Disposiitivo y procedimiento para la soldadura de pieza de trabajo.

Procedimiento para la soldadura de piezas de trabajo, en el que las piezas de trabajo (6) son irradiadas con un medio criogénico (8) sobre sus superficies (5) en la zona de su costura de soldadura a configurar,

para limpiar y refrigerar esta zona, y las piezas de trabajo son soldadas entre sí en la zona purificada, caracterizado porque un sistema de cambio (21) de un robot (20) toma una tobera de CO2 (7) desde un almacén (22) e irradia con ella la superficie de una pieza de trabajo en la zona de la costura de soldadura a configurar a través del medio criogénico (8), en el que el robot (20) deposita a continuación la tobera de CO2 (7) de nuevo en el almacén (22) y toma una instalación de soldadura (2) desde el almacén (22) y genera con ella una costura de soldadura (3) en la dirección de la soldadura (4) sobre la superficie de la pieza de trabajo (5), en el que la costura de soldadura (3) es tratada posteriormente con la tobera de CO2 (7) para limpiarla y/o reducir al mínimo la contracción.

Dispositivo y procedimiento para la soldadura de piezas de trabajo.

La presente invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la soldadura de piezas de trabajo.

Durante la soldadura se unen componentes entre sí de forma inseparable bajo aplicación de calor o presión con o sin aportación de soldadura. Los procedimientos de soldadura, que trabajan con calor, son, por ejemplo, soldadura al fuego, soldadura de fusión con gas, soldadura manual con arco voltaico, soldadura de resistencia, soldadura de rayo láser, soldadura aluminotérmica y soldadura con haz de electrones.

Con los procedimientos de soldadura conocidos se pueden unir piezas de trabajo metálicas, piezas de plástico así como piezas de vidrio entre sí de forma duradera y fija.

Con frecuencia se procesan componentes metálicos transformados por embutición profunda o bien a alta presión por medio de procedimientos de soldadura.

En la embutición profunda, se transforma por tracción y compresión un corte de chapa en un cuerpo hueco abierto en un lado o un cuerpo hueco sometido a tracción previa es convertido por tracción y compresión en un cuerpo hueco con sección transversal más reducida y sin modificación voluntaria del espesor de la chapa.

Para prevenir errores de estiramiento, especialmente la rotura del material también en el caso de elevados grados de transformación, se utilizan agentes para el estiramiento, por ejemplo grasas, aceites, jabones y revestimientos. De esta manera se reducen los fenómenos de desgaste en la herramienta y se mejora la propiedad de la superficie de la pieza de trabajo. Estos agentes para el estiramiento dejan detrás de sí después del proceso de transformación residuos sobre la superficie. Para la soldadura de piezas moldeadas, éstas deben limpiarse de los residuos de agentes para el estiramiento, puesto que las sustancias de agentes para el estiramiento no permiten una soldadura de alta calidad. La retirada de los agentes para el estiramiento a través de lavado y decapado es muy costosa y contaminante del medio ambiente, puesto que debe limpiarse todo el componente.

En el caso de la transformación a alta presión puede suceder que los agentes para el estiramiento sean introducidos a presión tan profundamente en la superficie de aluminio que no sea posible ya una retirada completa a través de lavado o decapado. Esto conduce durante el procesamiento posterior, por ejemplo, en el caso de unión por soldadura, a defectos de la costura de soldadura.

Para la limpieza de la superficie se conoce la purificación con gránulos de CO2 y chorro de CO2. La temperatura de tales medios criogénicos va desde -50ºC hasta -196ºC.

Se deduce a partir del documento EP 1 356 890 A1 un procedimiento de procesamiento de piezas o bien de soldadura, que es asistido por un chorro criogénico. En el procedimiento se utiliza una instalación de soldadura, en cuya proximidad inmediata están dispuestas una o varias toberas para la emisión de un medio criogénico. Como medio criogénico se puede utilizar nitrógeno líquido o CO2 sólido. A través del medio criogénico que sale desde la o bien desde las toberas se refrigeran muy rápidamente y se solidifican las salpicaduras de metal líquido que se forman durante la soldadura. De esta manera, las salpicaduras de metal líquido no se adhieren en la superficie de la pieza de trabajo y no la contaminan. De este modo, no es necesario un repaso de las piezas de trabajo. Puesto que las salpicaduras de soldadura deben refrigerarse, el medio criogénico debe alimentarse en la proximidad inmediata del arco voltaico. Esto tiene una influencia considerable sobre el arco voltaico y perjudica el proceso de soldadura.

En el documento EP 1 319 460 A1 se describe un procedimiento para la preparación para la soldadura de piezas de trabajo. En este procedimiento está previsto disponer adyacentes entre sí los dos cantos de soldadura de dos piezas de trabajo que deben unirse entre sí e irradiar los cantos de soldadura con un chorro de CO2, para eliminar de esta manera las contaminaciones desde la superficie de la pieza de trabajo.

En el documento WO 2007/080372 A1 se describe un dispositivo para la refrigeración de piezas de trabajo durante la soldadura. El dispositivo presenta una carcasa con una tobera para la irradiación de un medio criogénico y con una aspiración. La carcasa se puede colocar por medio de una junta de obturación de forma hermética sobre una superficie de la pieza de trabajo. De esta manera debe impedirse que durante la refrigeración por medio de CO2 criogénico, durante la evaporación del CO2 criogénico, lleguen gases a la costura de soldadura y de esta manera se influya sobre la calidad de la costura de soldadura. El dispositivo puede presentar medios de unión, para ser unidos con un dispositivo de soldadura, de tal manera que está dispuesto en la dirección de la soldadura detrás del dispositivo de soldadura. Los medios de fijación pueden estar configurados de tal manera que se puede ajustar la posición del dispositivo con respecto al dispositivo de soldadura. En este caso está previsto disponer el dispositivo aproximadamente 60 a 90 mm detrás del dispositivo de soldadura. Con este dispositivo deben reducirse al mínimo efectivamente las retracciones después del proceso de soldadura. El dispositivo debe ser adecuado para cualquier técnica de soldadura discrecional.

El cometido de la invención es preparar un procedimiento y un dispositivo, con los que es posible que se eliminen residuos de agentes de estiramiento sobre la superficie de una pieza de trabajo, sin que deba limpiarse toda la pieza de trabajo. Además, deben eliminarse residuos, que no se pueden retirar por medio de decapado o lavado.

El cometido se soluciona con un dispositivo con las características de la reivindicación 5 y con un procedimiento con las características de la reivindicación 1.

Los desarrollos ventajosos se indican en las reivindicaciones dependientes respectivas.

Con el dispositivo de acuerdo con la invención se pueden limpiar y refrigerar superficies de piezas de trabajo con antelación al proceso de soldadura.

Durante el bombardeo de la superficie de la pieza de trabajo con medio criogénico se producen varios efectos ventajosos. Además de la eliminación mecánica realizada con anterioridad de residuos de agentes de separación o bien de agentes de estiramiento a través de abrasión, se produce una refrigeración puntual fuerte de la zona irradiada, a partir de lo cual resultan efectos ventajosos para el proceso de soldadura siguiente. La zona de retracción de la costura de soldadura se libera totalmente de contaminaciones, con lo que se puede generar una costura de soldadura óptima. A través de la refrigeración de la zona de retracción de la costura de soldadura a ser posible inmediatamente antes del proceso de soldadura, se mejora adicionalmente la calidad de la costura de soldadura y se reduce al mínimo la contracción en la pieza de trabajo, con lo que se pueden reducir los trabajos de rectificación posteriores o bien se pueden eliminar, en parte, totalmente. Además, el medio criogénico pasa durante el impacto sobre la superficie a presión atmosférica al estado gaseoso, teniendo lugar un incremento del volumen de aproximadamente 600 veces del medio criogénico. Los torbellinos de gas que resultan de esta manera eliminan los residuos de agentes de separación o bien de agentes de estiramiento refrigerados y fragilizados, sin perjudicar la superficie de la pieza de trabajo.

El dispositivo de soldadura de acuerdo con la invención está configurado sobre todo para la soldadura de piezas de trabajo metálicas. No obstante, en el marco de la presente invención es posible prever instalaciones de soldadura para la soldadura de piezas de trabajo de plástico o vidrio. También estas piezas de trabajo se pueden limpiar con un medio criogénico. En el caso de plásticos, se pueden eliminar sobre todo agentes de separación y capas de pulverización de piezas de plástico fundidas por inyección. Procedimientos de soldadura adecuados para la soldadura de plásticos son soldadura con gas caliente, soldadura con resistencia, soldadura por fricción, soldadura ultrasónica, soldadura de alta frecuencia y soldadura láser.

A continuación se explica la invención a modo de ejemplo con la ayuda del dibujo. En este caso se muestra de forma esquemática lo siguiente:

La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de un dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la soldadura de piezas de trabajo, en el que las piezas de trabajo (6) son irradiadas con un medio criogénico (8) sobre sus superficies (5) en la zona de su costura de soldadura a configurar, para limpiar y refrigerar esta zona, y las piezas de trabajo son soldadas entre sí en la zona purificada, caracterizado porque un sistema de cambio (21) de un robot (20) toma una tobera de CO2 (7) desde un almacén (22) e irradia con ella la superficie de una pieza de trabajo en la zona de la costura de soldadura a configurar a través del medio criogénico (8) , en el que el robot (20) deposita a continuación la tobera de CO2 (7) de nuevo en el almacén (22) y toma una instalación de soldadura (2) desde el almacén (22) y genera con ella una costura de soldadura (3) en la dirección de la soldadura (4) sobre la superficie de la pieza de trabajo (5) , en el que la costura de soldadura (3) es tratada posteriormente con la tobera de CO2 (7) para limpiarla y/o reducir al mínimo la contracción.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como medio criogénico (8) se irradia una mezcla de CO2 criogénico y aire comprimido.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque en la mezcla de CO2 criogénico y aire comprimido (8) se utiliza CO2 líquido o nieve de CO2 o gránulos de CO2 o CO2 en forma de gas.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se sueldan componentes metálicos moldeados por embutición profunda, de manera que los componentes son limpiados a través del medio criogénico de residuos de agentes de estiramiento.

5. Dispositivo de soldadura para la realización del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, con una instalación de soldadura (2) para la generación de una costura de soldadura (3) sobre piezas de trabajo (6) y con una tobera de CO2 (7) , para irradiar un medio criogénico (8) sobre las superficies (5) de las piezas de trabajo (6) en la zona de su costura de soldadura a configurar, caracterizado porque el dispositivo de soldadura (1) comprende un robot (20) con un sistema de cambio (21) , en el que el sistema de cambio (21) está dispuesto en el extremo de un brazo de robot (20) y está configurado como alojamiento (21) para la recepción de la instalación de soldadura (2) y de la tobera de CO2 (7) , en el que la instalación de soldadura (2) y la tobera de CO2 (7) están dispuestos en un almacén (22) , y comprende una instalación de control (19) para la activación del robot (20) , del sistema de cambio (21) , de la instalación de soldadura (2) y de la tobera de CO2 , que está configurada de tal manera que la zona de la costura de soldadura a configurar es irradiada por medio de la tobera de CO2 (7) y a continuación es soldada por medio de la instalación de soldadura (2) , de manera que la costura de soldadura (3) es tratada posteriormente con la tobera de CO2 (7) para limpiarla y/o reducir al mínimo la contracción.

6. Instalación de soldadura de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la tobera de CO2 (7) presenta una cámara de mezcla (14) , que está configurada para la generación de una mezcla de CO2 criogénico y aire comprimido (8) , de CO2 líquido y/o gas frío CO2 y/o gránulos de CO2 y/o nieve de CO2 y aire comprimido.

7. Dispositivo de soldadura de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la instalación de soldadura

(2) está configurada como instalación para la soldadura por fusión con gas, soldadura manual con arco voltaico o soldadura por rayo láser.

8. Instalación de soldadura de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque la instalación de control (19) está configurada para la realización de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a

4.