ES2199407T3 - Procedimiento para la alineacion automatica del bisel de empalme para la soldadura a tope de tubieras y el equipo para la realizacion del procedimiento. - Google Patents
Procedimiento para la alineacion automatica del bisel de empalme para la soldadura a tope de tubieras y el equipo para la realizacion del procedimiento.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO DE SEGUIMIENTO AUTOMATICO DEL BISEL DE UNION PARA LA SOLDADURA BAJO PRESION DE TUBOS COAXIALES QUE OPERA CON MOVIMIENTOS ORBITALES, QUE PERMITE QUE EL MATERIAL DEPOSITADO DE UN NUMERO DE PASOS DE SOLDADURA PRODUZCA UNA CONTINUIDAD DEL MATERIAL ENTRE ESTOS CON LA FORMACION DE UNA UNION SOLDADA SIN LOS DEFECTOS DE "LADO DE FUSION DEFECTUOSA". LA INVENCION TAMBIEN SE REFIERE A UN EQUIPO PARA LA REALIZACION DE UN PROCESO QUE CONSISTE BASICAMENTE EN LA OBSERVACION CONTINUA DE LOS VALORES DE LOS PARAMETROS ELECTRICOS QUE SE REFIEREN A LA TENSION, LA CORRIENTE Y LA IMPEDANCIA DEL ARCO VOLTAICO Y EN LA COMPARACION DE ESTOS VALORES CON VALORES DE MUESTRA FIJADOS Y PRESELECCIONADOS EN UNA UNIDAD DE CONTROL, QUE ACTIVA LA FUENTE DE EXCITACION PARA LA ORIENTACION DE LA ANTORCHA DE SOLDADURA EN EL BISEL DE LA UNION.
Description
Procedimiento para la alineación automática del
bisel de empalme para la soldadura a tope de tuberías y el equipo
para la realización del procedimiento.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la alineación automática del bisel de empalme y
el equipo correspondiente para la soldadura de tuberías coaxiales,
por medio de una operación mediante la cual se empalman dos tubos
con varios cordones de material de soldadura, de manera que se
consigue una continuidad del material sin los defectos de ``falta
de fusión lateral''.
Más particularmente, este equipo comprende una
unidad de regulación basada en un microprocesador en el cual se
introducen unos valores patrón de los parámetros eléctricos, para
compararlos con los parámetros de tensión e intensidad y con los
valores de la impedancia del arco voltaico, con el fin de generar
señales de mando que activen y gobiernen la fuente de accionamiento
programada para las variaciones de posición del soplete de
soldadura oscilante, de manera que el cordón de material de
soldadura se deposite prácticamente en el centro de la garganta del
bisel de empalme constituido por los extremos de los tubos
coaxiales situados uno frente al otro.
En la siguiente descripción y en las
reivindicaciones, la expresión ``bisel de empalme'' indica el
espacio o garganta que se forma con el apropiado ``biselado'' en los
extremos de los tubos, en las caras situadas una frente a la otra
de los tubos coaxiales a soldar, y la expresión ``tubo'' o
``tubería'' indica cualquier conducto de forma sustancialmente
circular.
En esta técnica, son conocidos los equipos
orbitales para el procedimiento de soldadura con el bien conocido
calificativo de procedimiento ``GMAW'' (soldadura al arco de
metales bajo protección gaseosa); en particular, las versiones
``MAG'' y ``MIG'' (metal con gas activo, o metal con gas inerte).
Estos equipos ya conocidos se componen esencialmente de una guía
circular colocada sobre la tubería y fijada a la misma, y por lo
menos de un carrillo móvil de soldadura que se desplaza a una
velocidad controlada a lo largo de la guía realizando un círculo
alrededor de la tubería. El carrillo de soldadura que
preferentemente puede desplazarse en ambos sentidos de rotación,
está provisto de ruedas bloqueables y deslizables sobre la guía, un
piñón dentado de accionamiento que engrana en el correspondiente
borde dentado de la propia guía para el desplazamiento orbital del
carrillo, y por lo menos de un soplete de soldar oscilante del tipo
de hilo metálico continuo.
