Procedimiento para el tratamiento de humo de soldadura que contiene partículas metálicas usando la energía de un dispositivo de oxidación.

Procedimiento para el tratamiento de un humo de soldadura que contiene partículas metálicas,

caracterizado porqueel humo de soldadura se aspira en un tubo de aspiración (12) y se calienta en éste mediante suministro de energía y seoxida de este modo, evitándose tanto un contacto de las partículas con una llama directa como también con unasuperficie caliente, y suministrándose la energía por al menos un dispositivo de oxidación (60) con principio de operaciónsin contacto, del grupo siguiente: generador de radiación de microondas, láser, en particular láser de diodo o láser YAG,lámpara calefactora o lámpara halógena, bobina de inducción (26).

Procedimiento para el tratamiento de humo de soldadura que contiene partículas metálicas usando la energía de un dispositivo de oxidación La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de un humo de soldadura que contiene partículas metálicas según el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento JP 2000 157822 A y el US 2008/083333 A1, dados ambos a conocer en el preámbulo de la reivindicación 1, describen respectivamente un dispositivo de aspiración sin un aparato especial para el tratamiento de las partículas metálicas del humo de soldadura.

El documento JP 2000 252621 A da a conocer un dispositivo de aspiración con una bobina de calentamiento, pero sin indicación para el uso de esta bobina de calentamiento para la oxidación de partículas metálicas inflamables.

El documento US 4 947 768 A da a conocer el uso de bobinas de resistencia o bobinas de inducción en un dispositivo de limpieza de humo, igualmente sin indicación para el uso de esta bobina de calentamiento para la oxidación de partículas metálicas inflamables.

El documento US 6 065 469 y el GB 2 2777699 A dan a conocer respectivamente el uso de una llama directa para la oxidación de partículas metálicas, generándose un contacto directo de la llama con las partículas.

Durante la soldadura de materiales metálicos determinados se liberan polvos finos y humo de partículas metálicas combustibles. En particular el humo de soldadura liberado en el procesamiento del circonio es extremadamente combustible y explosivo. Una posibilidad para la reducción del riesgo de incendio o explosión consiste en realizar procesos de soldadura dentro de una cámara de soldadura encapsulada. No obstante, existe un peligro de explosión en el estado seco del humo de soldadura, así como en caso de manipulación no apropiada. Según el estado de la técnica actual, el humo o polvo, que contiene las partículas combustibles y que se origina durante la soldadura en la cámara de soldadura, se conduce por ello mediante un dispositivo de aspiración a un interceptor hidráulico y allí se fijan parcialmente. Sin embargo, el interceptor hidráulico no puede fijar completamente el humo o polvo, de modo que es necesario el uso de un filtro para el polvo restante conectado después del interceptor hidráulico, en el que se acumula además el material inflamable. Mediante la irrupción del oxígeno del aire aspirado en el trayecto de aspiración o en el filtro para el polvo restante existe al igual que antes un peligro potencial que sólo se puede controlar hasta cierto punto de forma segura por una manipulación comparativamente complicada del humo de soldadura en el estado húmedo o empapado.

La invención tiene por ello el objetivo de especificar un procedimiento, que permita un dominio seguro del humo de soldadura combustible con un bajo gasto de funcionamiento y en aparatos.

Este objetivo se resuelve según la invención por las características de la reivindicación 1.

La invención parte de la consideración de que se puede evitar la puesta en peligro del entorno debido al humo de soldadura combustible mediante una oxidación controlada, lo más temprana posible y lo más completa posible de las partículas combustibles, que se vuelven incombustibles de este modo. En este caso se debería evitar un contacto de las partículas tanto con una llama directa como también con una superficie caliente, a fin de evitar una ignición y para no crear una fuente de peligro debida al mismo dispositivo de oxidación.

Mejor dicho para la introducción de energía ahora está previsto según la invención un principio de operación sin contacto: mediante un dispositivo de oxidación posicionado preferentemente en la zona de inicio más delantera posible del recorrido de aspiración se calientan las partículas metálicas que fluyen los más tempranamente posible a su temperatura de oxidación. Debido al calentamiento de las partículas se produce una oxidación aumentada, pero no obstante controlada en la superficie con el oxígeno del aire ambiente (o también con otro agente oxidante) . El peligro de una inflamación del humo de soldadura es bajo con este concepto, según se ha comprobado en el marco de de los cálculos aproximados apropiados, en caso de control o regulación apropiados de los parámetros de funcionamiento.

En este caso la introducción de energía en las partículas del humo de soldadura se puede realizar sin contacto y con un rendimiento relativamente elevado en el interior de un trayecto comparativamente corto de su recorrido del flujo en el tubo de aspiración. En función de los parámetros ajustables y supervisados, por ejemplo, la densidad del flujo másico o volumétrico en el tubo de aspiración, de la velocidad del flujo volumétrico y/o de la fracción de aire u oxígeno en el humo de soldadura, se ha permitido una dosificación exacta, segura y especialmente según las necesidades de la introducción de energía y por consiguiente también de la tasa de oxidación.

