ES2342020T3 - Procedimiento para soldar una pieza. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la soldadura de una pieza (16) con un soplete (10) con un hilo de soldadura (13) que se va fundiendo, que durante un proceso de soldadura, durante el cual se forma un arco eléctrico (15) entre el hilo de soldadura (13) y la pieza (16), se desplaza mediante un aparato de avance del hilo (11) esencialmente en sentido hacia la pieza (16), iniciándose y llevándose a cabo un proceso para eliminar la escoria (42) al final del hilo de soldadura, caracterizado porque al iniciarse el proceso de eliminación de la escoria se reduce la corriente de soldadura (I) a un valor mínimo, y durante el proceso de eliminación de la escoria el soplete (10) no realiza ningún movimiento y el hilo de soldadura (13) se desplaza con un movimiento rápido recurrente de avance/retroceso de forma cíclica a lo largo de un recorrido predeterminado en sentido hacia la pieza (16) y en un recorrido menor nuevamente desde la pieza (16) separándose de ésta, de modo que predomina el transporte del hilo de soldadura (13) hacia la pieza (16), hasta que un sistema de supervisión de cortocircuito reconozca el establecimiento de un cortocircuito entre el hilo de soldadura (13) y la pieza (16), con lo cual termina el proceso de eliminación de la escoria.

Description

Procedimiento para soldar una pieza.

La invención se refiere a un procedimiento para soldar una pieza conforme al preámbulo de la reivindicación 1, con un soplete con un hilo de soldadura que se va fundiendo, que durante un proceso de soldadura, durante el cual se forma un arco eléctrico entre el hilo de soldadura y la pieza, se desplaza mediante un aparato de avance del hilo esencialmente en sentido hacia la pieza, iniciándose y llevándose a cabo un proceso para eliminar la escoria formada al final del hilo de soldadura.

Los procedimientos de soldadura que incluyen procesos para eliminar la escoria ya se conocen por el estado de la técnica. Por ejemplo el documento JP 4143074 A muestra un procedimiento en el cual se elimina la escoria mediante un frotamiento del hilo de soldadura contra la pieza. Esto sin embargo requiere que se lleve a cabo un movimiento de todo el brazo del robot en el cual va fijado el soplete. Además existe el riesgo de que el hilo de soldadura se pliegue debido a la acción mecánica.

En el procedimiento conforme al documento JP 5245637 A se oprime el hilo de soldadura con una determinada presión contra la superficie de la pieza cuando surgen problemas de cebado, y de este modo se elimina la escoria. También aquí pueden llegar a producirse daños para el hilo de soldadura.

El documento JP 2000-153358 A describe un procedimiento de cebado en el que se desplaza el soplete con el hilo de soldadura en sentido hacia la pieza hasta que el hilo de soldadura toque la pieza. Si la tensión de contacto no baja hacia cero, esto indica la presencia de escoria, con lo cual se desplaza nuevamente el soplete hacia la posición de partida y nuevamente se mueve en sentido hacia la pieza.

El objetivo de la invención consiste en crear un procedimiento de soldadura que no se vea perjudicado por una escoria adherida eventualmente en el extremo del hilo de soldadura que establece el contacto, y que asegure el cebado seguro del arco eléctrico.

El objetivo de la invención se resuelve por el hecho de que al comienzo del proceso de eliminación de la escoria se reduce al mínimo la corriente de soldadura, y que durante el proceso de eliminación de la escoria el soplete no realiza ningún movimiento, y el hilo de soldadura se desplaza cíclicamente con un movimiento rápido y repetitivo de avance/retroceso un determinado recorrido especificado, en sentido hacia la pieza y un recorrido menor retirándose nuevamente de la pieza, de modo que predomina el avance del hilo de soldadura hacia la pieza, hasta que un dispositivo de vigilancia de cortocircuitos detecte un cortocircuito entre hilo de soldadura y la pieza, con lo cual se termina el proceso de eliminación de la escoria. Mediante el procedimiento conforme a la invención no hay que interrumpir el proceso de soldadura debido a una eventual escoria adherida en el extremo de contacto del hilo de soldadura, que impida el cebado del arco eléctrico. Mediante el proceso de eliminación de la escoria se asegura que el arco se puede cebar con seguridad para el siguiente proceso de soldadura, esencialmente sin que haya un retardo en el tiempo. El proceso de eliminación de la escoria se puede implantar de forma relativamente sencilla en un equipo de soldadura adecuado ya que para reconocer el cortocircuito se puede emplear un dispositivo de vigilancia de cortocircuitos de por sí conocido. Gracias a la medida de reducir la corriente de soldadura al mínimo al comienzo del proceso de eliminación de la escoria se impide que durante este tiempo se cebe el arco eléctrico, mientras que sin embargo sí se detecta un cortocircuito.

El proceso de eliminación de la escoria puede realizarse durante un intervalo de tiempo al comienzo de un procedimiento de cebado, durante un intervalo de tiempo durante el procedimiento de cebado o también durante un intervalo de tiempo antes de un procedimiento de cebado.

