BRPI1004902B1 - Dispositivo de solda a brasagem por laser e método de solda a brasagem por laser - Google Patents

Abstract

dispositivo de solda a brasagem por laser e método de solda a brasagem por laser a presente invenção refere-se à um dispositivo de solda a brasagem incluindo um meio para distribuir (6) um metal de enchimento (7) á uma área a ser soldada, posicionada entre ao menos dois elementos a serem montados pela soldagem, referido meio de distribuição sendo associado com um meio de fusão (8) capacitado de fundir o metal de enchimento na área a ser soldada. em adição, o dispositivo de solda a brasagem ainda inclui ao menos uma roda de prensa (9) formada e posicionada de modo que possa aplicar uma pressão em uma superfície de um dos elementos a serem montados usando o dispositivo de soldadura. a acima mencionada roda de prensa é montada de modo a poder vir exercer um revestimento em uma das superfícies a serem montados com o auxílio do referido dispositivo de soldadura, a referida roda de prensa sendo montada móvel para encontrar um meio de pressão (11), caracterizado por a roda de prensa (9) ser separada do meio de fusão (5) de acordo com um eixo correspondente à uma direção de uma linha de soldadura (3), bem como à um método utilizando o referido dispositivo.

Description

[0001] A presente invenção se refere, de uma parte, à um método de montagem por soldo-brasagem (soldadura feita por indução) laser entre duas peças e mais particularmente à montagem do teto de um veículo automotivo, e de outra parte à um dispositivo para sua implementação.

[0002] A brasagem (soldagem por indução) é uma técnica de montagem de dois materiais com o auxílio de um metal de enchimento de natureza diferente possuindo uma temperatura de fusão inferior àquela dos materiais a serem montados e capacitada à umedecer convenientemente as superfícies dos referidos materiais, essas superfícies não participando de sua fusão para a constituição da junta soldada.

[0003] Na prática, a brasagem (soldagem) pe realizada por intermédio do metal de enchimento entre os dois componentes a serem montados, a área a ser soldada sendo a seguir aquecida à uma temperatura permitindo a fusão do metal de enchimento, mas sem os componentes a serem montados. O metal de enchimento liquidificado umedece as superfícies dos dois componentes a serem montados e em seguida resfriando de maneira a se solidificar entre os dois componentes para assegurar a ligação.

[0004] O aquecimento da zona à ser soldada poderá classicamente ser feita por chama de um maçarico, um arco elétrico ou ainda por laser.

[0005] O metal de enchimento é geralmente de estanho, cobre, prata, alumínio, níquel ou ainda de ligas de metais preciosos.

[0006] Em algumas áreas técnicas, como no campo automobilístico por exemplo, a montagem por brasagem (soldagem) permite evitar numerosos inconvenientes de uma montagem tradicional por solda elétrica, notadamente pelo fato do referido modo de montagem necessitar ter pontos de soldagem elétrica (abreviados PSE) ao fundo de uma articulação entre

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2/9 duas peças a serem montadas, o referido fundo sendo encoberto por uma fita de acabamento.

[0007] Uma montagem por sold-brasagem (soldadura por indução) permite uma junção contínua das peças a serem montadas, desaparecendo o fundo (garganta) da junção, e portanto a fita de acabamento. Isto assegurará inúmeras vantagens estéticas e mecânicas.

[0008] A fim de atender aos critérios técnicos e mecânicos, o cabo de solda deverá ser o mais livre possível de irregularidades e impermeável e estanque, ou seja, livre de orifícios, [0009] Para tal, o posicionamento entre as peças a serem montadas denotam uma importância particular.

[00010] No caso de um teto de um veículo automotivo, por exemplo, destinado a ser unido à uma lateral da cabine do referido veículo, será conveniente que o ajuste do encaixe da junção do teto à lateral da cabine seja o mais reduzido possível, de preferência nulo e no máximo da aproximadamente 0.3 mm no momento da soldagem.

[00011] Existe portanto uma necessidade para um dispositivo e/ou método que permita garantir esse valor máximo do ajuste do encaixe.

[00012] Uma primeira solução conhecida consiste em um utilizar um conformador (forma) cuja função é de pressionar o teto à lateral da cabine por meio de teclas de apoios discretas previstas em grandes quantidades. Se notará que o referido dispositivo é geralmente complexo de ser instalado e são incompatíveis com vários perfis dos veículos. Portanto se necessitará de formas diferentes para cada tipo de veículo.

[00013] De mais, a fim de poder modular o esforço de pressão, será necessário que cada tecla seja regulada independentemente se aumentar a complexidade da instalação e o tempo de implementação, e por conseqüência penalizando o ciclo de operação na cadeia de montagem do veículo.

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3/9 [00014] As soluções polivalentes utilizam um elemento compressor do tipo rodízio ou roldana para soldar duas peças entre si. Esses dispositivos são acionados em um plano de soldagem, a fim de fixar as peças a serem soldadas uma contra a outra.

[00015] Os referidos dispositivos são por exemplo descritos nos Documentos JP2000-288756, JP11-347763, JP8-090264.

