Tapa para molde de grafito utilizado en soldadura aluminotérmica.

En el documento se describe una tapa laberinto para soldadura aluminotérmica que permite la salida de gases pero impide que salgan partículas sólidas de la tapa; permitiendo así la salida de los gases producidos por la reacción a la vez que previene la salida de sólidos mediante su canalización. A su vez dispone de una ranura que da la posibilidad de generar la ignición o bien mediante pistola o bien a distancia mediante cápsula de encendido a distancia.

Tapa para molde de grafito utilizado en soldadura aluminotérmica.

Objeto de la invención

El objeto principal de la presente invención es una tapa para moldes de grafito utilizados en soldadura aluminotérmica, aplicados en la realización de conexiones eléctricas mediante soldadura aluminotérmica.

Antecedentes de la invención

La soldadura aluminotérmica es un procedimiento de soldadura basado en el proceso, fuertemente exotérmico, de reducción del óxido de hierro por el aluminio, según la fórmula (para aceros):

Desarrollada en 1902, esta soldadura se realiza mediante un molde refractario colocado en los extremos de las piezas a unir, dentro del cual se vierte el acero fundido producto de la reacción, la cual se inicia mediante ignición.

El óxido de hierro y el aluminio, finamente molidos, provienen de la porción de soldadura, la cual se dispone dentro de un crisol situado encima de las piezas a soldar. Una vez alcanzada la temperatura adecuada, del orden de los 2000ºC, se produce el destape del crisol mediante un fusible situado en la base, y el colado del metal fundido, que llena el molde.

Una vez iniciada la reacción el proceso es muy rápido y el material fundido fluye dentro del molde de manera estudiada, quedando el acero entre los extremos a soldar y vertiendo la escoria de corindón en una cubeta.

Existen diversos tipos de soldadura, atendiendo a la composición de los materiales a soldar y a la geometría de estos, aunque generalmente se utilizan soldaduras que requieren del calentamiento previo de los extremos a soldar y del molde donde se verterá el metal fundido. El calentamiento se realiza mediante mezcla de oxígeno y propano, o mezcla de oxígeno y gasolina.

Luego del vertido se espera un lapso especificado por el fabricante de la porción de soldadura y se procede a romper el molde y cortar las rebabas, mediante trancha o cortamazarota, para luego realizar el pulido de la superficie del elemento soldado.

Cuando se sitúan los moldes para la soldadura los huecos se rellenan con una pasta selladora, diseñada especialmente para soportar la temperatura, y así evitar fugas.

Esta soldadura se puede aplicar en otros materiales o campos de la soldadura, no siendo exclusivo para materiales férricos como los aceros.

Los moldes de grafito, destinados a la realización de conexiones eléctricas mediante soldadura aluminotérmica, llevan en su parte superior una tapa. Esta tapa tiene una abertura, necesaria para evacuar los gases que se producen tras la reacción aluminotérmica. El problema surge cuando, además de los gases, salen proyecciones de partículas sólidas y a muy alta temperatura.

Descripción de la invención

Tal y como se ha descrito en el apartado anterior la soldadura aluminotérmica hace uso de técnicas que requieren reacciones exotérmicas que producen altas temperaturas y por consiguiente se producen gases que han de tener salida. Durante este tipo de soldaduras se puede producir la salida de partículas sólidas resultado de los procesos a seguir durante la soldadura. La "tapa laberinto" cumple la función de evacuar los gases de la reacción, pero retiene todas las partículas sólidas en el interior del molde.

Esto es posible gracias a unos canales en el interior de la propia tapa, y que fuerzan a los gases a circular primero hacia atrás y después hacia delante, siempre con cambios bruscos de dirección. De esta forma se resta fuerza al flujo de los gases y se retiene por completo las partículas que podrían ser arrastradas por los gases.

