 38a, 38b, 38c es pasado entonces a través del centro del separador de aislamiento térmico 36a,b,c, y a través de la abertura en la sección de cabeza 26 del cuerpo de latón 22. Cada uno de los portaelectrodos 38a,b,c incluye una rosca de tornillo externa 40a,b,c y esta rosca de tornillo 40a,b,c se corresponde con una rosca de tornillo interna 44 en la parte delantera de la tapa trasera 42. Por lo tanto, el portaelectrodos 38a,b,c, el cuerpo de la antorcha 12 y la tapa trasera 42 pueden mantenerse unidos atornillando la rosca interna 44 de la tapa trasera 42 sobre la rosca externa 40a,b,c del portaelectrodos 38a,b,c.

Cuando el portaelectrodos es ajustado, una banda 46a, b,c puede ser estirada alrededor de la sección más delantera aislada 30 del cuerpo de la antorcha 12. Un labio 32 en el cuerpo de la antorcha ayuda a retener la banda 46a,b,c en el cuerpo de la antorcha 12, y preferiblemente la banda 46a,b,c también posee una o más 36a,b,c. La tobera 48a,b,c será centrada y mantenida por el separador de aislamiento térmico 36a,b,c. La parte delantera de la banda 46a,b,c es estirada sobre una sección trasera de la tobera 48a,b,c. Al menos un labio (no visible en la figura) es proporcionado en el interior de la banda 46a,b,c lo cual ayuda con el agarre de la banda alrededor de la parte trasera de la tobera de cerámica 48a,b,c. En algunas otras modalidades, la(s) nervio(s) también puede(n) ser proporcionados alrededor del exterior de la parte trasera de la tobera.

Las toberas pueden tener una variedad de formas, tamaños, diámetros y longitudes para adaptarse a los requisitos de soldadura específicos.

La Figura 2 muestra la tapa trasera 42 con mayor detalle. La tapa trasera es alargada y hueca, de manera que puede contener la parte trasera de una varilla de tungsteno. Está abierto en el extremo que se orienta hacia el cuerpo de la antorcha 12 en uso (el extremo inferior en la Figura 2). La tapa trasera está fabricada de plástico y posee un inserto roscado de latón 50 en el extremo abierto. El exterior del extremo abierto es cónico. El ángulo de estrechamiento a es preferiblemente de 30 grados.

La sección delantera ahusada de la tapa trasera 42 forma un sello contra el sobremoldeo con silicona del cuerpo de la antorcha 12, cuando se ensambla la antorcha. El sobremoldeo con silicona del cuerpo de la linterna 12 se extiende, por esta razón, sustancialmente detrás del cuerpo de latón 22 de la cabeza 26 de la linterna. Los portaelectrodos traseros pueden ser suministrados en una variedad de longitudes y son fácilmente intercambiables en la antorcha para adaptarse a diferentes requisitos, por ejemplo, el acceso restringido al sitio de soldadura puede requerir un portaelectrodos trasero más corto.

La Figura 3 muestra los separadores de aislamiento térmico 36a,b. Cada uno de los separadores de aislamiento térmico está fabricado de acero inoxidable, y cada uno presenta sustancialmente la forma de una carcasa alargada cónica la cual es ancha hacia la parte trasera (hacia la parte superior de la Figura 3) y más estrecha hacia la parte delantera. Las ranuras longitudinales 52 se extienden desde la parte frontal de cada separador de aislamiento térmico, a lo largo de, por ejemplo, dos tercios de la longitud del separador de aislamiento térmico. Las ranuras están separadas por igual alrededor de la circunferencia del separador de aislamiento térmico, por ejemplo cinco ranuras pueden proporcionarse separadas por 72 grados. Las hojas de acero inoxidable definidas por las ranuras forman resortes de hojas, y por lo tanto cuando la tobera 48a,b,c es empujada hacia la parte frontal del separador de aislamiento térmico 36a,b,c las hojas se deformarán hacia dentro, pero se empujarán hacia fuera sobre la superficie interna de la tobera 48,a,b,c, manteniendo la tobera en su lugar en el separador de aislamiento térmico. Cada uno de los separadores de aislamiento térmico 36a, b incluye una rosca de tornillo interna 54, cerca del extremo trasero del separador de aislamiento térmico. La rosca de tornillo interna del tornillo 54 corresponde a la rosca de tornillo (34, Figura 1) en el cuerpo de latón 22 de la cabeza 26 de la antorcha, de manera que el separador de aislamiento térmico pueda atornillarse en el cuerpo de latón 22. El separador de aislamiento térmico está diseñado para proporcionar un puente térmico entre la tobera y el cuerpo 22, evitando así que el calor generado por el proceso de soldadura se transmitado al cuerpo 22.

La Figura 4 muestra el portaelectrodos 38c en mayor detalle. El conector comprende una sección de unión trasera 56, una sección de disipación de calor central 58 y una sección de agarre frontal 60. La sección de unión trasera 56 incluye la rosca de tornillo externa 40c que corresponde con la rosca de tornillo interna en el inserto roscado (50, Figura 2) de la tapa trasera (42, Figuras 1, 2). Además, una ranura longitudinal 62 se extiende desde la parte trasera del portaelectrodos 38c, cortando a través de la rosca de tornillo y terminando delante de la rosca de tornillo 40c. Una nervadura 64 es proporcionada en el extremo de la rosca de tornillo, y la hendidura 62 pasa también a través de la nervadura 64. La nervadura 64 proporciona un hombro para limitar hasta dónde puede ser atornillado el portaelectrodos 38c en la tapa trasera (42).

La hendidura corresponde a la posición de un pasador el cual se extiende desde la pared interior del cuerpo hueco de latón del cabezal de la antorcha (26). A medida que el portaelectrodos 38c pasa a través de la abertura en el cuerpo de latón, el pasador se desliza hacia dentro de la ranura 62. El pasador y la hendidura 62 evitan que el portaelectrodos 38c gire con respecto al cuerpo de latón (22). Esto asegura que el portaelectrodos 38c pueda ser apretado sobre la tapa trasera (42) simplemente al sujetar el soplete (por ejemplo, por su mango) y girar la tapa trasera (42).

La sección de disipador de calor 58 del portaelectrodos 38c incluye unas espinas 65 y unos canales 61 que corren entre las espinas 65. Durante su uso, el gas de protección pasa a través de los canales 61 en su camino desde la entrada de gas (20) y fuera de la parte delantera de la tobera (48c). Esto ayuda a enfriar la antorcha.

La sección de agarre frontal 60 del portaelectrodos 38c es la parte que agarra la varilla de tungsteno cuando el portaelectrodos 38c se cierra. Está proporcionada una sección cónica 66 que es más ancha hacia la parte delantera del portabrocas 38c y más estrecha hacia la parte trasera. Durante el uso, la sección cónica 66 pasa hacia el frente de la abertura en el cuerpo de latón (22) de la cabeza (26) de la antorcha. A medida que el portaelectrodos 38c se aspira hacia atrás al apretar la rosca de tornillo 40c sobre la tapa trasera 42, las partes anchas y más anchas de la sección cónica 66 son aspiradas hacia dentro de la abertura en el cuerpo de latón (22) de la cabeza (26). Esto cierra las mordazas del portaelectrodos 38c para retener la varilla de tungsteno. Preferiblemente, la abertura frontal de la abertura en el cuerpo de latón (22) está estrechada internamente para coincidir con el estrechamiento 66 del portaelectrodos 38c. Por lo tanto, las mordazas se moverán de completamente abiertas a completamente cerradas con un movimiento muy ligero del portaelectrodos 38c desde cuerpo 22 de la cabeza 26, a una posición cerrada donde el borde delantero de la sección cónica 66 está rebajado dentro de la abertura del cuerpo (22) de la cabeza (26) por ejemplo 0,5 mm. Delante del borde delantero de la sección cónica 66, se proporciona una muesca de guía 68. La muesca de guía 68, junto con las ranuras longitudinales 70 a través de la sección cónica 66, proporcionan canales de flujo de gas para permitir que el gas de protección fluya desde los canales 61 de la sección de disipación de calor 58, a través del frente del portaelectrodos 38c y fuera de la tobera.

Las Figuras 5a y 5b muestran un portaelectrodos alternativo 38b. El portaelectrodos 38b tiene de nuevo una sección de unión 56 y una sección de disipación de calor 58. Estas partes son sustancialmente idénticas a las del portaelectrodos 38c en la Figura 4. La sección de agarre 60 incluye igualmente una sección cónica 66, una muesca de guía 68 y ranuras longitudinales 70. Sin embargo, este portaelectrodos alternativo 38b es proporcionado con una lente de gas integrada 72. La lente de gas 72 es de un tipo conocido: una serie de mallas proporcionadas en la trayectoria del gas de protección sirve para dirigir el gas de protección, lo que garantiza un flujo más uniforme y un mejor rendimiento de soldadura. La lente de gas 72 se integra en el portaelectrodos. Esto se hace proporcionando ranuras circunferenciales alrededor de las abrazaderas del colector. Los anillos internos en el conjunto de lente de gas 72 se retienen en las ranuras circunferenciales. Esto permite que la lente de gas se ajuste alrededor de las abrazaderas del colector, lo que significa que no hay aumento en la longitud de la antorcha cuando se ajusta con una lente de gas. Esto permite que las ventajas de la lente de gas se realicen sin hacer la antorcha larga y engorrosa.

