Procedimiento de soldadura por fricción.

Procedimiento de soldadura por fricción para la unión de de un primer componente

(2) provisto con una escotadura (4) con un segundo componente (6) que encaja en la escotadura (4) bajo la formación de un intersticio anular (8), en el que al menos dos superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) son presionadas entre sí bajo rotación relativa, en el que las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) son configuradas, respectivamente, a continuación en el intersticio anular (8) y las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) son friccionadas entre sí hasta que también el intersticio anular (8) adyacente a ellas está esencialmente totalmente soldado, caracterizado por que las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) se configuran, respectivamente, inclinadas con relación a la dirección de presión de apriete (A), por que tanto en el primero (2) como también en el segundo componente (6) se configuran dos superficies de fricción (12, 14, 20, 22), que están distanciadas una de la otra en la dirección de presión de apriete (A), de tal manera que, respectivamente, una superficie de fricción (14, 22) del segundo componente (6) se puede apoyar en una superficie de fricción (12, 20) del primer componente (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08022225.

Solicitante: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WERFTSTRASSE 112-114 24143 KIEL ALEMANIA.

Inventor/es: KÖPPE,DIETRICH DIPL.-ING, CLAAS,WATERSTRAAT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Soldadura no eléctrica por percusión u otra forma... > B23K20/12 (siendo producido el calor por fricción; Soldadura por fricción)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Soldadura no eléctrica por percusión u otra forma... > B23K20/227 (con una capa ferrosa)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > B23K33/00 (Extremidades de piezas especialmente perfiladas para efectuar ensamblajes por soldadura sin fusión o por soldadura; Rellenado de las juntas continuas así formadas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Materiales a soldar sin fusión, a soldar o a cortar > B23K103/22 (Aleaciones ferrosas y cobre o sus aleaciones)

PDF original: ES-2525479_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de soldadura por fricción La invención se refiere a un procedimiento de soldadura por fricción con las características indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Durante la soldadura por fricción se presionan superficialmente dos piezas de unión entre sí, al menos una de cuyas piezas de unión está típicamente en simetría de rotación, y son giradas una con respecto a la otra, de manera que las superficies de contacto o bien las superficies de fricción de las dos piezas de unión son calentadas por medio del calor de fricción que aparece entonces. El movimiento giratorio se mantiene hasta que al menos una de las piezas de unión está parcialmente plastificada. Entonces se termina el movimiento giratorio y se mantiene la presión de apriete hasta que las dos piezas de unión están conectadas por unión del material.

Tal procedimiento de soldadura por fricción se deduce, por ejemplo, a partir del documento DE 198 02 393 A1. Aquí se describe la soldadura de un componente del tipo de bulón con una chapa, en la que este componente encaja en una escotadura configurada en la chapa. Para poder soldar el componente con la chapa, el componente presenta en el lado exterior de una pieza prevista para el encaje en la escotadura de la chapa un ensanchamiento radial configurado en forma de apéndice, cuya sección transversal es mayor que la sección transversal de la escotadura de la chapa. En este ensanchamiento está configurada una superficie de soldadura en forma de anillo, que es plastificada durante la soldadura por fricción, con lo que resulta en el lado exterior de la chapa y a distancia de la escotadura una unión del material entre el componente y la chapa.

Como ventajas especiales de la soldadura por fricción frente a otros procedimientos de soldadura, como por ejemplo el procedimiento de soldadura por fusión, se aplican, entre otras cosas, la alta reproducibilidad de los resultados de soldadura, el número grande de materiales que se pueden soldar entre sí, la reducida influencia térmica de las piezas de unión así como los tiempos de soldadura muy cortos. No obstante, frente a ello existe el inconveniente de que el campo de aplicación para la soldadura por fricción es muy limitado, puesto que las piezas de unión solamente se pueden soldar entre sí en las superficies de fricción que están en contacto entre sí y que giran relativamente unas con respecto a las otras. A este respecto, la soldadura por fricción no es adecuada para la unión de piezas de unión, que deben soldarse entre sí también fuera de una zona de contacto en simetría de rotación.

El documento DE 195 19 576 A1 describe un cuerpo axial, en el que una pieza en forma de tubo se fija en un casquillo por medio de soldadura por fricción. La pieza en forma de tubo está dimensionada de tal manera que en el caso de su encaje en el casquillo entre el casquillo y la pieza en forma de tubo se configura un intersticio anular. En la pieza en forma de tubo está configurado un collar dirigido radialmente hacia fuera, que está previsto para el apoyo en el borde exterior del casquillo. Este collar está distanciado desde el extremo de la pieza en forma de tubo que encaja en el casquillo hasta tal punto que el collar se apoya entonces en el borde exterior del casquillo, cuando al mismo tiempo la superficie frontal del extremo de la pieza en forma de tubo que encaja en el casquillo descansa en un saliente de contacto configurado en el fondo del casquillo. De esta manera se posibilita una unión soldada de dos secciones entre la pieza en forma de tubo y el casquillo, a saber, por una parte, entre el collar de la pieza en forma de tubo y el borde exterior del casquillo y, por otra parte, entre la superficie frontal del extremo de la pieza en forma de tubo que encaja en el casquillo y el saliente de apoyo configurado en el fondo del casquillo. Para impedir que el cordón de soldadura, que resulta en los dos lugares de soldadura, sea demasiado grande, se pueden configurar biseladas las superficies de contacto entre la pieza en forma de tubo y el casquillo.