La técnica de la soldadura de tubos con
desplazamiento orbital consiste en depositar, mediante repetidas
pasadas del carrillo de soldar, una serie de cordones de soldadura
superpuestos en el bisel de empalme. Con este objeto, la guía se
sitúa cerca del bisel del empalme, el carrillo de soldar se coloca
sobre la misma y el arco voltaico del soplete del carrillo de
soldar queda alineado con el eje del bisel del empalme.
Debido a la forma ``biselada'' del bisel del
empalme, la cantidad de material de soldadura depositado va
aumentando gradualmente a medida que el soplete se desplaza a cada
pasada más lejos del eje del tubo. El soplete que inicialmente está
fijo respecto al carrillo, es sometido a continuación a un
movimiento oscilante cuya amplitud, frecuencia y estasis (detención
después de cada oscilación) varían tanto en el paso de un cordón de
soldadura al siguiente como en la realización del mismo cordón de
soldadura respecto a la posición del carrillo sobre la
circunferencia del tubo, debido a la influencia de la fuerza de la
gravedad sobre el metal de soldadura en estado líquido. La
velocidad del desplazamiento orbital del carrillo y la velocidad de
alimentación del hilo dependen también de la posición del carrillo
sobre la circunferencia del tubo y estos parámetros, así como la
magnitud, frecuencia y detención de la oscilación del soplete en
los actuales equipos de soldadura orbital, están controlados y
gobernados utilizando sensores de tipo mecánico, magnético, óptico o
de ``láser''.
El documento
EP-A2-0402648, que está considerado
como el antecedente más próximo en el estado de la técnica, da a
conocer un procedimiento de alineación automática del bisel del
empalme para la soldadura a tope de tubos realizada con
desplazamiento orbital, que permite depositar pasadas para la
soldadura automática de tuberías que tengan preferiblemente un
diámetro medio o grande y con espesores de pared considerables,
comprendiendo esta forma de realización una guía circular fija que
no puede desplazarse sobre el tubo y por lo menos un carrillo de
alineación automática que se desplaza a una velocidad controlada y
gobernada sobre la guía, girando sobre la tubería; por lo menos un
soplete de soldadura oscilante de hilo continuo, y un dispositivo
de alimentación del hilo de soldar del soplete y este procedimiento
comprende las etapas siguientes:
- -
- mostrar en cada instante los valores de los parámetros eléctricos relativos a la tensión y la intensidad de corriente durante el desplazamiento continuo del soplete de soldar oscilante de hilo continuo;
- -
- comparar los valores observados en cada momento con los valores patrón fijados y predeterminados en el microprocesador de la unidad de regulación, para determinar de forma continua la desviación de estos valores;
- -
- controlar la variación de los desplazamientos del soplete de soldar activando, cada vez que el desplazamiento sobrepase un límite preestablecido y memorizado, una fuente de accionamiento para orientar el soplete de arco voltaico de manera que el cordón de soldadura se deposite de manera apropiada en la garganta del bisel de empalme formado por los extremos situados uno frente a otro, de los tubos coaxiales a soldar y superponer así el cordón de soldadura sobre el eje del bisel del empalme;
- -
- proporcionar una atmósfera protectora de gas de dióxido de carbón activo;
- -
- efectuar la soldadura de tubos coaxiales, incluso en caso de espesores considerables, con ángulos de pared muy reducidos que incluso tienden a cero, teniendo un fondo en forma de V.
Se ha demostrado que estas soluciones presentan
inconvenientes para la soldadura a tope de líneas de tuberías,
especialmente líneas de tuberías que tengan un considerable espesor
de pared. En concreto, se produce la formación de una ``falta de
fusión lateral'' que es típica de los casos en los que la pasada de
soldadura no está centrada y solamente se funde uno de los lados
del bisel del empalme dejando al otro sin fundir. El grado de
resolución requerido en el sistema de alineación para los sistemas
automatizados, es decir, la capacidad del sistema para mantener la
pasada de soldadura en el centro del bisel del empalme, evitando de
esta forma la formación de los defectos de ``falta de fusión
lateral'' es muy elevada, y es más o menos de una décima de
milímetro aproximadamente, o como máximo de dos décimas de
milímetro (de \pm0,1 mm a \pm0,2 mm). El grado de resolución de
un sensor de tipo mecánico es de unas 5 décimas de milímetro
(\pm0,5 mm), y por consiguiente como valor absoluto es demasiado
elevado para la calidad de soldadura que se requiere
(\pm0,1-0,2 mm). Por otra parte, el sensor
mecánico está conectado al soplete de soldar mediante un soporte
que en la práctica acentúa el error de paralelismo entre el eje de
soplete de soldar y el eje del bisel del empalme. Este error se
valora también en más o menos 5 décimas de milímetro (\pm0,5
mm).