El concepto “tubo de aspiración” no está interpretado aquí de forma limitante en el sentido de un tubo rígido. Mejor dicho también se puede usar, por ejemplo, un tubo flexible o similares.

El dispositivo de oxidación puede estar realizado de manera diferente. En particular se pueden utilizar magnetrones (para la generación de la radiación de microondas) o láseres, como por ejemplo, láser de diodo o láser YAG. Alternativamente o adicionalmente se pueden utilizar lámparas, como por ejemplo, lámparas halógenas o lámparas de infrarrojos, así como espirales de calefacción o bobinas de inducción. Las diferentes realizaciones o varios componentes configurados de forma similar también se pueden hacer funcionar en paralelo y/o sucesivamente. De forma ventajosa el dispositivo de oxidación está previsto constructivamente en la zona del tubo de aspiración. Según la configuración puede estar integrado, por ejemplo, en el tubo de aspiración, estar dispuesto junto a él y eventualmente estar conectado con su zona interior a través de un acceso, o estar dispuesto alrededor del tubo de aspiración.

El dispositivo de oxidación comprende ventajosamente un generador de radiación electromagnética. Una forma de radiación preferida es en este caso la radiación de microondas. Debido al rango de longitudes de onda entre aproximadamente 1 m y 1 mm, esta radiación es apropiada para el calentamiento dieléctrico o para la excitación de las oscilaciones de dipolos o multipolos de las moléculas o partículas cargadas. El generador de la radiación de microondas se usa en este caso preferentemente de manera que una zona espacial lo más grande posible se cruza homogéneamente por la radiación de microondas. Para ello el tubo de aspiración puede estar configurado como guiaondas resonante en el rango de frecuencias de las microondas.

Alternativamente o en combinación con ello, para el calentamiento de las partículas se puede usar una radiación láser, que se genera por al menos un láser, en particular un láser de diodo o láser YAG. Un láser Nd-YAG, que usa como medio activo un cristal YAG dotado con neodimio, genera una radiación en el rango de los infrarrojos con una longitud de onda de 1064 nm. El láser de diodo es apropiado de manera especial como dispositivo de oxidación debido a su modo constructivo compacto.

El calentamiento de las partículas se puede conseguir en una configuración ventajosa también por una lámpara halógena o similares con potencia de radiación dimensionada adecuadamente.

Otra forma de realización ventajosa del dispositivo de oxidación comprende una espiral de calefacción eléctrica (calentamiento por resistencias) . Una corriente eléctrica que circula a través de la espiral de calefacción produce un calentamiento de la espiral de calefacción y por consiguiente el calentamiento del flujo de partículas y gas que fluye en el tubo de aspiración. La espiral de calefacción puede estar bobinada alrededor del tubo de aspiración. También puede ser usada dentro del tubo de aspiración. Si la espiral de calefacción rodea el tubo de aspiración, éste esta hecho preferentemente de un material que conduce el calor emitido por la espiral de calefacción con las menos pérdidas posibles al interior del tubo de aspiración.

Como aparato de oxidación se usa preferentemente una bobina de inducción sometible a una corriente alterna. Mediante una variación a efectuar de forma sencilla de los parámetros de intensidad de corriente, tensión eléctrica y frecuencia de la corriente alterna que circula a través de la bobina de inducción se puede transferir la energía necesaria para la oxidación a las partículas. Para una eficiencia especialmente elevada de la inducción... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de un humo de soldadura que contiene partículas metálicas, caracterizado porque el humo de soldadura se aspira en un tubo de aspiración (12) y se calienta en éste mediante suministro de energía y se oxida de este modo, evitándose tanto un contacto de las partículas con una llama directa como también con una superficie caliente, y suministrándose la energía por al menos un dispositivo de oxidación (60) con principio de operación sin contacto, del grupo siguiente: generador de radiación de microondas, láser, en particular láser de diodo o láser YAG, lámpara calefactora o lámpara halógena, bobina de inducción (26) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el humo de soldadura se conduce como flujo continuo a través de una zona de calentamiento y oxidación (24) en el tubo de aspiración (12) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el humo de soldadura se enriquece antes del calentamiento con un gas o una mezcla de gases que contiene un agente oxidante, en particular con aire ambiente.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el humo de soldadura a tratar se libera durante la soldadura de materiales a base de circonio.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que como dispositivo de oxidación (60) está prevista una bobina de inducción (26) sometible a una corriente alterna, con la que se genera un campo electromagnético alterno dentro del tubo de aspiración (12) , en el que la bobina de inducción (26) presenta un número de espiras (28) enrolladas alrededor del tubo de aspiración (12) .