Unidad de electrodo de soldadura, dispositivo de soldadura y procedimiento para producir una unión de soldadura.

Unidad de electrodo de soldadura (1) que comprende

- un equipo de reajuste (4)

- y un electrodo de soldadura (6) unido operativamente de manera cinemática con el equipo de reajuste (4) y dispuesta en forma linealmente móvil,

- presentando el equipo de reajuste (4) un medio acumulador de fuerza pretensado o pretensable (8) mediante el cual se puede solicitar el electrodo de soldadura (6) con una fuerza predeterminada, y estando el medio acumulador de fuerza (8) unido operativamente con una fuente de fuerza (14) y siendo solicitado con fuerza por esta fuente, caracterizada por que

- en el estado pretensado el medio acumulador de fuerza (8) puede ser desacoplado operativamente de la fuente de fuerza (14) a través de un elemento de maniobra (12) de tal manera que el medio acumulador de fuerza (8) ya no sea solicitado con fuerza por la fuente de fuerza (14).

Unidad de electrodo de soldadura, dispositivo de soldadura y procedimiento para producir una unión de soldadura La invención concierne a una unidad de electrodo de soldadura según el preámbulo de la reivindicación 1, un dispositivo (dispositivo de soldadura de pestañas de plegado) para plegar y para realizar una unión mediada por material en los bordes de chapas con una unidad de electrodo de soldadura según la reivindicación 1 y un procedimiento para producir una unión de soldadura. La unidad de electrodo de soldadura según la invención sirve para establecer una unión mediada por material (eventualmente empleando un adhesivo situado entre las chapas) , mediante la cual se inmovilizan al menos dos piezas de chapa una con relación a otra. Ventajosamente, antes de producir la unión mediada por material, las chapas a unir se unen ya (previamente) una con otra o se posicionan previamente una respecto de otra por medio de una unión de conjunción de forma configurada como una unión de plegada. La unión mediada por material se efectúa seguidamente por medio de una unión de soldadura, mediante la cual se materializa una fusión zonal de las chapas a unir en un punto de soldadura predeterminada. Mediante la unión de soldadura producida se inmovilizan (se mantienen en posición) las chapas una respecto de otra para el proceso de tratamiento ulterior. La unidad de electrodo de soldadura según la invención puede utilizarse tanto en la llamada soldadura por protuberancias, en la que se posicionan e inmovilizan dos chapas una respecto de otra con inclusión de una estampación de al menos una de las piezas de chapa, como para una soldadura de las piezas de chapa sin una estampación de esta clase -es decir, al soldar las chapas con contacto de toda la superficie de las mismas en la zona de solapamiento -.

Se conocen ya por el estado de la técnica un gran número de dispositivos y procedimientos para producir uniones de inmovilización (uniones para el posicionamiento provisional a efectos de un tratamiento adicional procesalmente pospuesto de las piezas de chapa previamente posicionadas) . Ninguna de las uniones de inmovilización (uniones de soldadura provisionales) conocidas puede asegurar, garantizando una calidad de superficie determinada, una resistencia definida mediante la producción de una lenteja de soldadura (unión mediada por material en la que se ha fundido en ambos lados el material base de las piezas que se deben unir) , especialmente una resistencia que satisfaga los requisitos de uniones de soldadura seguras frente a choques en base a las directrices DVS No. 2902 y No. 2926 (DVS: Deutscher Verband für Schweissen = Asociación Alemana para Soldadura) .

Así, se conocen por el documento WO 2009/135938 A1 un procedimiento y una herramienta para producir una unión de inmovilización en piezas estructurales ensambladas por conjunción de forma, en los que se asienta un electrodo de soldadura linealmente guiado con una presión de contacto prefijable en un sitio de soldadura predeterminado de la disposición de chapas a unir y a continuación se realiza una soldadura correspondiente con una presión de ensamble incrementada. En este caso, se guía el electrodo de soldadura de manera linealmente móvil por medio de una servounidad correspondiente, siendo solicitado un pistón de la servounidad por una unidad neumática con gas comprimido durante el proceso de soldadura para compensar un recorrido de reajuste que se presente en el sitio de soldadura al fundirse el material de chapa.

Además, se describe en los documentos US-A-6 037 558 y DE 10 2005 018 520 A1 un dispositivo para la soldadura eléctrica a presión. El dispositivo de soldadura aquí descrito comprende un llamado equipo de reajuste que presenta uno o varios elementos elásticos dispuestos en paralelo y/o en serie en la dirección de aproximación.