Las soluciones industriales de la técnica
conocida que funcionan con sensores de tipo magnético, óptico o
``láser'', presentan un grado de resolución mejor que las que
utilizan un sensor mecánico, pero también necesitan un soporte de
conexión con el soplete de soldar que genera unos errores todavía
más elevados que la calidad requerida. No obstante, es evidente que
el rendimiento correcto del proceso de soldadura depende totalmente
del exacto gobierno de las unidades mecánicas que forman el carrillo
de soldar, el cual debe estar equipado también con elementos
capaces de garantizar la oscilación correcta del soplete y la
correcta alimentación del hilo de soldar. En particular, el
desplazamiento del carrillo no debe estar influido por el diámetro
de la guía ni por la posición del carrillo sobre el perímetro del
tubo. De forma similar, los elementos mecánicos que gobiernan la
alimentación del hilo de soldar deben ejercer una tracción efectiva
sobre el propio hilo para poder acelerar o retardar la alimentación
sin que se produzca ningún deslizamiento entre el hilo y el
dispositivo de tracción. De la misma forma, los elementos que
gobiernan la oscilación del soplete de soldar deben garantizar el
correcto funcionamiento de la propia oscilación, en lo que se
refiere a anchura, frecuencia y estasis.
El objetivo de la presente invención es
esencialmente conseguir estos objetivos y especialmente garantizar
la deposición constante de la pasada de soldadura en el centro del
bisel del empalme con una mínima tolerancia de error, y obtener
otros objetivos perfectamente repetibles respecto a la calidad,
mediante un procedimiento y un equipo automáticos que den unos
resultados impecables gracias a un perfeccionamiento global que de
forma sinérgica y decisiva mejoren el funcionamiento y la fiabilidad
del equipo orbital específico de soldadura.
En particular, el objetivo de la presente
invención es proporcionar al carrillo de soldar unos instrumentos
eficientes adecuados para leer los parámetros eléctricos, para
perfeccionar el sistema que gobierna el guiado y la oscilación del
soplete de soldar, permitiendo que el soplete de soldar deposite
constantemente el material de soldadura en el centro del bisel del
empalme, evitando de esta forma la aparición de cualquier tipo de
defectos.
La presente invención consigue éste y otros
objetivos que se pondrán más claramente de manifiesto en la
siguiente descripción detallada, mediante un procedimiento que
constantemente da los valores de los parámetros eléctricos relativos
a la tensión, la intensidad de corriente y la impedancia del arco
voltaico durante el desplazamiento continuo del soplete de soldar
oscilante de hilo continuo; compara los valores de los parámetros
eléctricos indicados con unos valores patrón fijados y
predeterminados en una unidad de mando para determinar las
desviaciones respecto a estos valores; gobierna la variación de los
movimientos del soplete de soldar, activando cada vez que la
desviación sobrepase unos límites predeterminados y memorizados,
una fuente de accionamiento que dirige el soplete de forma que el
cordón de soldadura se deposite en el centro de la garganta del
apropiado bisel del empalme de los extremos enfrentados de los tubos
a soldar, y situando el cordón de soldadura sobre el eje del bisel
del empalme; permite la utilización de una atmósfera protectora de
un gas activo, tal como dióxido de carbón; lleva a cabo la
soldadura de tubos extremadamente gruesos con ángulos de pared muy
reducidos que en la mayor parte de casos tienden a cero.
El procedimiento de la presente invención permite
también la deposición constante del cordón de soldadura en el
centro del bisel del empalme, evitando de esta forma la formación
de la ``falta de fusión lateral''. Además el procedimiento de la
presente invención permite la unión de tubos coaxiales con ángulos
de pared variables entre 0º y 12º y en consecuencia con un reducido
ángulo de bisel.