Después de retirar la escoria del hilo de soldadura se ceba el arco eléctrico preferentemente por medio de un procedimiento de cebado denominado SFI (spatter free ignition = encendido sin salpicaduras), en el que se aplica una corriente de soldadura débil al hilo de soldadura y se le desplaza en sentido hacia la pieza hasta hacer contacto con la pieza, hacia delante y hacia atrás, donde después de producirse un cortocircuito se invierte el sentido de avance del hilo y se retira el hilo de soldadura de modo continuo de la pieza, de modo que al retirar el hilo de soldadura se ceba el arco eléctrico. Eventualmente se vuelve a desplazar el hilo de soldadura hasta una distancia previamente definida respecto a la pieza. Antes del procedimiento de cebado SFI se lleva a cabo por lo tanto el proceso de eliminación de la escoria, donde la eliminación de la escoria tiene lugar automáticamente hasta que se detecte el cortocircuito. El procedimiento de cebado del arco eléctrico ajustado al respectivo proceso de soldadura no se ve influenciado negativamente por el proceso de eliminación de la escoria. Durante el proceso de eliminación de la escoria el hilo de soldadura se desplaza esencialmente en sentido hacia la pieza, con lo cual aumenta la fuerza de incidencia del hilo de soldadura sobre la pieza y por lo tanto se acelera la eliminación de la escoria.

También es ventajoso si se vigila la corriente del motor del aparato de avance del hilo y se determina por lo menos el primer contacto entre el hilo de soldadura y la pieza. De este modo se puede evitar que se deforme la pieza debido a la fuerza de avance del hilo de soldadura, aún si antes de la supervisión del cortocircuito no se había detectado ningún cortocircuito y por lo tanto todavía no había concluido el proceso de eliminación de la escoria.

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El contacto entre del hilo de soldadura se determina de forma ventajosa mediante el rebasamiento de un valor límite predeterminado de la corriente del motor, durante un período de tiempo definido.

El movimiento cíclico de avance y retroceso del hilo de soldadura que se repite rápidamente, para el fin de eliminar la escoria se lleva a cabo preferentemente con una frecuencia regulable entre 50 Hz y 150 Hz. Debido a esta frecuencia relativamente alta se consigue que el proceso de soldadura no se prolongue de forma importante por la duración del proceso de eliminación de la escoria.

De acuerdo con otra característica de la invención está previsto que el movimiento cíclico de avance y retroceso de hilo de soldadura que se repite rápidamente para eliminar la escoria se realice con una frecuencia que corresponda a la frecuencia de movimiento del hilo de soldadura durante el proceso de soldadura que está ajustado.

También es ventajoso que al final del proceso de eliminación de la escoria se aumente la corriente de soldadura hasta un valor necesario para el siguiente proceso de cebado, con lo cual resulta posible que inmediatamente después de terminar el proceso de eliminación de la escoria pueda efectuarse el cebado del arco eléctrico.

Gracias a la medida de que el proceso de eliminación de la escoria se termine al cabo de un tiempo que se haya ajustado, se puede evitar una pérdida de tiempo innecesaria si la escoria no se desprende en el extremo del hilo de soldadura que ha de establecer el contacto, a causa del proceso de eliminación de la escoria.

El tiempo ajustado comienza preferentemente cuando el hilo de soldadura establece el primer contacto con la pieza, sin que se reconozca un cortocircuito.

La presente invención se explica con mayor detalle sirviéndose de los dibujos esquemáticos adjuntos. Éstos muestran:

Fig. 1 una representación esquemática de una máquina de soldadura o un equipo de soldadura;

Fig. 2 el extremo de un hilo de soldadura que ha de establecer contacto, con una escoria adherida, en representación esquemática;

Fig. 3 esquemáticamente la variación en el tiempo de la tensión de soldadura, de la intensidad de corriente de soldadura así como un diagrama de movimiento correspondiente al hilo de soldadura durante un ejemplo de un proceso de soldadura con el procedimiento conforme a la invención.

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Como introducción hay que señalar que las partes iguales del ejemplo de realización están dotadas de referencias iguales.

En la Fig. 1 está representado un equipo de soldadura 1 o una instalación de soldadura para los más diversos procesos o procedimientos, tal como por ejemplo soldadura MIG/MAG o WIG/TIG o procedimiento de soldadura mediante electrodos, procedimiento de soldadura de doble hilo/tándem, procedimiento de soldadura por plasma o de soldadura blanda, etc.

El equipo de soldadura comprende una fuente de alimentación 2 con una sección de potencia 3, un dispositivo de control 4 y un elemento de conmutación correspondiente a la sección de potencia 3 ó al dispositivo de control 4. El elemento de conmutación o el dispositivo de control 4 están en comunicación con una válvula de control 6 que está situada en una conducción de alimentación 7 para un gas de protección 8, tal como por ejemplo CO_{2}, helio o argón y similares, entre un acumulador de gas 9 y un soplete 10 ó un quemador.