La Figura 6 muestra la antorcha de soldadura de la Figura 1, cuando está completamente ensamblada. Unas partes de la antorcha están cortadas de manera que se puedan ver los flujos de gas y líquido.

La banda 46c se observa que se ajusta en la Figura 6, proporcionando un sello hermético entre la tobera y el cuerpo de la antorcha. La banda 46c está mostrada en sección transversal, y las nervaduras internas en la banda son visibles, tanto donde la banda 46c entra en contacto con el cuerpo de la antorcha como donde la banda entra en contacto con la tobera 48c.

En la parte trasera del cuerpo de la antorcha, se observa un pasador 63. El pasador 63 corresponde a la hendidura (62) en el portabrocas 38c, para evitar que el portabrocas 38c gire con respecto al cuerpo de la antorcha cuando está completamente insertada en la abertura del cuerpo de la antorcha. También es evidente en la Figura 6 la extensión del sobremoldeo con silicona detrás del cuerpo de latón 22 de la cabeza de la antorcha 26. El sobremoldeo con silicona se extiende detrás del cuerpo de latón 22 por casi la extensión de la sección cónica de la tapa trasera 42. Con la tapa trasera 42 completamente apretada sobre el portaelectrodos 38c, la sección cónica de la tapa trasera 42 forma un sello hermético al gas con el sobremoldeo con silicona de la cabeza de la antorcha 26, lo que evita cualquier fuga de gas de protección fuera de la parte trasera de la antorcha.

La sección delantera del cuerpo de latón 22 de la antorcha también está representada en sección transversal, y es visible la entrada ahusada que corresponde a la sección cónica 66 del portaelectrodos 38c.

El flujo de gas de protección inerte a través de la antorcha de soldadura 10 está indicado con flechas. Desde el extremo del tubo de entrada 20 en la parte superior del cuello (a la izquierda de la Figura 6), el gas de protección fluye en los canales (61) del portaelectrodos 38c, entre el portaelectrodos 38c y la pared interior del cuerpo de latón del cabezal de antorcha 26. El gas fluye entonces a través de las ranuras (70) en las mordazas del portaelectrodos 38c, y luego fuera del pequeño espacio entre el portaelectrodos 38c y el borde delantero del cuerpo de latón 22, en la parte delantera de la muesca de guía (68) en el portaelectrodos 38c. El gas se dirige entonces hacia la pieza de trabajo por la tobera 48c.

El cuerpo de latón 22 de la cabeza 26 de la antorcha 10 presenta una pared hueca. Esto forma una envoltura llena de líquido lo que permite que el líquido de enfriamiento pase desde la entrada de líquido 16, hacia la pared hueca del cuerpo de latón, y luego fuera de la salida de líquido 18. La envoltura de líquido está indicada en 74.

El separador de aislamiento térmico 36c es mostrado instalado en la antorcha con la rosca 54 atornillada en el cuerpo de la antorcha de latón 22. Es evidente a partir de la sección transversal en la Figura 6 que el separador de aislamiento térmico 36 solo está en contacto con el cuerpo de latón en la rosca 54, y justo detrás de la rosca. Las partes del separador de aislamiento térmico 36c que están delante de la rosca 54 están separadas del cuerpo de latón 22. Esto reduce la transferencia de calor desde la tobera hacia el cuerpo de latón. También se observará que la pequeña parte del cuerpo de latón la cual está en contacto con el separador de aislamiento térmico se dispone sustancialmente en el centro con relación a la sección de pared hueca, que se enfría con líquido. Estas características aumentan el tiempo durante el cual se puede llevar a cabo la soldadura antes de que el mango de la antorcha se caliente.

La Figura 7 muestra la versión enfriada por gas de la antorcha de la Figura 6. De nuevo, las flechas muestran el flujo de gas a través de la antorcha. El flujo de gas es idéntico al de la antorcha de la Figura 6, que pasa a través de los canales en el portaelectrodos 38b, y luego sale por el frente, dirigido por la tobera. La versión de lente de gas del portaelectrodos 38b se ajusta en la Figura 7, pero igualmente el portaelectrodos 38c sin la lente de gas podría ajustarse a la antorcha refrigerada con gas 10'.