El procedimiento de la presente invención
consiste en su forma de realización en un aparato que comprende una
unidad de mando basada en un microprocesador en el cual han sido
introducidos los valores patrón de los parámetros eléctricos
relativos a la tensión, a la intensidad de corriente y a la
impedancia del grupo operativo de soldadura mediante un teclado de
mando, junto con los valores límite de las tolerancias aceptables de
desviación respecto al centro del bisel del empalme del cordón de
soldadura depositado que se consideran que no son perjudiciales
para la soldadura en curso de formación; estos valores son
procesados en el centro de cálculo del microprocesador para la
observación informatizada de las características óptimas de
referencia para el proceso de soldadura y a continuación se
transmiten al microprocesador los impulsos eléctricos de los
parámetros de tensión e intensidad de corriente y el valor de la
impedancia, adecuadamente amplificados, generados por el arco
voltaico para proporcionar los valores reales del proceso de
soldadura; estos valores reales son comparados, en el comparador
eléctrico del microprocesador, con los valores patrón antes
mencionados con el fin de generar en sucesión continua diversas
señales de mando que activan y dirigen la fuente de accionamiento
que gobierna los desplazamientos de las variaciones de posición del
soplete oscilante de soldar con hilo continuo, de manera que el
cordón de material de soldadura sea depositado de forma continua en
el centro del bisel del empalme, con una tolerancia de
desplazamiento lateral no superior a dos décimas de milímetro como
valor límite aceptable de desplazamiento para una soldadura de alta
calidad sin defectos de ``falta de fusión lateral''
Según una forma de realización, el aparato para
efectuar el procedimiento de la presente invención presenta, por lo
menos en la soldadura de dos tubos coaxiales, un dispositivo de
soporte para el soplete de arco voltaico de soldar.
Haciendo referencia a lo anteriormente
especificado, las tablas adjuntas ilustran una forma de realización
preferencial que no es limitativa o restrictiva respecto a la
posición recíproca de los componentes y en consecuencia a las
simplificaciones que pueden derivarse de la misma; esta forma de
realización está descrita a continuación junto con el procedimiento,
haciendo referencia a las siguientes figuras:
- la figura 1 ilustra de forma esquemática una
vista lateral superior del aparato de la invención, el cual aparece
en su posición operativa por encima de las tuberías a soldar;
- la figura 2 ilustra el diagrama de bloques del
circuito de funcionamiento del alineador automático del bisel del
empalme para la soldadura a tope de tubos sustancialmente
coaxiales.
En las figuras, a efectos de mayor simplicidad,
las partes que se corresponden tienen números de referencia
idénticos. Los dispositivos, elementos y mecanismos que trabajan en
coordinación recíproca con el aparato que realiza el procedimiento
de la presente invención, no están ilustrados y su funcionamiento
no está descrito ya que son conocidos y no tienen relación con la
forma de realización de la invención en cuestión.
En la figura 1, los números 2 y 4 indican
generalmente los tubos a soldar, 6 es la guía dispuesta y fijada
como un elemento único sobre el tubo 2 que ha de ser soldado a tope
al tubo 4 y esta guía 6 está situada correspondiéndose con el bisel
del empalme 13 y cerca del mismo, y el número 5 indica un par de
rodillos de forma adecuada que con un movimiento orbital empujan y
guían todo el aparato 10 que realiza el proceso de soldadura,
empleando cordones de material de soldadura 3 sustancialmente
depositados en el centro del bisel del empalme 13. El aparato de
soldar 10 gira en ambos sentidos sobre la circunferencia de la
tubería, por lo menos en un círculo completo de 360º. Este aparato
10 está provisto preferiblemente de un par de piñones engranados 5
que están fijados y se deslizan sobre la pista 6 cuyos bordes
dentados engranan con estos piñones acoplados 5. Estos últimos se
desplazan por rotación por medio de cualquier cadena cinemática
accionada de modo adecuado por medio de un motor paso a paso u otra
fuente de accionamiento similar, no ilustrada puesto que ya es
conocida.
Según la presente invención, la placa base 7 es
un elemento que fija y soporta los piñones motores 5, el soplete de
soldar por arco voltaico 1, los brazos de soporte de la bobina de
hilo 11 para el hilo de soldar 9 que alimenta de forma continua el
soplete voltaico 1 para generar el cordón de soldadura 3 en el
interior del bisel del empalme 13. Este hilo de soldar 9 se va
desenrollando de la bobina de hilo 11 por medio de un dispositivo de
tracción 14 que lo conduce al tubo de guía 8 para enviarlo a través
del dispositivo de enderezado 12 hasta el soplete voltaico de
soldar 1. La bobina de hilo 11, el dispositivo de tracción 14 y el
dispositivo de enderezado 12 están ilustrados de forma esquemática
ya que su construcción y su funcionamiento son bien conocidos de
los expertos en la materia. El funcionamiento operativo del equipo
que realiza el proceso de la presente invención, puede ser
fácilmente comprendido con la ayuda de la figura que ilustra el
diagrama de bloques del principio de funcionamiento del sistema de
alineación automática del bisel del empalme para la soldadura de
tubos.
Al iniciarse la soldadura a tope de los tubos 2 y
4 que son coaxiales uno respecto al otro, el aparato 10 queda
fijado mediante medios y procedimientos conocidos, sobre la zona
perimetral del tubo con el fin de situar el soplete oscilante 1 de
soldadura con hilo continuo, en el centro del bisel del empalme 13.
Todo ello, como es bien conocido por los expertos en la materia, es
para permitir la soldadura de los tubos depositando varias pasadas
del material de soldadura 3 para obtener una continuidad de material
entre dichos tubos con la formación de una unión soldada sin los
defectos de la ``falta de fusión lateral''. Durante la operación de
soldadura de los tubos 2 y 4, el funcionamiento del alineador
automático del bisel del empalme, probado y reivindicado por el
solicitante de la presente invención, está basado en el innovador
principio de que durante la oscilación operativa del soplete de
soldar 1, cuando el hilo 9 de material de soldadura con el
correspondiente baño fundido se aproxima a las paredes del bisel
del empalme, estas paredes ejercen una influencia directa en los
valores eléctricos relativos a la tensión, la intensidad de
corriente y la impedancia del arco voltaico. En la forma de
realización actual de la soldadura de un bisel de empalme
mecánicamente perfecto, la influencia de las paredes sobre los
parámetros eléctricos antes mencionados es idéntica en ambas
paredes de los tubos 2 y 4 situados uno frente al otro para ser
soldados a tope. Por el contrario, si el soplete voltaico no está
centrado en el interior del espacio del bisel del empalme, la
influencia sobre los valores de los parámetros eléctricos y la
diferencia en los valores entre magnitudes eléctricas homogéneas,
determinará la información en el microprocesador de la unidad de
mando 15 relativa a errores en la posición centrada del soplete 1
dentro del bisel del empalme 13. Más concretamente, al comparar las
magnitudes eléctricas de tensión, intensidad de corriente e
impedancia (V; I; R) relativas al lado derecho con las relativas al
lado izquierdo, en el mismo momento en que el hilo de soldar 9 se
aproxima a las paredes respectivas durante el desplazamiento
continuo del soplete 1, se activan las siguientes situaciones
operativas: en una posición no centrada del soplete 1 en el bisel
del empalme 13, en el lado en el que el hilo de soldar 9 y el
correspondiente baño fundido están más próximos a una pared, se
producirá una disminución de la impedancia del arco voltaico
respecto al lado opuesto. Esta situación operativa en presencia de
un generador con características funcionales decrecientes
``V-1'', genera una reducción del valor de la
tensión y como consecuencia un incremento del valor de la intensidad
de corriente. Mediante el aparato de control de la presente
invención se consigue realizar las correcciones de la posición del
soplete voltaico 1 en el interior del espacio del bisel del empalme
13 en tiempo real y en cada instante, durante el avance orbital del
hilo de soldar 9, el cual a medida que se funde en el baño de
material de soldadura forma el cordón de soldadura 3.
El diagrama de bloques de la Figura 2 ilustra el
sistema de control del procedimiento de alineación automática del
bisel de empalme de la presente invención, procedimiento que
consiste en mostrar en cada instante los valores de los parámetros
eléctricos de la tensión, la intensidad de corriente y la
impedancia del arco voltaico respecto a la pared derecha y a la
pared izquierda, las cuales delimitan el espacio del bisel de
empalme. Estos valores de los parámetros eléctricos que se muestran
en correspondencia con el soplete voltaico 1 van siendo conducidos
de forma continua a través del cable 25 hasta la unidad de mando 15
que los procesa como parámetros de entrada en su microprocesador,
para generar en la salida dos grupos de señales internas de
sincronismo del lado derecho activo y del lado izquierdo activo.
Ambos grupos de señales señalan una parte espacial de la oscilación
y son enviados por separado a los filtros de adquisición
consistentes en dos filtros digitales que pueden ser programados
independientemente, uno para el lado derecho 16 y otro para el lado
izquierdo 18. Ambos filtros 18 y 16 generan en la salida unos
valores de la tensión, la corriente y la impedancia referidos a su
propio lado. La diferencia entre la pared o lado derecho y la pared
o lado izquierdo se calcula en el diferencial 19 como un centro
continuo de cálculo y se utiliza en tiempo real para controlar la
posición del soplete voltaico 1 en el interior del espacio 13 del
bisel del empalme. Si la diferencia registrada permanece en valores
absolutos inferior o igual a una diferencia patrón introducida
previamente respecto a la tolerancia aceptada en la posición
central del hilo de soldar 9 del soplete voltaico 1 en el espacio 13
del bisel del empalme delimitado por la pared derecha y la pared
izquierda de los tubos 2 y 4 situados uno frente a otro. La última
observación de la diferencia definida y aceptada genera unas
señales que son enviadas continuamente al integrador 20 para regular
la posición de la oscilación continua del soplete voltaico 1
durante el proceso de soldadura. Si la oscilación permanece cerca
de la línea orbital central del bisel del empalme, con una
compensación perfecta de los desplazamientos limitados a derecha y
a izquierda, el integrador 20 no generará ninguna señal de mando
del movimiento de centrado a través del amplificador 22. Si la
oscilación, aunque limitada dentro de los valores de tolerancia
indicados, permanece preferentemente en la zona derecha o en la
zona izquierda con respecto a la línea central del bisel del
empalme 13, el integrador 20 activará una señal la cual por medio
del amplificador 22, gobernará el mando del desplazamiento de
centrado del soplete 1, por medio del regulador de centrado 24 y
del accionamiento 23 para programar el tiempo de oscilación del
soplete voltaico 1 alrededor de la línea central del bisel del
empalme y dentro de los límites predeterminados y aceptados de
tolerancia. Si la oscilación del soplete voltaico 1 presenta unos
valores más elevados que los de las tolerancias aceptadas y
predeterminadas con el riesgo de ``falta de fusión lateral'', el
diferenciador 19 muestra unas diferencias peligrosas entre los
valores de los parámetros eléctricos observados entre las paredes
derecha e izquierda y se genera una señal que activa la ``ganancia''
21 para activar una señal de mando por medio del amplificador 22
para el accionamiento 23 del movimiento de centrado, con la
consiguiente regulación del centrado 24 para gobernar y desplazar el
soplete de soldar 1, de manera que el cordón de soldadura 3 se
deposite en el centro de la garganta del bisel de empalme apropiado
formado por los extremos de los tubos 2 y 4 a soldar, situados uno
frente al otro, y por consiguiente el cordón de soldadura 3 queda
superpuesto sobre el eje de simetría del espacio del bisel de
empalme 13.
Esta es una forma de realización preferida. No
obstante, es evidente que son posibles otras formas de realización
las cuales están incluidas en el alcance de la presente
invención.
Pueden variarse las disposiciones de
accionamiento y es también posible añadir o eliminar elementos en el
equipo para coordinar de una forma ventajosa la combinación de las
diversas fases de control y accionamiento del procedimiento para
soldar tubos que tengan diversos espesores y diámetros.
Claims (5)
1. Procedimiento de alineación automática de los
biseles de empalme (13) para la soldadura a tope de tubos (2, 4) que
funciona con movimientos orbitales que permiten depositar pasadas
para la soldadura automática de tubos que preferiblemente tengan un
diámetro medio y grande y con considerables espesores de pared,
comprendiendo para su forma de realización una guía circular fija
(6) que está fijada sobre la tubería y por lo menos un carrillo
automático de alineación (10) que se desplaza a una velocidad
gobernada y controlada sobre la guía que gira alrededor del tubo;
este carrillo de alineación comprende dispositivos de sujeción y de
deslizamiento sobre la guía, unidades de tracción tales como
piñones dentados (5) que engranan en el borde dentado de la propia
guía, por lo menos un soplete oscilante de soldar con hilo continuo
(1) y un dispositivo de alimentación (14) del hilo de soldar del
soplete, y este procedimiento comprende las etapas de:
- -
- mostrar en cada instante los valores de los parámetros eléctricos relativos a la tensión, la intensidad de corriente y la impedancia del arco voltaico, tanto de la pared izquierda como de la pared derecha del bisel del empalme (13), durante el desplazamiento continuo del soplete de soldar oscilante (1) con hilo continuo;
- -
- calcular la diferencia en los valores de los parámetros eléctricos entre la pared derecha y la pared izquierda;
- -
- comparar los valores de las diferencias observadas en cada instante con los valores patrón fijados y predeterminados en el microprocesador de la unidad de mando para determinar de forma continua la desviación de estos valores;
- -
- gobernar la variación de los desplazamientos del soplete de soldar activando una fuente de accionamiento para orientar el soplete voltaico cada vez que la desviación sobrepase un límite predeterminado y memorizado, de forma que el cordón de soldadura se deposite en el centro de la garganta del apropiado bisel de empalme formado por los extremos de los tubos coaxiales a soldar situados uno frente a otro y superponiendo a continuación sustancialmente el cordón de soldadura sobre el eje del bisel del empalme;
- -
- proporcionar una atmósfera protectora de gas de dióxido de carbón activo;
- -
- efectuar la soldadura de los tubos coaxiales, incluso en presencia de espesores considerables, con ángulos desde 0º hasta 12º grados que incluso tienden a cero, lo cual hace que la preparación de los extremos de los tubos resulte muy económica.
2. Procedimiento para la soldadura a tope de
tubos según la reivindicación 1, caracterizado porque
consigue el depósito del cordón de soldadura constantemente y
sustancialmente en el centro del eje del bisel del empalme (13)
evitando de esta forma la formación de los defectos de ``falta de
fusión lateral'' que podrían presentarse en la parte en la que el
cordón de soldadura no estuviera centrado.
3. Aparato para la realización del procedimiento
según la reivindicación 1, que comprende una unidad de mando (15)
basada en un microprocesador en el cual se han introducido valores
patrón mediante un teclado de mando para compararlos con los
valores de las diferencias de los parámetros eléctricos relativos a
la pared derecha y a la pared izquierda del bisel de empalme, junto
con los valores límite de las tolerancias aceptables de desviación
del cordón de soldadura depositado en el centro del bisel del
empalme, que se consideran como no perjudiciales para la soldadura
en formación y estos valores son procesados en el centro de cálculo
del microprocesador para la observación informatizada de las
características óptimas de referencia para el procedimiento de
soldadura; y posteriormente los impulsos eléctricos de los
parámetros de la tensión, la corriente y los valores de la
impedancia de ambas paredes generados por el arco voltaico, son
transmitidos al microprocesador, adecuadamente amplificados para
proporcionar en cada instante los valores de las diferencias
respecto a los parámetros eléctricos actuales relativos a las dos
paredes del bisel de empalme (13) y estos valores diferenciales se
comparan en el comparador eléctrico del microprocesador con los
valores patrón anteriores con el fin de generar en sucesión
continua diversas señales de mando que activan y guían la fuente de
accionamiento que gobierna los desplazamientos de las variaciones de
posición del soplete de soldar oscilante (1) con hilo continuo, de
manera que el cordón de material de soldadura se deposite de forma
continua en el centro de la garganta del bisel del empalme (13) de
las tuberías coaxiales (2, 4) enfrentadas y luego se desplace sobre
el eje del bisel del empalme (13) con una tolerancia en el
desplazamiento lateral no mayor de dos décimas de milímetro como
valor límite aceptable de desplazamiento para una soldadura de alta
calidad sin los defectos de ``falta de fusión lateral''.
4. Aparato para la realización del procedimiento
de soldadura a tope de tubos coaxiales (2, 4) según la
reivindicación 3, caracterizado porque en cada operación de
soldadura con la cual se empalman dos tubos coaxiales con material
de soldadura (3), por lo menos está presente un aparato según la
presente invención.
5. Utilización de un procedimiento según las
reivindicaciones 1 ó 2, para un procedimiento de soldadura equipado
con un aparato que permite la unión de dos tubos coaxiales (2, 4)
de cualquier espesor de pared por medio de la operación de
soldadura, de modo que se consiga una continuidad del material con
una fusión correcta entre los extremos de los tubos del bisel de la
unión (13) sin los defectos de la ``falta de fusión lateral''.
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