Además, se conoce por el estado de la técnica según el documento DE 89 10 447 U1 un dispositivo de apoyo para electrodos de soldadura con el cual se pretende garantizar también que el electrodo de soldadura pueda seguir en proximidad temporal, a lo largo de un recorrido de reajuste correspondiente, a la pieza de trabajo que cede por efecto de la masa fundida de soldadura. Se ha insertado para ello entre un soporte correspondiente, que es regulable por medio de un servoequipo, y un portaelectrodo, que acoge al electrodo, un miembro intermedio elástico en forma de un cilindro de aire comprimido que es regulable en su longitud axial. En función de la presión reinante en el espacio de presión, la cual se ajusta por medio de una fuente de presión externamente acoplada, se puede adaptar o medir así la presión de soldadura del electrodo con arreglo a las respectivas necesidades.

En los dispositivos de soldadura anteriormente descritos se pretende asegurar por medio del montaje elásticamente móvil correspondiente del electrodo de soldadura un reajuste seguro de dicho electrodo de soldadura -para los casos en los que el material de la pieza de trabaja pasa a un estado pastoso en la zona de ensamble (y es desalojado localmente por la penetración del electrodo de soldadura) -. En series de ensayos se ha demostrado que los equipos de soldadura con tales equipos de reajuste pueden materializar únicamente uniones de soldadura que pueden garantizar ciertamente una inmovilización segura para la mecanización ulterior de las piezas estructurales unidas, conservando al propio tiempo la calidad de superficie requerida, pero que no pueden satisfacer requisitos de resistencia como los que existen en uniones seguras frente a choques.

El problema de la presente invención reside en indicar una unidad de electrodo de soldadura o un dispositivo para realizar una unión mediada por material en los bordes de chapas o un procedimiento para producir una unión de soldadura, con los cuales se pueda conseguir una unión de soldadura mejorada en lo que respecta a su resistencia. Por otro lado, se pretende garantizar que, a pesar de la unión de soldadura mejorada en cuanto a la resistencia, no

se presenten desperfectos de superficie reconocibles de ninguna clase, generados por la soldadura, en el lado de la unión de chapas situado enfrente del electrodo de soldadura. Por consiguiente, mediante la invención se pretende garantizar una calidad de soldadura con elevada resistencia del sitio de soldadura y también una calidad del punto visto (calidad de la superficie) como la que se requiere, por ejemplo, por los fabricantes de automóviles.

Según la invención, este problema se resuelve en cada caso por la totalidad de las características de las reivindicaciones independientes.

Según la invención, se propone una unidad de electrodo de soldadura, especialmente una unidad de electrodo de soldadura para soldar chapas plegadas de una carrocería de vehículo o de un elemento de carrocería de vehículo, que comprende un equipo de reajuste y un electrodo de soldadura unido con el equipo de reajuste de manera cinemáticamente operativa, estando configurado el equipo de reajuste de tal manera que el electrodo de soldadura pueda ser movido linealmente -en particular con relación a un sitio de fijación a través del cual la unidad de electrodo de soldadura puede fijarse a un equipo de soporte (o con relación a la carcasa en la que está integrado el equipo de reajuste) -. En este caso, el equipo de reajuste presenta un medio acumulador de fuerza a través del cual el electrodo de soldadura puede ser solicitado con una fuerza o presión predeterminada (ventajosamente constante y en particular ajustable) durante la operación de soldadura o durante el contacto con un sitio de soldadura correspondiente. En este caso, el medio acumulador de fuerza puede ser operativamente desacoplado (separado en fuerza o presión) de la fuente de fuerza o presión por medio de un elemento de maniobra (denominado también elemento de separación y acoplamiento) . Gracias al desacoplamiento según la invención del medio acumulador de fuerza pretensado respecto de la fuente de fuerza se hace posible un proceso de soldadura en el que, durante todo el periodo de soldadura, el electrodo de soldadura actúa sobre el sitio de soldadura correspondiente con una fuerza sustancialmente constante o con una presión sustancialmente constante (desviación inferior/igual a cinco por ciento de la magnitud nominal que se debe ajustar) . Se compensan así (en recorrido) por medio del equipo de reajuste una fusión del material de chapa en la zona del sitio de soldadura, que se presenta debido al sistema durante un proceso de soldadura, y una cesión acompañante producida en el material. La compensación (de recorrido) o el movimiento de reajuste del electrodo de soldadura se efectúa así sin que puedan producirse o actuar, por efecto de reacoplamientos hacia y/o desde... [Seguir leyendo]

1. Unidad de electrodo de soldadura (1) que comprende -un equipo de reajuste (4)

- y un electrodo de soldadura (6) unido operativamente de manera cinemática con el equipo de reajuste (4) y dispuesta en forma linealmente móvil, -presentando el equipo de reajuste (4) un medio acumulador de fuerza pretensado o pretensable (8) mediante el cual se puede solicitar el electrodo de soldadura (6) con una fuerza predeterminada, y estando el medio acumulador de fuerza (8) unido operativamente con una fuente de fuerza (14) y siendo solicitado con fuerza por esta fuente, caracterizada por que -en el estado pretensado el medio acumulador de fuerza (8) puede ser desacoplado operativamente de la fuente de fuerza (14) a través de un elemento de maniobra (12) de tal manera que el medio acumulador de fuerza (8) ya no sea solicitado con fuerza por la fuente de fuerza (14) .

