ES2268219T3 - Procedimiento de soldadura ultrasonica para soldar componentes metalicos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para soldar un componente metálico con una pared de espesor reducido (4) a un componente metálico más macizo (3), con una herramienta de soldadura (1) tipo rodillo de un aparato de soldadura por ultrasonido, que actúa sobre la pieza de trabajo con una presión de adherencia (P), así como con oscilaciones de alta frecuencia (S), en forma transversal al recorrido del cordón de soldadura (N), caracterizado porque en un primer paso de trabajo se realiza un procedimiento de soldado, en el cual la herramienta de soldadura (1) sólo recorre el componente más macizo (3), y porque después, en un segundo paso de trabajo se realiza en la misma sujeción un segundo procedimiento de soldado, en el cual el componente con pared de menor espesor (4) se une con el componente más macizo (3).

Description

Procedimiento de soldadura ultrasónica para soldar componentes metálicos.

La invención refiere a un procedimiento para soldar componentes metálicos según el preámbulo de la reivindicación 1.

Tales procedimientos de soldadura ultrasónica para soldar componentes metálicos, especialmente de un componente con pared fina a un componente más macizo, son de conocimiento general. En el documento DE 22 10 855 C3 se revela, por ejemplo, un procedimiento para la unión directa de piezas metálicas a una superficie limitadora. Para ello, se someten las piezas metálicas a un tratamiento por fricción con una elevada velocidad relativa entre una herramienta de fricción que rota a una velocidad elevada y la superficie de trabajo. Los impulsos energéticos generados se ubican allí, en el área de ondas ultrasónicas.

El aparato de soldadura por ultrasonido requiere una herramienta de soldadura tipo rodillo, el así llamado sonotrodo. Este dispositivo está ajustado a un excitador, presenta en su perímetro externo -que cumple la función de punto de contacto- una superficie conformada de modo especial, y actúa con una presión de adherencia, así como con oscilaciones de alta frecuencia, sobre la pieza de trabajo en forma transversal al recorrido del cordón de soldadura. En la soldadura por ultrasonido es usual fijar juntos a ambos componentes en un asiento de pieza de trabajo. El componente más macizo conforma allí la base que es recubierta por el componente con pared de menor espesor, de modo que la herramienta de soldadura se desliza por encima. En los puntos de contacto entonces se produce la soldadura debido a la acción de presión y temperatura, aunque se presupone la existencia de una superficie libre de óxido en estas zonas.

Se aplica el procedimiento de soldadura por ultrasonido de este tipo, por ejemplo, para soldar chapas del absorbedor de espesor muy fino, con el registro de tubo de un colector solar. A lo largo de los tubos paralelos -preferentemente fabricados de cobre- del registro de tubos se extienden los cordones de soldaduras en forma de rayas, a través de los cuales simultáneamente se realiza el traspaso de calor de la chapa del absorbedor al tubo asignado. A los efectos de eliminar eventuales capas de óxido, desde siempre se acostumbraba lijar levemente la superficie del registro de tubo en los puntos de contacto en el área del cordón de soldadura, antes de fijarlo en el asiento de la pieza de trabajo. Asimismo, el asiento de la pieza de trabajo, como también, el registro de tubo debía cumplir con requisitos de tolerancia muy elevados, para por ejemplo evitar fallas de soldadura a causa de irregularidades. En el caso de aplicación de los colectores solares, las fallas de soldadura además de las deficiencias ópticas, implicarían una peor transmisión de calor, así como un lugar de pérdida, dado que en algunos modelos de colectores solares, un espacio hermético al gas es limitado por la chapa del absorbedor.

La invención se basa en el objeto de optimizar un procedimiento de soldadura por ultrasonido para soldar componentes metálicos, especialmente de un componente con pared de menor espesor sobre un componente más macizo.

Este objeto se cumple según la invención con las características de la reivindicación 1. De las subreivindicaciones pueden extraerse conformaciones ulteriores ventajosas.