La construcción del cuerpo de latón 22 de la antorcha 10' es de nuevo casi idéntica a la de la antorcha 10. El lugar, la cavidad hueca 75 en el cuerpo de latón 22 orma un interruptor térmico, aislando el exterior del cuerpo de latón del interior. Esto reduce la transferencia de calor desde la tobera 48b, que está más cerca de la pieza de trabajo caliente, hacia el cuerpo de latón 22 y luego hacia el mango de la antorcha 10'. De nuevo, el separador de aislamiento térmico 36b está en contacto solo con el cuerpo de latón 22 sobre un área muy pequeña, y el área de contacto es sustancialmente central en la extensión del roto térmico hueco 75.

Las antorchas 10, 10' retienen la tobera 48a,b,c mediante el uso del separador de aislamiento térmico para agarrar la tobera desde el interior. Por lo tanto, las toberas 48a,b,c no requieren una fabricación con una rosca de tornillo, lo cual aumenta las posibles tolerancias de fabricación, reduce el costo y mejora la duración. El portaelectrodos 38a,b,c también durará más que en antorchas conocidas similares, porque no está sujeto a fuerzas de torsión cuando es apretado. El giro del tapón trasero 42 se resiste muy cerca del tapón trasero 42 longitudinalmente, por el pasador 63 en la hendidura 62.

El sello de gas en la parte trasera de la antorcha 10, 10' también es más fiable y duradero que en los dispositivos conocidos. La sección delantera ahusada de la tapa trasera 42, la cual sella contra el sobremoldeo con silicona detrás de la parte trasera del cuerpo de latón 22, proporciona un sello de alta calidad.

Finalmente, la antorcha 10, 10' presenta un excelente rendimiento térmico en comparación con los diseños conocidos. La tobera está unida al cuerpo de la antorcha mediante un separador de aislamiento térmico 36a,b,c. El separador de aislamiento térmico está fabricado de acero inoxidable que presenta una menor conductividad térmica que el latón o el cobre, y el área de contacto entre el separador de aislamiento térmico y el cuerpo de latón es muy pequeña. Además, cuando el separador de aislamiento térmico hace contacto con el cuerpo de latón, existe un interruptor térmico o un canal de enfriamiento de líquido que limita el calor que se transfiere al mango de la antorcha.

Las modalidades descritas anteriormente son expuestas solamente a manera de ejemplo, y los cambios y modificaciones serán evidentes para los expertos en la técnica sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Una antorcha de soldadura TIG (10) que comprende un cuerpo de la antorcha (12), una sección delantera metálica del cuerpo de la antorcha para contener una varilla de tungsteno y conducir la electricidad hacia la varilla de tungsteno, y una tobera de cerámica (48a,b,c) para rodear la sección delantera metálica, en donde se proporciona un separador de aislamiento térmico (36a,b,c) entre la sección delantera metálica y la tobera de cerámica (48a,b,c), uniéndose el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) a la sección delantera metálica en un extremo trasero de la sección delantera metálica y un extremo trasero del separador de aislamiento térmico (36a,b,c), y extendiéndose el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) hacia delante del acoplamiento, separado de la sección delantera metálica, y la tobera de cerámica (48a,b,c) estando solo en contacto con el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) hacia delante del acoplamiento cuando se ajusta la tobera de cerámica (48a,b,c) y la antorcha (10) está lista para su uso, en la cual la sección delantera metálica comprende una pared hueca que forma un pasaje de enfriamiento o rotura térmica en forma de una cavidad, extendiéndose el pasaje de enfriamiento al menos hasta un punto longitudinal correspondiente al punto de acoplamiento entre el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) y la sección delantera metálica.

2. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en la reivindicación 1, en la cual el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) está fabricado de un material que presenta una menor conductividad térmica que la sección delantera metálica de la antorcha de soldadura (10).

3. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en la reivindicación 2, en la cual el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) está fabricado de acero inoxidable y la sección delantera metálica de la antorcha de soldadura (10) está fabricada de latón y/o cobre.

4. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) se estrecha hacia dentro hacia la parte delantera de la antorcha (10).

5. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en la reivindicación 4, en la cual la tobera de cerámica (48a,b,c) posee un perfil interno cónico.

6. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, en la cual el separador de aislamiento térmico (36a,b,c) está unido a la sección delantera metálica de la antorcha (10) por medio de una rosca de tornillo.

7. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en la reivindicación 6, en la cual al menos dos tercios de la longitud del separador de aislamiento térmico (36a,b,c) se extienden delante de la rosca de tornillo y no entran en contacto con la sección delantera metálica de la antorcha (10).

8. Una antorcha de soldadura TIG (10) como se reivindicó en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la cual se proporcionan ranuras longitudinales a medio camino a lo largo del separador de aislamiento térmico (36a,b,c), que se extienden desde la parte delantera del separador de aislamiento térmico (36a,b,c), definiendo las ranurasen unos resortes de hoja entre las ranuras.