Por medio del dispositivo de control 4 se puede controlar además el equipo de avance del hilo 11, que es usual para la soldadura MIG/MAG, donde a través de un conducto de alimentación 12 se alimenta un material de aportación o hilo de soldadura 13 desde un rollo de hilo 14 a la zona del soplete 10. El equipo de avance del hilo 11 naturalmente puede estar integrado también en el equipo de soldadura 1, en particular en la carcasa base, y no estar realizado como equipo adicional tal como está represando en la Fig. 1.

También existe la posibilidad de que el equipo de avance del hilo 11 alimente el hilo de soldadura 13 al punto de proceso fuera del soplete 10, en cuyo caso en el soplete 10 está situado preferentemente un electrodo no fusible, tal como es usual para la soldadura WIG/TIG.

La corriente para establecer un arco eléctrico 15 entre el electrodo no fusible o el hilo de soldadura 13 o una pieza 16 se alimenta a través de un cable de soldadura 17 desde la sección de potencia 3 de la fuente de alimentación 2 al soplete 10, en particular al electrodo, donde las piezas 16 que se trata de soldar están también unidas a través de otro cable de soldadura 18 con el equipo de soldadura 1, en particular con la fuente de alimentación 2, y de este modo se puede establecer a través del arco eléctrico 15 o el chorro de plasma que se forma un circuito de corriente para un proceso.

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Para refrigerar el soplete 10 puede estar unido el soplete 10 a través de un circuito de refrigeración 19 e intercalando un controlador de caudal 20, con un depósito de fluido, en particular un depósito de agua 21, con lo cual al poner en servicio el soplete 10 se puede poner en funcionamiento una bomba de fluido empleada para el fluido dispuesto en el depósito de agua 21, provocando de este modo el enfriamiento del soplete 10.

El equipo de soldadura 1 presenta además un dispositivo de introducción y/o salida de datos 22 a través del cual se pueden ajustar o recuperar los más diversos parámetros de soldadura, regímenes de funcionamiento o programas de soldadura del equipo de soldadura 1. Los parámetros de soldadura, regímenes de funcionamiento o programas de soldadura ajustados a través del dispositivo de entrada y/o salida de datos 22 se retransmiten al dispositivo de control 4, y desde éste se controlan a continuación los distintos componentes del equipo de soldadura 1 ó se especifican los correspondientes valores de consigna para la regulación o control.

En el ejemplo de realización representado, el soplete 10 está además unido al equipo de soldadura 1 a través de un paquete de mangueras 23. En el paquete de mangueras 23 están dispuestas las diferentes conducciones del equipo de soldadura 1 al soplete 10. El paquete de mangueras 23 se une con el soplete 10 por medio de un dispositivo de acoplamiento 24, mientras que las distintas conducciones del paquete de mangueras 23 están unidas con los diferentes contactos del equipo de soldadura 1, a través de unas tomas de conducción o conexiones enchufables. Con el fin de asegurar la correspondiente descarga de tracción del paquete de mangueras 23, el paquete de mangueras 23 está unido a una carcasa 26 a través de un dispositivo de descarga de tracción 25, en particular con la carcasa base del equipo de soldadura 1. Para establecer la unión con el equipo de soldadura 1 se puede utilizar naturalmente también el dispositivo de acoplamiento 24.

Para los diferentes procedimientos de soldadura o equipos de soldadura 1, tal como por ejemplo equipos WIG o equipos MIG/MAG o equipos de plasma, no se tienen que emplear o utilizar todos los componentes antes citados. Por ejemplo existe la posibilidad de realizar el soplete 10 como soplete 10 refrigerado por aire.

Con el equipo de soldadura 1 descrito se puede llevar a cabo ahora un proceso de soldadura, por ejemplo un proceso de soldadura de transferencia de metal en frío, denominado en lo sucesivo proceso CMT (Cold Metal Transfer). Un proceso de soldadura se inicia siempre con el cebado del arco eléctrico 15, pudiendo efectuarse el cebado por ejemplo mediante un cebado de contacto o un cebado de alta frecuencia. El procedimiento de cebado se realiza para cebar el arco eléctrico 15 por ejemplo por medio del procedimiento conocido por el estado de la técnica como Lift-Arc (separación del arco) o con el procedimiento de cebado SF (spatter free ignition). Para ello se hace avanzar de modo continuo el hilo de soldadura 13 con una corriente de soldadura reducida hasta hacer contacto con la pieza 16, donde después de que aparezca un cortocircuito se invierte el sentido de avance del hilo y se retira el hilo de soldadura 13 de modo continuo alejándolo de la pieza 16, de modo que al levantar el hilo de soldadura 13 se ceba el arco eléctrico 15 y eventualmente se hace retroceder el hilo de soldadura 13 hasta una distancia previamente definida respecto a la pieza 16. De este modo se realiza la formación del arco eléctrico 15, con lo cual se puede iniciar ahora el proceso de soldadura propiamente dicho.

En el cebado por contacto que se acaba de describir es esencial que el hilo de soldadura 13 eléctricamente conductor haga efectivamente contacto con la pieza 16. Esto lo reconoce el dispositivo de control 4 por medio de una detección de cortocircuito conocida por el estado de la técnica, y a continuación cambia el sentido de transporte del hilo de soldadura 13.