2. Unidad de electrodo de soldadura (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que -el medio acumulador de fuerza (8) presenta al menos zonalmente una curva de fuerza/recorrido lineal.

3. Unidad de electrodo de soldadura (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que

- el medio acumulador de fuerza (8) comprende un muelle helicoidal, un acumulador de elastómero, un acumulador hidráulico y/o un acumulador neumático.

4. Unidad de electrodo de soldadura (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que -la fuente de fuerza (14) está configurada como una bomba o un compresor.

5. Unidad de electrodo de soldadura (1) según la reivindicación 4, caracterizada por

- un equipo de reposición (10) conectado en serie en materia de fuerza con el medio acumulador de fuerza (8) , pudiendo ser solicitado con presión el equipo de reposición (10) a través de la fuente de fuerza (14) de tal manera que, por solicitación del presión del equipo de reposición (10) , el medio acumulador de fuerza (8) pueda ser solicitado con presión en sentido contrario a la dirección de acción (W) y en dirección al sitio de soldadura (ST) , con lo que el electrodo de soldadura (6) puede ser transferido de una posición de soldadura extraída a una posición base retraída.

6. Unidad de electrodo de soldadura (1) según la reivindicación 5, caracterizada por que -el equipo de reposición (10) está dispuesto entre el equipo de reajuste (4) y el electrodo de soldadura (6) .

7. Unidad de electrodo de soldadura (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1-4 anteriores, caracterizada por

- un equipo de tensado (11) conectado en serie en materia de fuerza con el medio acumulador de fuerza (8) y construido como una unidad de pistón-cilindro, pudiendo ser solicitado con presión el equipo de tensado (11) a través de la fuente de fuerza (14) de tal manera que, por solicitación con presión del equipo de tensado (11) , el medio acumulador de fuerza (8) pueda ser solicitado con presión en la dirección de acción (W) y en dirección al sitio de soldadura (ST) , con lo que el medio acumulador de fuerza (8) puede ser pretensado contra un electrodo de soldadura (6) que sirve de contraapoyo y que se apoya, en el sitio de soldadura (ST) , contra una chapa (B2) .

8. Unidad de electrodo de soldadura (1) según la reivindicación 7, caracterizada por que -el equipo de tensado (11) está antepuesto en serie al equipo de reajuste (4) , visto en la dirección de acción (W) .

9. Dispositivo (21) para realizar una unión mediada por material en los bordes de chapas, especialmente chapas de una carrocería de vehículo automóvil, que comprende

- un lecho de plegado (22) para recibir dos chapas (B1, B2) , -un pisa móvil (24) mediante el cual, en una posición de funcionamiento activa, se pueden presionar en dirección al lecho de plegado (22) las chapas (B1, B2) situadas en el lecho de plegado (22) , -y al menos una herramienta de ensamble térmico que presenta al menos un electrodo de soldadura (6) , 11

en donde -la herramienta de ensamble comprende una unidad de electrodo de soldadura (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 anteriores.

10. Dispositivo (21) según la reivindicación 9, caracterizado por qu.

5. la unidad de electrodo de soldadura (1) está fijada al pisa (24) .

11. Dispositivo (21) según cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10 anteriores, caracterizado por que en el pisa (24) están fijadas una pluralidad de unidades de electrodo de soldadura (1) , presentando al menos dos de las unidades de electrodo de soldadura (1) una conexión de masa central común (26) .

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por que

-la conexión de masa central común (26) está configurada como un borne de masa para realizar una fijación por apriete.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado por que -el borne de masa está conectado estacionariamente al pisa (24) .

14. Procedimiento para producir una unión de soldadura, que comprende los pasos de procedimiento siguientes:

-habilitación de una unidad de electrodo de soldadura (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 anteriores con un medio acumulador de fuerza pretensado (8) o transferencia de un medio acumulador de fuerza (8) de una unidad de electrodo de soldadura (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 anteriores a un estado pretensado, -desacoplamiento del medio acumulador de fuerza (8) por activación del elemento de maniobra (12) antes de 20 alimentar corriente al electrodo de soldadura (6) , y -alimentación de corriente al electrodo de soldadura (6) para producir la unión de soldadura.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que -en la posición de soldadura, antes de la alimentación de corriente al electrodo de soldadura (6) , se pretensa el equipo de pretensado (10) hasta una fuerza de pretensado predeterminada, contactando el electrodo de soldadura 25 (6) durante el proceso de pretensado con el sitio de soldadura (ST) que sirve de contraapoyo.