ES2207167T3 - Procedimiento para conectar un primer objeto a un segundo objeto que tiene una estructura parcialmente abierta. - Google Patents
Procedimiento para conectar un primer objeto a un segundo objeto que tiene una estructura parcialmente abierta.Info
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Abstract
Procedimiento para conectar un primer objeto a un segundo objeto a lo largo de una superficie de contacto común, en el que el primer objeto comprende en la ubicación de la superficie de contacto una sección para aplicar un medio de conexión, dicha sección resulta accesible a lo largo de una zona de borde o por medio de al menos una apertura en el segundo objeto, comprendiendo dicho procedimiento las etapas sucesivas de: (i) proporcionar un primer y un segundo objeto, (ii) mantener el primer objeto contra el segundo objeto a lo largo de una superficie común, (iii) fundir y pulverizar partículas de un material adecuado como medio de conexión, y (iv) depositar a lo largo de la zona de borde respectivamente por medio de al menos una apertura las partículas de material en estado fundido sobre el primer objeto y sobre la zona de borde, respectivamente, los bordes de dicha apertura, en una cantidad tal que en estado solidificado las partículas de material depositado formen una conexión entre el primer y el segundo objeto.
Description
Procedimiento para conectar un primer objeto a un
segundo objeto que tiene una estructura parcialmente abierta.
La invención se refiere a un procedimiento para
conectar un primer objeto a un segundo objeto a lo largo de una
superficie de contacto común, en el que el primer objeto comprende
en la ubicación de la superficie de contacto una sección para
aplicar un medio de conexión, cuya sección se encuentra accesible a
lo largo de una zona de borde de al menos una apertura en el
segundo objeto o a través de ella.
Según la técnica anterior, los objetos de metal
soldables que deben conectarse entre sí se sueldan por lo general.
Se muestran ejemplos en los documentos
JP-A-04173133,
US-A-3091846 y
GB-A-2017761. El procedimiento de
soldadura requiere un buen contacto metálico entre los objetos para
la soldadura, que deben someterse cada uno a una temperatura
adecuada para la soldadura, por ejemplo, a 250ºC. Dicho requisito
produce considerables costes energéticos, en especial, en el caso de
objetos de gran tamaño u objetos que se sueldan según un
procedimiento continuo en un horno de cinta transportadora. Durante
la soldadura se usa un material de soldadura que produce un vapor
dañino a dicha temperatura de soldadura con todos los riesgos o
consecuencias adversas asociados para la salud y el medio
ambiente.
Otro inconveniente adicional de la técnica de
soldadura es que se limita intrínsecamente a materiales soldables y
resulta inadecuada para conectar un metal tal como aluminio, por
ejemplo, que constituye un material especialmente adecuado para
numerosas aplicaciones debido a su baja densidad y buena
conductividad térmica.
Otro inconveniente de la técnica de soldadura es
que, como resultado del uso del fundente de soldadura, las
conexiones soldadas son extremadamente susceptibles a la corrosión
galvánica en determinadas condiciones ambientales, por lo que las
conexiones soldadas no resultan lo suficientemente duraderas bajo
determinadas condiciones.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para la conexión duradera de objetos,
en particular, de objetos metálicos, según el cual no resulte
necesario calentar cada uno de los objetos por completo y en el que
no se libere vapor dañino y cuyo uso no se limite a objetos de
materiales soldables.
Se obtienen dichos objetos, así como otras
ventajas, mediante el procedimiento del tipo descrito en el
preámbulo, dicho procedimiento según la presente invención
comprende las sucesivas etapas de:
- (i)
- proporcionar un primer y segundo objeto,
- (ii)
- mantener el primer objeto contra el segundo objeto a lo largo de una superficie común,
- (iii)
- fundir y pulverizar partículas de un material adecuado como medio de conexión, y
- (iv)
- depositar a lo largo de la zona de borde respectivamente a través de al menos una apertura, las partículas de material en estado fundido sobre el primer objeto y sobre la zona de borde respectivamente los bordes de dicha apertura, en cantidad tal que en estado solidificado las partículas de material depositado formen una conexión entre el primer y el segundo objeto.
La fundición y pulverización de partículas es de
por sí conocida como pulverización térmica. La pulverización
térmica es una técnica en la que se aplica una capa de un material,
por lo general, un metal, a un sustrato mediante la fundición del
material y su pulverización en finas gotas en la dirección del
objeto para recubrirlo. La pulverización térmica se usa para
proporcionar un revestimiento a materiales, por ejemplo, para hacer
la superficie de dichos materiales resistente al desgaste y/o
resistente a la corrosión. Sorprendentemente, se ha comprobado en
la actualidad que la técnica de pulverización térmica conocida de
por sí no sólo es adecuada para recubrir un único objeto, sino que
también resulta adecuada para conectar dos objetos.
Las ventajas de la conexión de objetos mediante
la pulverización térmica son numerosas en comparación con la
soldadura.
No resulta necesario someter ambos objetos por
completo a una temperatura de soldadura, lo que se produce un ahorro
considerable de los costes energéticos. Además, en la conexión por
medio de la pulverización térmica la superficie de contacto
efectiva entre los objetos para su conexión es mayor que en el caso
de una conexión por soldadura correspondiente.
Otras reducciones de gastos se realizan porque el
material de conexión requerido para una conexión según la técnica
de pulverización resulta considerablemente más económica que el
material de conexión requerido para una conexión por soldadura
comparable.
Otra ventaja de la técnica de conexión según la
presente invención es la ausencia de vapores dañinos.
Otra ventaja importante es también la posibilidad
de conectar mutuamente objetos de materiales que no son soldables o
son solamente soldables con dificultad, por ejemplo, aluminio.
Las conexiones realizadas según el procedimiento
inventado son resistentes a la corrosión y duraderas, además, con
una selección adecuada del material, presentan óptimas propiedades
de conducción del calor.
Los procedimientos para la fundición y
pulverización de partículas designadas por el término
"pulverización térmica" pueden clasificarse en la pulverización
de un material ya líquido a partir de un crisol, la denominada
pulverización de alambre, en la que se funde un alambre del
material para pulverizar por llama de gas-oxígeno,
un arco eléctrico o un soplete de plasma y se pulveriza a
continuación con aire u otro gas, y la denominada pulverización de
polvo, en la que el material para la pulverización se suministra en
forma de polvo a la llama, arco o soplete y se pulveriza a
continuación.
De conformidad con el modo de aplicar el calor
requerido para fundir el material para pulverizar, los
procedimientos de pulverización térmica pueden subclasificarse en
pulverización por llama con una llama de
gas-oxígeno, pulverización por arco eléctrico,
pulverización por plasma y otros procedimientos de pulverización
térmica.
En una forma de realización ventajosa, el
procedimiento según la invención comprende la pulverización por
arco o plasma en la tercera etapa (iii).
En otra forma de realización ventajosa, la
tercera etapa (iii) comprende pulverización de polvo o de
alambre.
Un material adecuado como medio de conexión es,
por ejemplo, un material que puede pulverizarse con un
procedimiento de pulverización por llama.
El material adecuado como medio de conexión
presenta, por ejemplo, un punto de fundición o un límite máximo de
un intervalo de fundición a una temperatura inferior a 2400ºC,
preferiblemente a una temperatura inferior a 600ºC, más
preferiblemente a una temperatura inferior a 150ºC.
Se ha comprobado que el material adecuado como
medio de conexión en un procedimiento según la presente invención
contiene al menos uno de los siguientes metales: aluminio, cromo,
hierro, níquel, cobre, cinc, molibdeno, paladio, plata, indio,
estaño, antimonio, plomo o una aleación de al menos uno de los
materiales anteriores.
La invención se aplica de forma ventajosa cuando
la sección del primer objeto accesible para el medio de unión es
porosa, en la que los poros presentan dimensiones tales que el
material depositado y solidificado en la cuarta etapa (iv) forma una
conexión mecánica debido a la retención de dicho material en dichos
poros.
La sección porosa se obtiene en la presente, por
ejemplo, mediante la formación de una capa de aleación de un
material adecuado como medio de conexión con una sección del primer
objeto.
En otra forma de realización ventajosa la sección
porosa se obtiene mediante la formación de una capa de recubrimiento
de un material adecuado como medio de conexión sobre una sección
del primer objeto.
Otro procedimiento ventajoso presenta la
característica de que la segunda etapa (ii) se realiza
inmediatamente antes y sincronizadamente con la tercera etapa (iii).
Dicho procedimiento puede aplicarse, por ejemplo, en un
procedimiento continuo, en el que el primer objeto se fija contra
el segundo objeto mediante un cilindro de presión sobre el primer
objeto directamente antes de la ubicación en la que la conexión se
pulveriza térmicamente.
El procedimiento según la invención resulta
especialmente adecuado para conectar objetos de los cuales al menos
el primer objeto o el segundo objeto se fabrica esencialmente de un
metal en la ubicación de la superficie de contacto.
El metal se selecciona, por ejemplo, del grupo
compuesto por aluminio, cromo, hierro, níquel, cobre, molibdeno,
paladio, plata, indio, oro, tungsteno y una aleación de al menos
uno de dichos elementos.
El procedimiento según la invención proporciona
ventajas particulares en la conexión de un objeto tubular, por
ejemplo, un tubo de conducción de líquidos, a una estructura de
soporte de tipo tela, por ejemplo, una tela de metal conductor del
calor, a lo largo de una superficie de contacto común, en la que,
según la invención, en la cuarta etapa (iv) se depositan partículas
de metal sobre el objeto tubular mediante la red en el soporte de
tipo tela.
Por consiguiente, resulta posible fabricar de
forma sencilla y excepcionalmente económica un elemento convector
que pueda, por ejemplo, colocarse en un techo de sistema para el
propósito de calentamiento de espacio. Los gastos de inversión para
una instalación para la fabricación de dicho elemento convector, en
el que el tubo de conducción de líquidos se conecte a la estructura
de soporte mediante pulverización térmica según la invención, son
considerablemente inferiores a los correspondientes a una
instalación por
soldadura.
soldadura.
Los gastos de procedimiento, por ejemplo, los
gastos del material de conexión y los gastos de gas y electricidad,
son considerablemente inferiores en el caso de conexión mediante
pulverización térmica que cuando una conexión similar se realiza
mediante soldadura, mientras que en la pulverización térmica no se
liberan vapores dañinos con impacto medioambiental y la conexión
resultante es resistente a la corrosión y, por tanto, duradera.
La invención también se refiere a un elemento
convector que comprende una tela de metal conductor del calor y al
menos un tubo de conducción de líquidos conectado a la misma, que
se obtiene con el procedimiento según la presente invención.
La presente invención se aclarará en lo sucesivo
con referencia a los dibujos adjuntos.
En los dibujos:
la Fig. 1a es una vista en perspectiva
seccionada de una sección de un elemento convector según la técnica
anterior, mostrado en una posición en la que el tubo de conducción
de líquidos se sitúa sobre la parte superior de la tela de
metal,
la Fig. 1b muestra en una vista en perspectiva
un detalle de la parte inferior del elemento de la Fig. 1a,
la Fig. 2a es una vista en perspectiva
seccionada de una sección de un elemento convector fabricado según
el procedimiento inventado, mostrado en una posición en la que el
tubo de conducción de líquidos se sitúa en la parte inferior de la
tela de metal, y
la Fig. 2b es una vista en perspectiva de un
detalle del elemento de la Fig. 2a, mostrado en la posición
correspondiente.
Los componentes correspondientes en los dibujos
se designan con los mismos números de referencia.
La Fig. 1a muestra una sección de un elemento
convector 1, por ejemplo, destinado para colocarlo en un techo, en
el que los tubos de conducción de líquidos de cobre 3 están
soldados contra una tela de cobre 2 ("material expandido de
cobre") de conformidad con una técnica de soldadura conocida.
Antes de soldar los tubos 3 se fijan contra una tela de cobre 2
mediante alambres de metal 4.
La Fig. 1b muestra un detalle de la Fig. 1a desde
la parte inferior en la ubicación de un tubo de conducción 3. En la
ubicación de la superficie de contacto entre la tela 2 y los tubos
3 el material de soldadura (no visible en el dibujo) se coloca en
una cantidad tal que las redes 5 en la tela 2 se abren sobre la
superficie entera de la tela y los tubos de conducción 3 se
encuentran visibles en toda su longitud a través de la tela 2.
La Fig. 2a muestra una sección de un elemento
convector 6 montado a partir de tela de cobre 2, contra el que se
colocan tubos de conducción 3 con un procedimiento de conexión
según la invención mediante la pulverización térmica de material de
conexión a través de redes 5 en tela 2 en la ubicación de los tubos
3 en la dirección de las flechas 7. El dibujo también muestra
alambres de fijación 4 que se usan para fijar tubos 3 contra la
tela 2 antes y durante la pulverización térmica. Al contrario que la
soldadura, resulta relativamente simple en el caso de la
pulverización térmica en un procedimiento continuo fijar los tubos
contra la tela de forma alternativa, por ejemplo, al aplicar un
cilindro de presión directamente antes de la ubicación en la que se
pulveriza térmicamente la conexión.
La Fig. 2b muestra un detalle del elemento 6 de
la Fig. 2a en la ubicación de un tubo de conducción 3, que no
resulta visible como tal pero la ubicación del mismo se marca
mediante una banda 8 de material de conexión pulverizado
térmicamente que rellena completamente las redes 5 en la ubicación
de dicho tubo.
Claims (16)
1. Procedimiento para conectar un primer objeto a
un segundo objeto a lo largo de una superficie de contacto común,
en el que el primer objeto comprende en la ubicación de la
superficie de contacto una sección para aplicar un medio de
conexión, dicha sección resulta accesible a lo largo de una zona de
borde o por medio de al menos una apertura en el segundo objeto,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas sucesivas de:
- (i)
- proporcionar un primer y un segundo objeto,
- (ii)
- mantener el primer objeto contra el segundo objeto a lo largo de una superficie común,
- (iii)
- fundir y pulverizar partículas de un material adecuado como medio de conexión, y
- (iv)
- depositar a lo largo de la zona de borde respectivamente por medio de al menos una apertura las partículas de material en estado fundido sobre el primer objeto y sobre la zona de borde, respectivamente, los bordes de dicha apertura, en una cantidad tal que en estado solidificado las partículas de material depositado formen una conexión entre el primer y el segundo objeto.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la tercera etapa (iii) comprende una
pulverización por arco o por plasma.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la tercera etapa (iii) comprende
pulverización de polvo o de alambre.
4. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
material adecuado como medio de conexión presenta un punto de fusión
o un límite máximo de un intervalo de fusión de una temperatura
inferior a 2400ºC.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el punto de fusión o límite máximo del
intervalo de fusión se produce a una temperatura inferior a
600ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el punto de fusión o límite máximo del
intervalo de fusión se produce a una temperatura inferior a
150ºC.
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque
el material adecuado como medio de conexión contiene al menos uno de
los metales: aluminio, cromo, hierro, níquel, cobre, cinc,
molibdeno, paladio, plata, indio, estaño, antimonio, plomo o una
aleación de al menos uno de dichos materiales.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
sección del primer objeto accesible para el medio de conexión es
poroso, en el que los poros presentan dimensiones tales que el
material depositado y solidificado en la cuarta etapa (iv) forma
una conexión metálica a través de la unión de dicho material con
dichos poros.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la sección porosa se obtiene mediante
la formación de una capa de aleación de un material adecuado como
medio de conexión con una sección del primer objeto.
10. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la sección porosa se obtiene mediante
la formación de una capa de revestimiento de un material adecuado
como medio de conexión sobre una sección del primer objeto.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda
etapa (ii) se realiza inmediatamente antes y simultáneamente con la
tercera etapa (iii).
12. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el primer objeto en la
posición de la superficie de contacto se fabrica principalmente a
partir de un metal.
13. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el segundo objeto en la
posición de la superficie de contacto se fabrica principalmente a
partir de un metal.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, caracterizado porque el metal se selecciona del grupo
compuesto por: aluminio, cromo, hierro, níquel, cobre, molibdeno,
paladio, plata, indio, oro, tungsteno y una aleación de al menos uno
de dichos metales.
15. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes para conectar un objeto tubular, por
ejemplo, un tubo de conducción de líquidos, a una estructura de
soporte similar a una tela, por ejemplo, una tela de metal
conductor del calor, a lo largo de una superficie común,
caracterizado porque en la cuarta etapa (iv) las partículas
de metal se depositan sobre el objeto tubular por medio de la red en
el soporte similar a la tela.
16. Elemento convector (6) que comprende una tela
de metal conductor del calor (2) y al menos un tubo de conducción
de líquidos (3) conectado al mismo, caracterizado porque una
banda (8) de un material de conexión pulverizado térmicamente que
rellena completamente las redes de la tela (2) en la posición del
tubo (3).
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