Pero si en el extremo del hilo de soldadura que ha de establecer el contacto se encuentra escoria 42, que no es conductora o sólo es mala conductora eléctrica, tal como está representado en la Fig. 2, éste hace el primer contacto con la pieza 16, con lo cual no se puede llegar a producir un contacto eléctrico, y por lo tanto no se puede cebar el arco eléctrico 15. Una pequeña cantidad de escoria 42, por ejemplo en forma de una bola o una caperuza, en el extremo del hilo de soldadura 13 que se trata de contactar, ya impide con frecuencia que se establezca el contacto eléctrico y por lo tanto se realiza el cebado. Los procedimientos conocidos para cebar convenientemente el arco eléctrico 15, tales como la formación de una sección de cebado lo más reducida posible del hilo de soldadura 13 al final de un proceso de soldadura, no pueden eliminar este problema.

El motivo es que al terminar un proceso de soldadura, se retira el hilo de soldadura 13 de un baño fundido 43, con lo cual una parte de la escoria 42 que se encuentra en la superficie del baño fundido 43 queda adherida en el extremo del hilo de soldadura 13. También se puede formar escoria 42 en el extremo del hilo de soldadura 13 si al final del contacto de soldadura se solidifica el extremo líquido del hilo de soldadura 13. Esto sucede con frecuencia cuando se suelda acero o aleaciones de acero. De este modo la escoria 42 impide o dificulta durante el comienzo del procedimiento de soldadura el cebado del arco eléctrico 15, ya que no llega a producirse ningún paso de corriente del hilo de soldadura 13 a la pieza 16. Por este motivo el dispositivo de supervisión de cortocircuitos no detecta tampoco ningún cortocircuito, y el hilo de soldadura 13 se sigue transportando avanzando en sentido hacia la pieza 16, con lo cual eventualmente la pieza 16 queda dañada o incluso deformada. Esto se puede evitar por ejemplo mediante la supervisión de la corriente del motor del equipo de avance del hilo 11, al detener el avance del hilo de soldadura 13 si la corriente del motor rebasa un valor límite predeterminado durante un cierto período de tiempo. Esto es posible ya que la fuerza de avance y la corriente del motor son proporcionales entre sí.

Para que se pueda efectuar ahora un nuevo cebado del arco eléctrico 15 es preciso eliminar de forma manual o automática el extremo del hilo de soldadura que ha de establecer el contacto, y con ello la escoria adherida que no es eléctricamente conductora, o bien hay que cortar el extremo del hilo.

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Otra posibilidad sería modificar el ángulo de incidencia del hilo de soldadura 13 sobre la pieza 16, con lo cual el hilo de soldadura 13 conductor haría eventualmente contacto con la pieza 16 en la zona del borde de la escoria 42, en cuyo caso se reconoce un cortocircuito y mediante la inversión del sentido de avance del hilo de soldadura 13 se ceba el arco eléctrico 15. Sin embargo la complejidad necesaria para la programación del robot que conduce el soplete 10, es muy elevada.

De acuerdo con la invención se ha previsto ahora que la escoria 42 situada en el extremo del hilo de soldadura 13 se elimine mediante el correspondiente movimiento del hilo de soldadura 13. Para ello se transporta el hilo de soldadura 13 de forma cíclica y a gran velocidad durante un cierto recorrido hacia adelante y un recorrido menor hacia atrás. De ahí resulta un contacto repetido a modo de impulsos, del extremo del hilo de soldadura 13 al que está adherida la escoria 42, con la pieza 16, con lo cual se desprende la escoria 42 del extremo del hilo de soldadura 13 debido al efecto de fuerza al incidir el hilo de soldadura 13 sobre la pieza 16.

En la Fig. 3 está representado esquemáticamente el procedimiento conforme a la invención para retirar la escoria 42 del extremo del hilo de soldadura 13 durante un proceso de soldadura CMT, mediante los diagramas 27 a 30 que muestran la variación en el tiempo de la tensión de soldadura U, de la intensidad de corriente de soldadura I, de la velocidad de avance del hilo y de los movimientos o posiciones del extremo del hilo de soldadura 13 con relación a la pieza 16.

En el procedimiento de soldadura representado para el control y/o la regulación del equipo de soldadura o de la fuente de corriente de soldadura se emplea un electrodo de fusión o un hilo de soldadura 13. La fusión de la pieza 16 y del hilo de soldadura 13 tiene lugar a través de la columna ionizada o el arco eléctrico 15 que se forma entre el hilo de soldadura 13 y el polo eléctrico opuesto en la pieza 18, es decir se ceba. Esto tiene lugar en una fase de cebado 31 en la que se lleva a cabo el procedimiento de cebado, por ejemplo el cebado SFI. La fase de cebado 31 se inicia por ejemplo de modo en el soplete 10 el usuario pulsa una tecla, o bien esto se realiza de forma automatizada.

Con el fin de evitar que debido a la escoria 42 adherida al hilo de soldadura 13 eventualmente no se llegue a cebar el arco eléctrico 15, el proceso de eliminación de la escoria conforme a la invención tiene lugar en un intervalo de tiempo 47 del procedimiento de cebado, al comienzo de la fase de cebado 31.

Para ello no se transporta el hilo de soldadura 13 de forma continua hacia la pieza 16 con el proceso de eliminación de escoria sino que se desplaza hacia adelante con una determinada frecuencia, es decir hacia la pieza 16, y se vuelve a retirar, es decir alejándolo de la pieza 16. Para ello el hilo de soldadura se transporta hacia adelante con alta velocidad durante un determinado recorrido, y un recorrido menor que el de avance, se transporta nuevamente hacia atrás, de modo que predomina el transporte del hilo de soldadura 13 hacia la pieza 16. La frecuencia mediante la cual se lleva a cabo el movimiento de avance - retroceso del hilo de soldadura 13 se encuentra preferentemente entre 50 Hz y 150 Hz. Naturalmente existe también la posibilidad de emplear para el proceso de eliminación de la escoria unas frecuencias más bajas o más altas. En principio hay que tener en cuenta que con la frecuencia se define la duración del proceso de eliminación de la escoria. Por ese motivo tienen especial importancia las frecuencias más altas ya que con ellas se acorta de modo esencial la duración.

Por lo tanto se transporta el hilo de soldadura 13 con un movimiento rápido de avance/retroceso repetitivo, por ejemplo con una frecuencia ajustada de 75 Hz, hasta establecer el contacto con la pieza 16.

Por lo tanto la escoria 42 adherida al hilo de soldadura 13 hace contacto con la pieza 16 tal como se puede ver del momento 44. Debido a la escoria 42 que no es eléctricamente conductora, el dispositivo de control 4 o el dispositivo de vigilancia de cortocircuitos no detecta en este momento 44 ningún cortocircuito, y el hilo de soldadura 13 se sigue moviendo de forma repetitiva hacia adelante y hacia atrás, de acuerdo con la frecuencia ajustada de 75 Hz. De ahí resulta que el hilo de soldadura 13 que se transporta con la correspondiente fuerza de transporte incide de forma repetida con una cierta fuerza de incidencia sobre la pieza 16. Por último se desprende la escoria 42 del extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto, tal como está representado en el momento 45, y el dispositivo de control 4 puede detectar un cortocircuito, tal como está representado en el momento 46, dando por terminado el proceso de eliminación de la escoria.

Por lo tanto se produce un paso de corriente del hilo de soldadura 13 a la pieza 16, con lo cual se inicia el cebado del arco eléctrico 15 para el subsiguiente proceso de soldadura, o se continúa el proceso de cebado. Mediante la continuación del proceso de cebado se lleva a cabo también por ejemplo el movimiento del soplete 10 ó de la pieza 16 en los procedimientos de soldadura automatizados, y se realiza la soldadura. Al eliminar la escoria 42, el soplete 10 ó la pieza 16 no realizan naturalmente ningún movimiento, por lo que se puede mantener el punto de origen planificado o programado para la soldadura.

El movimiento rápido y repetitivo de avance y retroceso del hilo de soldadura 13 se termina cuando con el primer contacto del hilo de soldadura 13 con la pieza 16 se detecta un cortocircuito, es decir cuando no hay ninguna escoria 42 adherida al extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto. En este caso no tiene lugar por lo tanto ningún proceso de eliminación de la escoria, simplemente el movimiento repetitivo de avance-retroceso del hilo de soldadura 13 al comienzo del proceso de cebado, que inicia el proceso de eliminación de la escoria.

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En el procedimiento recién descrito para eliminar la escoria 42 predomina el transporte del hilo de soldadura 13 hacia la pieza 16. Pero igualmente existe también la posibilidad de que entre los momentos 44 y 46 no predomine el transporte del hilo de soldadura 13 hacia la pieza 16, sino que únicamente se vuelva a transportar hacia adelante esencialmente una cantidad de hilo de soldadura 13 igual a la que previamente se había transportado hacia atrás.

Esto tiene lugar por ejemplo de modo que el primer contacto del hilo de soldadura 13 con la pieza 16, después que el hilo de soldadura 13 haya sido transportado con el movimiento recurrente de avance/retroceso hacia la pieza 16, sea detectado por una supervisión de la corriente del motor. Para ello se vigilan correspondientemente las corrientes del motor o de los motores, que transporta o transportan el hilo de soldadura 13 desde el tambor de almacenamiento 14 hasta el soplete de soldadura 10 o hasta la pieza 16.

Si mediante el dispositivo de supervisión de la corriente del motor se detecta o mide durante un cierto tiempo, por ejemplo un período de tiempo definido, una corriente del motor demasiado alta, esto indica que la escoria 42 impide establecer un cortocircuito entre la pieza 16 y el hilo de soldadura 13. Para eliminar la escoria 42 se modifica entonces el transporte del hilo de soldadura 13 de tal modo que durante el rápido movimiento recurrente de avance/retroceso, el hilo de soldadura 13 se desplace esencialmente durante el movimiento de avance, en el mismo recorrido que durante el movimiento de retroceso. De este modo se elimina la escoria 42 en el extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto y se reduce esencialmente el riesgo de que se produzca una deformación de la pieza 16 o del hilo de soldadura 13, debido a la incidencia recurrente del hilo de soldadura 13 sobre la pieza 16.

De este modo se termina el proceso de eliminación de la escoria al detectar un cortocircuito, y puede continuar el proceso de cebado.

Naturalmente existe también la posibilidad de utilizar un procedimiento para eliminar la escoria 42 en el que se transporta el hilo de soldadura 13 de modo continuo hacia adelante hasta establecer el primer contacto con la pieza 16. Si después de un tiempo predeterminado el dispositivo de control 4 no detecta ningún cortocircuito o si la corriente del motor aumenta durante un determinado tiempo por encima de un valor predeterminado, es decir que hay escoria 42 en el extremo del hilo de soldadura 13 que debe establecer el contacto, se interrumpe el proceso de cebado y se inicia el proceso de eliminación de la escoria. En este caso el proceso de eliminación de la escoria tiene lugar durante el intervalo de tiempo 47 durante el proceso de cebado (no representado), que también esta vez se ha iniciado accionando un pulsador.

El movimiento rápido recurrente de avance/retroceso del hilo de soldadura 13 se lleva a cabo por ejemplo con una frecuencia ajustada de 75 Hz. Si el dispositivo de control 4 o la supervisión de cortocircuito reconoce un cortocircuito después de algunos contactos entre el hilo de soldadura 13 y la pieza 16, es indicación de que se ha desprendido satisfactoriamente la escoria 42 y se inicia el proceso de soldadura o se continúa el proceso de cebado.

El proceso de eliminación de la escoria se puede aplicar naturalmente para todos los procedimientos de cebado conocidos, tal como por ejemplo también el cebado de alta frecuencia.

Durante el cebado de alta frecuencia el proceso de eliminación de la escoria tiene lugar por ejemplo de modo que antes del cebado AF se lleva a cabo el proceso de eliminación de la escoria (no representado). Una vez concluido el proceso de eliminación de la escoria se posiciona debidamente el hilo de soldadura 13 y se inicia el procedimiento de cebado. De acuerdo con el cebado AF se ceba el arco eléctrico 15 sin contacto mediante un impulso de alta frecuencia.

Para que durante el proceso de eliminación de la escoria se pueda excluir casi totalmente la posibilidad de que se produzca un cebado del arco eléctrico 15, se reduce la corriente de soldadura I preferentemente a un valor bajo, por ejemplo inferior a 10 A. Por lo tanto queda garantizado también en el momento 46 en el que se elimina la escoria 42 que el hilo de soldadura 13 no se pegue a la pieza 16 ó que por error se cebe un arco eléctrico 15 durante el siguiente movimiento de retroceso del hilo de soldadura 13. Una vez terminado el proceso de eliminación de la escoria se vuelve a ajustar la corriente de soldadura I nuevamente al valor de corriente de soldadura I que se había ajustado originalmente, de modo que se puede llevar a cabo sin restricciones el siguiente proceso de cebado o el siguiente proceso de soldadura.

El proceso de eliminación de la escoria también puede estar por ejemplo limitado en el tiempo, de modo que el proceso de eliminación de la escoria no requiera innecesariamente mucho tiempo, si no se puede desprender la escoria mediante los movimientos recurrentes de avance/retroceso o por el contacto con la pieza 16. Para ello se inicia el tiempo en cuanto la escoria 42 adherida sobre el extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto, toque por primera vez la pieza 16. Esto se detecta de acuerdo con la supervisión de corriente de soldadura que ya se ha descrito.

Con el proceso de eliminación de la escoria conforme a la invención se puede eliminar naturalmente no sólo la escoria 42 adherida en el extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto, sino también una escoria 42 adherida a la pieza 16. En este caso se impide también el cebado del arco eléctrico, donde de acuerdo con una de las variantes antes descritas del proceso de eliminación de la escoria, se elimina la escoria 42 de la pieza 16. En este caso naturalmente puede suceder también que la escoria 42 se elimine al mismo tiempo del extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer contacto, y de la pieza 16.

Una vez que se ha llevado a cabo eventualmente el proceso de eliminación de la escoria durante el procedimiento de cebado, y se concluyó el procedimiento de cebado, sigue el proceso de soldadura propiamente dicho.

Después del cebado del arco eléctrico 15, por ejemplo mediante el proceso de cebado SFI, tiene lugar el retroceso del hilo de soldadura 13 desde la pieza 16 hasta un punto muerto superior 32, hasta que se haya alcanzado una separación definida 33 y/o haya transcurrido un período de tiempo definido. Durante la fase de cebado 31 la corriente está limitada en una o varias etapas de tal modo que no se pueda llegar a producir la fusión del hilo de soldadura 13.

Después de cebar el arco eléctrico 15 ó de alcanzar la separación 33 se puede realizar antes del proceso de soldadura propiamente dicho una primera fase previa de estabilización 34 con mayor aporte de energía (tal como está representado con líneas de trazos), a lo largo de un período de tiempo definido, a continuación se puede realizar el proceso de soldadura establecido por medio de las fases del proceso de soldadura recurrentes cíclicas. Esto tiene la ventaja de que mediante esta breve fase de estabilización 34 con alta aportación de energía se crea una estabilización del arco eléctrico 15 y/o se produce un calentamiento de la pieza 16 ó del baño de metal fundido. Además se calienta el hilo de soldadura 13 debido al proceso de cebado y el subsiguiente proceso de soldadura puede iniciarse con el hilo de soldadura 13 precalentado, con lo cual se mejora notablemente la calidad de la soldadura.

Después de la fase de cebado 31 ó de la fase de estabilización 34 tiene lugar en el momento 35 el proceso de soldadura propiamente dicho, realizándose por ejemplo un proceso de soldadura de transferencia de metal en frío (Cold Metal Transfer-CMT), que se describirá a continuación brevemente.

En el proceso CMT se transporta hacia adelante el hilo de soldadura 13 durante la fase de proceso descrita como fase de arco eléctrico 36, hasta establecer contacto con la pieza 16. Durante la fase de arco eléctrico 36 se produce un inicio de fusión del hilo de soldadura 13, de modo que en el extremo del hilo de soldadura se forma una gota 37. La corriente de soldadura y/o la tensión de soldadura durante la fase de arco eléctrico 36 se regula de tal modo que no se produzca el desprendimiento de la gota y en el momento 38 se produzca un cortocircuito que inicia la fase de cortocircuito 39. Durante la fase de cortocircuito 39 se invierte el sentido de transporte del hilo de modo que hasta que se rompa el cortocircuito, es decir hasta que se forme el arco eléctrico 15, y/o la separación definida 33 respecto a la pieza 16 y/o un período de tiempo definido, el hilo de soldadura 13 se transporta hacia atrás respecto a la pieza 16. En el momento 35 se inicia nuevamente la fase de arco eléctrico 36, con lo cual se vuelve a invertir el sentido de avance del hilo
de soldadura 13 en un punto muerto superior 32 y se desplaza el hilo de soldadura 13 en sentido hacia la pieza 16.

El hilo de soldadura 13 está sometido por lo tanto durante el proceso de soldadura a un movimiento oscilante con una determinada frecuencia del movimiento, que corresponde al número de cortocircuitos por segundo. La frecuencia de movimiento es por ejemplo de 75 Hz, de donde resultan 75 cortocircuitos por segundo. Para ello se controla el equipo de avance del hilo 11 esencialmente de modo que durante la fase de cortocircuito 39 se produzca una señal negativa o un transporte de retroceso del hilo de soldadura 13, y a continuación se establezca un arco eléctrico 15 y se produzca una señal positiva o un transporte hacia adelante del hilo de soldadura 13 en sentido hacia la pieza 16 durante la fase de arco eléctrico 36, en la cual tiene lugar el calentamiento o inicio de fusión del hilo de soldadura 13 para la formación de la gota. El control del sentido de movimiento del hilo de soldadura 13 no tiene por qué corresponderse necesariamente con la aparición de la fase de arco eléctrico 36 o la fase de cortocircuito 39, ya que la fase de arco eléctrico 36 ya puede tener lugar durante el movimiento de retroceso del hilo de soldadura 13 mediante una aportación definida de energía, por medio de la regulación del nivel de corriente en el circuito de soldadura. Es decir, que el hilo de soldadura 13 se sigue pudiendo transportar hasta un determinado momento o distancia de la pieza 16 alejándose de ésta, incluso cuando ya está presente el arco eléctrico 15.

El desprendimiento de la gota tiene lugar de modo que después de alcanzar el punto muerto 32 tiene lugar un movimiento de avance del hilo de soldadura 13 hasta establecer contacto el material de aportación con la pieza 16, en particular con un baño de metal fundido. Debido a la tensión superficial de la gota 37 en el hilo de soldadura 13 y en el baño de metal fundido, u otros efectos físicos conocidos, se desprende aquél del hilo de soldadura 13. Mediante el movimiento de retroceso del hilo de soldadura 13 se favorece el nuevo cebado del arco eléctrico 15. Para favorecer el desprendimiento de la gota puede efectuarse naturalmente un aumento de la corriente de soldadura I durante la fase de cortocircuito 39, en particular un aumento a modo de impulso (no representado). Mientras dura el proceso CMT van alternando las fases de arco eléctrico 36 y las fases de cortocircuito 39 periódicamente en el ejemplo de realización representado.

Por la Fig. 3 se puede ver también que la tensión U o la intensidad I se elevan a un primer nivel al rebasar el momento 35. Eventualmente se puede establecer este nivel como nivel de trabajo que se mantiene constante durante toda la fase del arco eléctrico 36 y la fase de cortocircuito 39 o que transcurra de acuerdo con un perfil del proceso de soldadura. Tal como se deduce del diagrama 28, la corriente de soldadura I presenta preferentemente una primera parte, la corriente de trabajo 40, y por lo menos otra parte, la corriente básica 41, que garantiza un nuevo cebado seguro del arco eléctrico 15.

La corriente básica 41 es preferentemente relativamente pequeña en comparación con la corriente de trabajo 40, pudiendo ser la intensidad de corriente de la corriente de trabajo 40 por ejemplo en 1,5 a 10 veces, en particular de 4 a 8 veces mayor que la intensidad de corriente de la corriente básica 41. La corriente básica 41 puede ser por ejemplo de 5 A a 50 A, en particular de aprox. 10 A a 30 A, mientras que la corriente de trabajo 40 puede alcanzar por ejemplo de 50 A hasta 500 A.

En este punto no se entra en otros detalles técnicos del proceso CMT, ya que éste ya es conocido por el estado de la técnica para procesos de soldadura con polaridad constante y cambiante de la corriente de soldadura en el hilo de soldadura 13 o en la pieza 16.

El proceso de eliminación de la escoria puede tener lugar naturalmente también al final de un cordón de soldadura fabricado con el correspondiente proceso de soldadura o de una pieza terminada 16 compuesta por varios cordones de soldadura. De este modo se desprende la escoria 42 del extremo del hilo de soldadura 13 que ha de establecer el contacto, y con ello se asegura un cebado seguro del arco eléctrico 15 al comienzo del siguiente cordón de soldadura en la pieza 16.

Claims (12)

1. Procedimiento para la soldadura de una pieza (16) con un soplete (10) con un hilo de soldadura (13) que se va fundiendo, que durante un proceso de soldadura, durante el cual se forma un arco eléctrico (15) entre el hilo de soldadura (13) y la pieza (16), se desplaza mediante un aparato de avance del hilo (11) esencialmente en sentido hacia la pieza (16), iniciándose y llevándose a cabo un proceso para eliminar la escoria (42) al final del hilo de soldadura, caracterizado porque al iniciarse el proceso de eliminación de la escoria se reduce la corriente de soldadura (I) a un valor mínimo, y durante el proceso de eliminación de la escoria el soplete (10) no realiza ningún movimiento y el hilo de soldadura (13) se desplaza con un movimiento rápido recurrente de avance/retroceso de forma cíclica a lo largo de un recorrido predeterminado en sentido hacia la pieza (16) y en un recorrido menor nuevamente desde la pieza (16) separándose de ésta, de modo que predomina el transporte del hilo de soldadura (13) hacia la pieza (16), hasta que un sistema de supervisión de cortocircuito reconozca el establecimiento de un cortocircuito entre el hilo de soldadura (13) y la pieza (16), con lo cual termina el proceso de eliminación de la escoria.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de eliminación de la escoria se realiza en un intervalo de tiempo (47) al comienzo de un proceso de cebado del arco eléctrico (15).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de eliminación de la escoria se realiza durante un período de tiempo (47), durante un procedimiento de cebado del arco eléctrico (15).

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de eliminación de la escoria se realiza en un intervalo de tiempo (47) antes de un procedimiento para el cebado del arco eléctrico (15).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque después de eliminar la escoria (42) se ceba el arco eléctrico (15) por medio de un procedimiento de cebado en el cual se aplica al hilo de soldadura (13) una corriente de soldadura (I) reducida, y se le desplaza de forma continua hacia adelante en sentido hacia la pieza (16) hasta hacer contacto con la pieza (16), se invierte el sentido de transporte del hilo al aparecer un cortocircuito y se retira el hilo de soldadura (13) de forma continua alejándolo de la pieza (16), de modo que al retirar el hilo de soldadura (13) se ceba el arco eléctrico (15).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se supervisa la corriente del motor del equipo de avance del hilo (11) y se determina por lo menos el primer contacto del hilo de soldadura (13) con la pieza (16).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el contacto del hilo de soldadura (13) se determina por rebasarse un valor límite predeterminado de la corriente del motor a lo largo de un período de tiempo definido.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el movimiento cíclico rápidamente recurrente de avance/retroceso del hilo de soldadura (13) para el fin de eliminar la escoria (42) se realiza con una frecuencia ajustable entre 50 Hz y 150 Hz.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el movimiento cíclico rápidamente recurrente de avance/retroceso del hilo de soldadura (13) con el fin de retirar la escoria (42) se realiza con una frecuencia que se corresponda con la frecuencia de movimiento del hilo de soldadura (13) durante el proceso de soldadura que se ha ajustado.

10. Procedimiento según la reivindicación 1 a 9, caracterizado porque al terminar el proceso de eliminación de la escoria se eleva la corriente de soldadura (I) hasta un valor necesario para el subsiguiente proceso de cebado.

11. Procedimiento según la reivindicación 1 a 10, caracterizado porque el proceso de eliminación de la escoria termina al cabo de un tiempo consignado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el tiempo consignado al cabo del cual termina el proceso de eliminación de la escoria, se inicia cuando el hilo de soldadura (13) establece por primera vez contacto con la pieza (16), sin que se detecte un cortocircuito.