El procedimiento para soldar componentes metálicos está caracterizado porque en un primer paso de trabajo se realiza un procedimiento de soldado, en el que la herramienta de soldadura sólo recorre el componente más macizo. Luego, en un segundo paso de trabajo se realiza en la misma sujeción un segundo procedimiento de soldado, en el cual el componente con pared de menor espesor es unido con el componente más macizo. El procedimiento de soldadura en el primer paso de trabajo puede efectuarse a una mayor velocidad de trabajo que el procedimiento de soldado propiamente dicho, para unir el componente con pared de menor espesor con el componente más macizo, en el segundo paso de trabajo.

Con la conformación según la invención se crea un sencillo procedimiento de soldadura por ultrasonido para soldar componentes metálicos. Mediante el primer paso de trabajo se prepara el punto de contacto en el componente más macizo, de modo que puede prescindirse por completo del lijado habitual de la capa de óxido. Las exigencias que deben cumplir las tolerancias durante el prefabricado del registro de tubos en el caso de colectores solares, como también las del asiento de las piezas de trabajo, son reducidas, dado que las irregularidades que existen eventualmente son compensadas durante el primer procedimiento de soldado, especialmente también a causa de la presión de adherencia. Además, en el segundo paso de trabajo se crea una superficie de contacto definida para la soldadura.

En todos los casos de aplicación, por lo tanto, se evitan errores de soldadura, se mejora la resistencia de los cordones de soldadura, y se asegura una buena transmisión de calor especialmente en el caso de colectores solares. Además se puede reducir aún más el espesor de la chapa del absorbedor, sin poner en riesgo la seguridad del proceso.

En el dibujo se representa un ejemplo de realización de la invención. Se muestra un procedimiento de soldadura por ultrasonido para soldar componentes metálicos, en el ejemplo de un colector solar.

Figura 1: con un primer paso de trabajo para la preparación de un primer componente y

Figura 2: con un segundo paso de trabajo para la unión de dos componentes.

Un aparato de soldadura ultrasónica presenta una herramienta de soldadura tipo rodillo 1 que actúa con una presión de adherencia (P), así como con oscilaciones de alta frecuencia (S) transversalmente al recorrido del cordón de soldadura (N), sobre una pieza de trabajo.

Un componente más macizo 3, en este caso un tubo, es fijado en un asiento para piezas de trabajo 2. Sobre éste debe soldarse un componente con pared de menor espesor 4, aquí una chapa del absorbedor.

En primera instancia, en un primer paso de trabajo según la Figura 1, se efectúa un primer procedimiento de soldado, en el cual la herramienta de soldadura 1 sólo recorre el componente más macizo 3. Recién después, en un segundo paso de trabajo se realiza en la misma sujeción un segundo procedimiento de soldado según la Figura 2, en el cual el componente con pared de menor espesor 4 es unido con el componente más macizo 3.

Claims (2)

1. Procedimiento para soldar un componente metálico con una pared de espesor reducido (4) a un componente metálico más macizo (3), con una herramienta de soldadura (1) tipo rodillo de un aparato de soldadura por ultrasonido, que actúa sobre la pieza de trabajo con una presión de adherencia (P), así como con oscilaciones de alta frecuencia (S), en forma transversal al recorrido del cordón de soldadura (N), caracterizado porque en un primer paso de trabajo se realiza un procedimiento de soldado, en el cual la herramienta de soldadura (1) sólo recorre el componente más macizo (3), y porque después, en un segundo paso de trabajo se realiza en la misma sujeción un segundo procedimiento de soldado, en el cual el componente con pared de menor espesor (4) se une con el componente más macizo (3).

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el procedimiento de soldadura en el primer paso de trabajo se efectúa a mayor velocidad de trabajo que el procedimiento de soldadura para unir el componente con pared de menor espesor (4) con el componente más macizo (3) en el segundo paso de trabajo.