A partir del documento AT 004337 U1 se puede deducir otra variante de la soldadura por fricción. Aquí se describe la soldadura de dos piezas que se apoyan planas entre sí, en la que el primero de los componentes a soldar presenta un taladro que conduce a través de este componente y que forma un canal hacia el otro componente a soldar. A través del taladro se conduce una pieza en forma de pasador, que se suelda por fricción con el segundo componente, de manera que la pieza en forma de pasador es plastificada de tal modo que el cordón de soldadura que se forma no sólo genera una unión entre la pieza en forma de pasador y el segundo componente, sino que debido a la dilatación radial, el cordón de soldadura crea en el taladro del primer componente también una unión entre la pieza en forma de pasador y el primer componente. En la pieza en forma de pasador no se trata, por lo tanto, de un componente funcional, sino que esta pieza forma el material de aportación para la soldadura del primero con el segundo componente.

A partir del documento EP 1 231 011 A2 se deduce un procedimiento para la unión de un inserto de válvula de una aleación de hierro con una culata de una aleación de aluminio a través de soldadura. El orificio de la culata, en el que debe soldarse el inserto de asiento de válvula, está ensanchado hacia fuera en forma de apéndice. El lado exterior circunferencial del inserto de asiento de válvula está configurado de manera que presenta una superficie de fricción inclinada con respecto al apéndice del orificio de la culata y forma en una zona parcial con el orificio de la culata un intersticio anular con un receso del inserto de asiento de la válvula. En el interior del intersticio anular puede fluir también material fundido de la culata, de manera que se llena parcialmente.

En el documento WO 2006/061203 A1 se describe un procedimiento de soldadura por fricción para la conexión de

una pieza de chapa con un cuerpo de rotación. En este caso, en la pieza de chapa está configurado un ensanchamiento o un paso, cuya superficie interior y/o superficie exterior forman una o dos superficies de fricción en el cuerpo de rotación insertado en el ensanchamiento o el paso.

Ante estos antecedentes, la invención tiene el cometido de crear un procedimiento de soldadura por fricción, con el que se amplía considerablemente el campo de aplicación de la soldadura por fricción.

Este cometido se soluciona a través de un procedimiento de soldadura por fricción con las características indicadas en la reivindicación 1, en el que resultan formas de realización preferidas a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción siguiente y de los dibujos.

El procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con la invención sirve para la unión de un primer componente provisto con una escotadura con un segundo componente que encaja en la escotadura bajo la configuración de un intersticio anular. En este caso, se presionan al menos dos superficies de fricción de los dos componentes bajo rotación relativa una contra la otra. De acuerdo con la invención, las superficies de fricción de los dos componentes están configuradas, respectivamente, en el intersticio anular a continuación e inclinadas con respecto a la dirección de presión de apriete y se rozan entre sí hasta que también el intersticio anular adyacente está esencialmente totalmente soldado.

La idea básica de la invención es disponer las superficies de fricción en los dos componentes de tal forma que se conectan en el intersticio anular entre el primero y el segundo componentes, es decir, que están adyacentes a este intersticio anular o bien delimitan este intersticio anular, de manera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de soldadura por fricción para la unión de de un primer componente (2) provisto con una escotadura (4) con un segundo componente (6) que encaja en la escotadura (4) bajo la formación de un intersticio anular (8) , en el que al menos dos superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) son presionadas entre sí bajo rotación relativa, en el que las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) son configuradas, respectivamente, a continuación en el intersticio anular (8) y las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) son friccionadas entre sí hasta que también el intersticio anular (8) adyacente a ellas está esencialmente totalmente soldado, caracterizado por que las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) de los dos componentes (2, 6) se configuran, respectivamente, inclinadas con relación a la dirección de presión de apriete (A) , por que tanto en el primero (2) como también en el segundo componente (6) se configuran dos superficies de fricción (12, 14, 20, 22) , que están distanciadas una de la otra en la dirección de presión de apriete (A) , de tal manera que, respectivamente, una superficie de fricción (14, 22) del segundo componente (6) se puede apoyar en una superficie de fricción (12, 20) del primer componente (2) .

2. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie de fricción (12) del primer componente (2) se configura en un borde de la escotadura (4) .

3. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la superficie de fricción (14) del segundo componente (6) se configura en un ensanchamiento en forma de pestaña que cubre el borde de la escotadura (4) .

4. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se configura una superficie de fricción (20) del primer componente (2) en la escotadura (4) .

5. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se configura una superficie de fricción (22) del segundo componente (6) en un extremo que encaja en la escotadura (4) del primer componente (2) .

6. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las superficies de fricción (12, 14, 20, 22) se conectan en el mismo intersticio anular (8) .

7. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la escotadura (4) del primer componente (2) se configura un receso que se extiende transversalmente a un eje medio de la escotadura (4) .

8. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como material para el segundo componente (6) se selecciona un material con una resistencia térmica más reducida frente al material del primer componente (2) .

9. Procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como material para el primer componente (2) se selecciona acero y como material para el segundo componente (6) se selecciona una aleación de cobre y níquel.

10. Aplicación del procedimiento de soldadura por fricción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 para la conexión por unión positiva de un bulón en un orificio de paso del cuerpo de presión de un submarino.