Como se ha descrito anteriormente este tipo de procesos también se utiliza para otros materiales, como los empleados en el sector eléctrico, principalmente en conexiones eléctricas. Basándose en la misma reacción exotérmica; en el dispositivo objeto de la invención se aprovecha la alta temperatura que se desarrolla en la reacción provocada por la reducción del óxido de cobre por el aluminio. La reacción tiene lugar en el interior de un molde-crisol de grafito, en el que previamente se han introducido las piezas a soldar; el metal resultante de la reacción aluminotérmica, en estado de fusión, fluye sobre ellas, fundiéndolas y formando una masa compacta y homogénea. Este molde va cubierto por una tapa, la cual es el objeto de esta invención.

La tapa objeto de la invención comprende una parte superior y una parte inferior que van unidas entre sí por un mecanismo de bisagra resorte colocado en una de sus aristas y que a su vez van unidas al molde mediante una bisagra ubicada en otra de sus aristas. La bisagra resorte permite la apertura de la pieza superior respecto de la parte inferior y a su vez permite el cierre de ambas piezas mediante el muelle incorporado en la bisagra resorte.

El canal interior de la tapa permite que los gases circulen libremente desde el orificio de entrada ubicado en la pieza inferior de la tapa hasta su salida por los orificios situados en un lateral de la pieza superior de la tapa; mientras que las partículas sólidas resultado de la reacción no encuentran salida y atraviesan la ranura en forma medía luna; finalmente decantan mientras circulan por los canales definidos entres las dos partes de la tapa y quedan depositadas en esos mismos canales.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en la que se puede ver las partes fundamentales de la tapa.

Figura 2.- Esta figura muestra la tapa abierta.

Figura 3.- Esta figura muestra una vista lateral de las partes fundamentales de la tapa.

Figura 4.- Esta figura muestra una vista inferior de la tapa.

Figura 5.- Esta figura muestra una sección de la tapa montada.

Figura 6.- Esta figura muestra el montaje de la tapa sobre el molde.

Figura 7.- Esta figura muestra el montaje con pistola de ignición.

Figura 8.- Esta figura muestra el montaje con cápsula de encendido a distancia.

Realización preferente de la invención

Para la realización de soldadura aluminotérmica se prepara el molde de grafito y se coloca en su posición, sobre éste se coloca la tapa laberinto objeto de esta invención.

Durante la soldadura de conectores eléctricos realizada por soldadura aluminotérmica se hace uso de las técnicas explicadas en el apartado de antecedentes. Para ello un se coloca molde (9) entre las dos partes a soldar, este molde hará que el material o materiales que formarán la soldadura adquiera la forma del mismo y forme la unión soldada.

Para ello se une la tapa al molde (9) mediante una abrazadera bisagra (3). Una vez fijada, se abre la tapa mediante la segunda bisagra (4) que comprende un resorte de patas (13) que mantiene la tapa cerrada; para abrir la tapa se ha de vender la presión que ejerce el resorte de patas (13) presionando la pieza superior (1) contra la pieza inferior (2). Una vez se ha fijado el medio de ignición, se puede iniciar la soldadura.

Una vez iniciada la reacción mediante el encendido utilizando o bien una pistola de ignición (15) para el encendido apoyada en la ranura (14) o bien una cápsula de encendido a distancia (16), comienza la reacción que formará la soldadura.

Cuando se ha iniciado la reacción se producen gases que salen del molde (9) y entran en la tapa por el canal de entrada (8) el cual tiene forma de media luna y está ubicado en la pieza inferior (2). Por este canal de entrada (8) pasan los gases y las posibles partículas sólidas desprendidas de la reacción los cuales entran en la tapa, una vez dentro circulan el por laberinto formado por el canal (6) al cerrar la pieza superior (1) sobre la pieza inferior (2).

Los gases encuentran salida de la tapa por los orificios (7) que se encuentran en la pieza superior (1), mientras que los restos sólidos se quedan dentro de la tapa y son finalmente depositados en la ranura (14).

Tal...

1. Tapa (17) para molde (9) de grafito utilizado en soldadura aluminotérmica que comprende: