BR112017003729B1 - método de montagem de dois elementos de peças de chapas metálicas como componentes de carroceria para veículo e veículo automotivo - Google Patents

Abstract

A invenção relata um método de montagem de dois elementos de chapas metálicas (1, 1?), envolvendo a aplicação de um cordão de cola em um primeiro elemento, a montagem do segundo elemento de chapa metálica no primeiro e a fixação por realização de pontos de solda para manter imóveis os dois elementos em chapa metálica antes de proceder ao endurecimento da cola. A invenção consiste que o cordão de cola seja colocado de maneira descontínua de acordo com uma linha de colagem rápida no primeiro elemento aplicado contra o primeiro, os dois elementos (1, 1?) sendo mantidos fixados entre si por realização de pontos de solda ao nível de trechos desprovidos de um cordão de cola em um primeiro elemento, a montagem do segundo elemento de chapa metálica no primeiro e a fixação por realização de pontos de solda para manter imóveis os dois elementos de chapas metálicas antes de proceder ao endurecimento da cola. A invenção consiste em que o cordão de cola seja colocado de maneira descontínua de acordo com uma linha de colagem no primeiro elemento (1) de chapa metálica, após uma vez o segundo elemento (1?) em chapa metálica aplicado contra o primeiro, os dois elementos (1, 1?) sendo mantidos fixados entre si por (...).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método de montagem duas peças de chapas metálicas como componentes de carroceria de veículo.

[0002] Ele é usual na indústria automobilística para realizar montagem de chapas de aço por soldagem e/ou por colagem. As referidas chapas de aço quando servirem de componentes de carroceria deverão ainda responder às exigências de evolução mecânica e rigidez.

[0003] Assim a fim de ganhar em rigidez, se tem desenvolvido a utilização de colagem da referida estrutura com o auxílio de adesivos do tipo cola epóxi ou poliuretano elastômero na indústria automobilística.

[0004] Em geral, a colagem das peças de suas montagens não deverão ser definitivos durante a polimerização (endurecimento) da cola. Nesse setor da indústria automobilística, essa colagem e essa montagem intervém durante as etapas de ferragem durante as quais se monta da carroceria dita férrea. A polimerização da cola intervém ainda frequentemente no momento da etapa de cataforese ao nível da oficina de pintura, mas certos tipos de cola poderão polimerizar à temperatura ambiente. Será portanto necessário poder manter as peças coladas imóveis de uma parte em relação a outra enquanto que a polimerização da cola não venha a intervir.

[0005] Isso mantém as peças coladas imóveis entre si intervindo portanto em um tempo bastante longo e notadamente durante todo o processo de fabricação da carroceria férrea. Será portanto necessário poder garantir a manutenção e se devendo então utilizar um o outro método de montagem para fixar as peças entre si, enquanto o endurecimento da cola não interfira.

[0006] É portanto habitual montar as peças em chapas de aço se formando no início de uma junta de cola depositada de maneira linear e contínua depois de realizar pontos de soldagem elétrica (PSE) através da junta da cola assim formada em vista de garantir a manutenção das peças montadas até o momento de polimerização da cola.

[0007] Durante o processo de montagem, se deverá atingir uma temperatura equivalente à temperatura do ponto de fusão do metal à soldar, por exemplo, uma temperatura de 1600o C para o aço. A liberação do calor que intervém desse fato em torno da junta de soldagem gera inconvenientes tais como uma degradação das propriedades rigidez da cola através da qual se opera da soldagem bem como as liberações dos produtos tóxicos ligados à degradação da cola por queima.

[0008] Se poderá assim se observar uma parte de 35% de rigidez entre uma montagem realizadas com uma cola somente e uma montagem realizada com uma cola mais uma soldagem elétrica por ponto. Por conseguinte, a formação de pós queimados e d formalidades necessitará a aplicação dos sistemas de aspiração constrangedores e custosos cuja eficácia é parcial.

[0009] Além disso, a cola apresenta uma má condutividade elétrica que provoque perturbações ou interrupções no método de soldagem por resistência e podendo ainda gerar defeitos do tipo flash (ou seja, uma expulsão e uma explosão do ponto de soldagem).

[0010] No US2007/0175867, se propõe realizar uma fixação por soldagem reforçada por uma cola, a cola sendo polimerizada por pontos e a soldagem sendo igualmente realizada por pontos com auxílio do mesmo eletrodo mas em posições diferentes, todavia os pontos de solda sendo realizados através da cola depositada gerando ainda os mesmos inconvenientes durante a soldagem.

[0011] No JP 07-314172, se propõe a realização de uma montagem entre dois elementos nos quais ao final de uma linha de cola, se realiza um ponto de soldagem terminal.

[0012] De maneira a evitar esses inconvenientes, se propõe realizar na EP 1 782 908, um método de montagem unindo uma colagem realizada entre a borda de duas chapas de aço montadas, combinada à uma soldagem por resistência elétrica conduzida pelo afastamento da referida borda e da linha de colagem. Assim, evitando realizar a soldagem elétrica por pontos na colagem, esse método apresenta o inconveniente de utilizar uma amplidão de montagem muito importante e, de fato, de ser muito oneroso em material.

[0013] Se propõe igualmente realizar uma montagem de chapas de aço unindo a colagem e soldagem por resistência pelo ponto tal como descrito em EP 1 660 270 no qual uma das peças a ser montada apresenta reforços formados pela montagem sobre a outra peça pelos alojamentos nos quais uma cola poderá ser introduzida enquanto quem entre os reforços, se realizam pontos de soldagem elétrica. O referido método permite portanto eliminar os inconvenientes ligados à uma soldagem através de um cordão de cola visto que as partes coladas de montagem são distintas das partes soldadas. Entretanto, se poderá constatar que ao nível de colagem, a presença dos alojamentos acolhendo a cola geram uma certa espessura da cola que perturbe as propriedades de rigidez da peça obtida com a ajuda desse método.

[0014] A presente invenção tem portanto por objetivo remediar o conjunto desses inconvenientes e de propor um método de montagem que, se unindo uma soldagem por ponto à uma colagem, permitindo suprimir os inconvenientes ligados principalmente à queima da cola, se conservando as propriedades da montagem realizada, em particular no que se refere à rigidez da chapa da carroceria do veículo assim obtido.

[0015] Nesse sentido, a invenção tem por objetivo um método de montagem de dois elementos de chapas metálicas, compreendendo a colocação de um cordão de cola em um primeiro elemento, sem seguida à montagem do segundo elemento em chapa metálica no primeiro, e a fixação por realização de pontos de soldagem para manter imóveis os dois elementos em chapa metálica antes de proceder ao endurecimento da cola, caracterizado pelo cordão de cola ser colocado de maneira descontínua de acordo com uma linha de colagem no primeiro elemento em chapa metálica, após uma vez o segundo elemento em chapa metálica aplicado contra o primeiro, os dois elementos sendo mantidos fixos entre si pela realização dos pontos de soldagem ao nível de trechos desprovidos de cola da linha de colagem descontínua.

[0016] Assim, de maneira vantajosa, os pontos de soldagem são realizados de acordo com a linha de colagem mais para fora de cola colocada que permite evitar todos os riscos de emanação ligados à queima da cola. Além disso, a cola sendo pressionada entre os dois elementos de chapa montados, a montagem assim realizada poderá suportar as etapas do processo de catasfóre ulterior sem risco que a cola não seja expulsa durante as etapas de lavagem como será o caso se a cola venha a ser alojada nos reforços abertos de um elemento da chapa descrito no EP 1 660 270.

[0017] De preferência, os pontos de soldagem são realizados por uma soldagem por resistência elétrica por ponto (doravante chamado de ponto de soldagem elétrica PSE), por uma soldagem por ponto à laser. Esses pontos de soldagem são assim realizados por transparência nos dois elementos montados. Esses pontos de soldagem são realizados de preferência no alinhamento do cordão de colagem que não necessita utilizar uma grande amplidão de superfície dos elementos para montagem. Todavia, será possível realizar esses ponto de soldagem igualmente de acordo com uma linha de soldagem alinhada com a linha de colagem mais afastada desta última em um intervalo de no máximo 5 mm.

[0018] A invenção permite portanto obter um cordão de cola estrutural com soldagem não apresentando nenhum dos inconvenientes acima descritos, além de permitir fixar a geometria de montagem enquanto a cola não se encontra polimerizada. Se conserva ainda o conjunto das qualidades de rigidez demandadas recorrendo uma solda-colagem definida em associação com os pontos de soldagem por resistência, laser, com um cordão de cola estrutural descontínuo à interface entre as peças ou elementos montados.

[0019] De acordo com uma configuração preferida da invenção, se deverá colocar um cordão de cola de maneira a obter uma folga entre os dois elementos de chapa de aço compreendidos entre 0.1 e 2 mm, de preferência compreendido entre 0.2 e 0.3 mm. O valor da folga ideal é variável em relação à performance da evolução mecânica da ligação. Quando a espessura da cola cresce, a performance da evolução à ruptura diminui, principalmente pelas licitações do tipo cisalhamento. Será, portanto necessário controlar as folgas e espessuras dessas ligações afim de conservar um bom nível de prestação.

[0020] A cola é, portanto, colocada de maneira a formar uma linha de colagem rápida descontínua formada de << traços >> de cola colocados entre os quais soldagens sendo realizadas. Esses traços de cola poderão ser retilíneos ou curvos, podendo notadamente seguir a forma da borda da montagem. Ao menos um ponto de soldagem poderá ser realizado em cada trecho da linha de colagem isento de cola, entre dois traços de cola, ou ainda de acordo com uma freqüência diferente, tal como um ponto de soldagem em um trecho dos dois traços de cola, etc. Se poderá igualmente, considerar de realizar mais de um ponto de soldagem em um trecho sem cola entre dois traços de cola.

[0021] O método de acordo com a invenção, é particularmente vantajoso no campo de montagem de elementos de estrutura em chapa de aço destinados a constituir uma carroceria de veículo automotivo. A invenção tem portanto por objeto igualmente uma carroceria de veículo automotivo constituído ao menos em parte de elementos montados de acordo com a invenção, bem como um veículo constituído ao menos em parte de elementos de chapa de aço (elementos de estrutura, elemento de carroceria) montados de acordo com o método da invenção, em particular, um veículo automotivo provido da referida carroceria. Com efeito, a soldagem por ponto permite manter as peças coladas imóveis entre si durante a fase de montagem dos elementos constituindo a carroceria na oficina de ferragem e fixando assim a geometria da montagem antes que a cola seja endurecida por polimerização na oficina de pintura no momento do método dito de catasforése. Certas colas utilizadas poderão polimerizar à temperatura ambiente.

[0022] O método de acordo com a invenção permite de garantir o controle das propriedades mecânicas da junta da cola (esta não sendo mais degradada como aquela podendo ser o caso durante a soldagem), a ausência de riscos durante a realização dos pontos de soldagem como aquela que foi o caso aquelas realizadas na junta da cola e se evitando ainda a rejeição dos produtos tóxicos na atmosfera que estavam ligados à queima garantindo assim a segurança das operações nas proximidades.

[0023] Será descrita a invenção em mais detalhes com referência ao desenho no qual a figura única representa u ma vista plana da borda de uma montagem realizada de acordo com a invenção.

[0024] No processo de fabricação de um veículo automotivo, a montagem dos elementos de chapa de aço para formar a carroceria férrea é efetuada por colagem dita estrutural permitindo ampliar a rigidez dos elementos da carroceria assim formados. De maneira a manter os elementos colados imóveis da carroceria até o momento do endurecimento da cola durante o processo de cataforése, se realiza uma soldagem por ponto desses elementos.

[0025] Nesse sentido, se coloca um cordão de cola de maneira descontínua em um elemento da chapa metálica 1, se montando acima um segundo elemento de chapa de aço 1’ e se realizando uma soldagem por resistência por ponto dos dois elementos em chapa de aço 1, 1’ nos espaços ou trechos 2’ isentos de cola do cordão ou junta da cola descontínua. Assim, como se poderá ver na figura única a linha de montagem entre os dois elementos de chapa de aço 1, 1’ é constituída de trechos ou traços de cola 2 entre os quais se situam pontos de soldagem elétrica 3, como por exemplo um traço de cola, um ponto de solda, um traço de cola, um ponto de solda, etc.

[0026] Os trechos 2 do cordão de cola colocados são calibrados em função do tipo de cola (epóxi, poliuretano) para que durante a montagem, o cordão da cola 2 forme uma película entre os dois elementos 1, 1’ cuja espessura se situa entre 0.2 é 0.3 mm, que corresponde à uma folga entre os elementos de chapa de aço 1, 1’, compreendida entre 0.2 e 0.3 mm. De preferência, o diâmetro do cordão de cola colocado corresponde à folga após a montagem entre os elementos aos quais se adiciona 2 mm.

[0027] Essa folga entre os elementos a serem montados é muito importante (superior à 1 mm), provocando uma perda de rigidez da colagem assim realizada. Além disso, se essa folga ultrapassar 2 mm, existe o risco de lavagem da cola (cola expulsa) durante a etapa de lavagem do processo de cataforése.

[0028] De mais, o passo de colocação dos trechos 2 do cordão de cola é escolhido de maneira que a dispersão da cola durante a montagem e portanto o estabelecimento da cola entre os dois elementos permite um espaço de 2’ isento de cola para realizar um ponto de soldagem por resistência elétrica 3. Assim, se sincroniza a posição dos trechos do cordão de cola 2 com a posição dos pontos de solda 3. Se garante assim que os pontos de solda 3 não serão realizados no cordão de cola.

[0029] Assim, à título de exemplo, se poderá colocar os trechos do cordão de cola 2 de um comprimento de 120 mm e dispor trechos 2’ isentos de cola de um comprimento de 15 à 20 mm.

[0030] De preferência, se realiza os traços de cola apresentando um comprimento entre 20 e 200 mm e os trechos isentos de cola de um comprimento compreendido entre 15 e 50 mm. Se poderá assim igualmente considerar realizar o ponto de solda à uma distância de 15 à 25 mm de um traço de cola, seja um trecho sem cola de 30 a 50 mm entre dois traços de cola que se seguem.

[0031] O cordão de cola uma vez triturado pela montagem entre os elementos apresentam de preferência um comprimento de ao menos 10 mm.

[0032] O método de montagem da invenção permite, portanto, realizar durante a etapa de ferragem uma carroceria férrea que conserva toda sua geometria. A carroceria férrea é em seguida levada à etapa de cataforese onde a cola será polimerizada, fixando a montagem de maneira definitiva.

Claims (10)

1. “MÉTODO DE MONTAGEM DE DOIS ELEMENTOS DE CHAPAS METÁLICAS”, compreendendo a colocação de um cordão de cola em um primeiro elemento, a montagem do segundo elemento de chapa metálica no primeiro e a fixação por realização de pontos de solda, para manter imóveis os dois elementos de chapa metálica antes de proceder o endurecimento da cola, caracterizado por o cordão de cola ser colocado de maneira descontínua de acordo com uma linha de colagem rápida no primeiro elemento (1) de chapa metálica, após uma vez o segundo elemento de chapa metálica (1’) aplicada à outra por realização de pontos de solda (3) ao nível dos trechos (2’) desprovidos de cola da linha de colagem descontínua.

2. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dois elementos de chapas metálicas (1, 1’) montados pela cola apresentarem uma folga compreendida entre 0,1 e 2 mm.

3. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por a folga ser compreendida entre 0,2 e 0,3 mm.

4. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a cola ser do tipo epóxi, poliuretano.

5. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a solda por ponto ser uma solda por resistência elétrica.

6. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com qualquer uma dasreivindicações de 1 a 4, caracterizado por a solda por ponto ser uma solda por laser.

7. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por os traços de cola apresentarem um comprimento entre 20 e 200 mm e os traços isentos de cola um comprimento compreendido entre 15 e 50 mm.

8. “MÉTODO DE MONTAGEM”, de acordo com as reivindicações de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o cordão de cola triturado pela montagem entre os dois elementos apresentarem de preferência um comprimento de ao menos 10 mm.

9. “CARROCERIA DE VEÍCULO AUTOMOTIVO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por ser constituída ao menos em parte de elementos de acordo com o método de montagem de elementos de chapas metálicas.

10. “VEÍCULO AUTOMOTIVO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por ser constituído ao menos em parte de elementos de chapas de aço de acordo com o método de montagem dos mesmos.

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