[00016] Essas soluções não são geralmente aplicadas em solda a brasagem de um teto de um veículo automotivo, uma vez que a natureza da montagem, bem como os imprevistos exercidos nas peças a serem soldadas são diferentes. Com efeito, para se efetuar uma solda a brasagem (soldadura por indução) não será suficiente revestir as peças a serem montadas (geralmente as chapas metálicas) no local de montagem, uma vez que se deverá dominar a geometria da montagem do teto/lateral da carroceria.

[00017] De outra parte, os elementos compressores nessas soluções não permitem geralmente ter um resultado que garanta a conformidade estética da montagem. Assim, se aplicarmos o esforço necessário para recuperar o ajuste entre as peças, haverá sempre a marcação e uma deformação do teto.

[00018] Testes realizados como esse tipo de instalação mostraram várias incompatibilidades. Primeiramente, o dispositivo não pe geralmente capaz de manter o ajuste do encaixe entre as chapas sobre todo o comprimento. De mais, nas zonas onde se encontra um jogo inicial importante que a roda não é geralmente capacitada para recuperar ajuste, vindo assim portanto a se fixar com o metal de enchimento. Segue-se assim um fenômeno acumulativo que faz o jogo do ajuste existente entre as peças aumentar durante a operação de solda a brasagem , que provoca o colapso do filamento de enchimento e uma qualidade de montagem inaceitável.

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4/9 [00019] Se notará geralmente que a roda provoca a deformação do teto e das marcações em todo o comprimento da montagem.

[00020] A presente invenção visa à superar os inconvenientes acima citados e consiste para criar um dispositivo de solda a brasagem (soldadura por indução) compreendendo um meio de distribuição de um metal de enchimento destinado à uma área a ser soldada situada entre ao menos dois elementos a serem montados por soldagem, o referido meio de distribuição sendo associado à um meio de fusão habilitado a permitir a fusão do metal de enchimento ao nível da referida área à ser soldada, o dispositivo de solda a brasagem compreendendo ainda ao menos uma roda de prensa conformada e posicionada de maneira a poder vir exercer um revestimento em uma superfície de um dos elementos a ser montado com o auxílio do referido dispositivo de soldadura, a referida roda de prensa sendo montada de maneira móvel para o encontro de um meio de pressão, caracterizado por a roda de prensa ser isolada do meio de fusão de acordo com um eixo correspondente à uma direção de uma linha de soldagem.

[00021] Assim, se isolando a roda de prensa do meio de fusão de acordo com uma direção de uma linha de soldagem, esta poderá vir exercer a pressão apoio necessária antes de efetuar a etapa de soldagem. Foi constatado, de maneira surpreendente, que a referida disposição permite uma melhora importante do ajuste do jogo entre as peças ao longo de do comprimento da linha de solda.

[00022] Preferivelmente, a distância de separação ou isolamento entre a roda de prensa e o meio de fusão sendo compreendida entre 90 e 170 mm.

[00023] Preferivelmente ainda, a distância de separação entre a roda de prensa e o meio de fusão será de aproximadamente 130 mm.

[00024] Se proverá igualmente vantajosamente que a roda de prensa compreenda uma película de revestimento de material flexível, borracha, por exemplo, a fim de assim diminuir os riscos de marcação e deformação.

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5/9 [00025] Vantajosamente, o meio de fusão será um dispositivo à laser.

[00026] De maneira vantajosa, o meio de pressão poderá ser posicionado pela seleção de uma lateral ou ainda pelo meio de distribuição e do meio de fusão, notadamente por um sistema de instalação sobre trilhos de guiamento.

[00027] Vantajosamente, o meio de pressão é disposto e orientado de maneira a exercer sobre a roda uma força de pressão de acordo com uma direção inclinada e destinada a servir de apoio e para o segundo elemento. [00028] O meio de pressão será preferivelmente um cilindro.

[00029] Assim, através de um cilindro de prensa inclinado e orientado em uma direção de acordo com aquela que deva exercer a pressão, se limita a presença de marcação residual ou deformação após a montagem. Com efeito, a pressão exercida pelo cilindro poderá ser calculada como sendo a pressão necessária, nenhuma força de pressão não sendo perdida em um componente.

[00030] Contrariamente aos cilindros orientados sensivelmente verticalmente, e nos quais o componente vertical da pressão permanece a mais importante prática dessa marcação, a pressão do cilindro em um dispositivo de acordo com a invenção poderá ser regulada para corresponder ao mais próximo da pressão necessária e suficiente para manter as duas peças, sem ultrapassar a pressão de marcação. O componente vertical da pressão sendo mais frágil, terá igualmente menos risco de marcação.

[00031] Deverá ser entendido em complemento da característica de acordo com a qual a roda de prensa será separada do meio de fusão sem qualquer limite.

[00032] Preferivelmente, a inclinação do cilindro será regulável.

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6/9 [00033] A presente invenção se refere igualmente à um braço robótico compreendendo um dispositivo de acordo com a invenção e formando uma cabeça da solda.

[00034] A presente invenção se refere ainda a um método de solda a brasagem (soldadura por indução) de um teto de veículo automotivo e de uma lateral de uma cabine do referido veículo automotivo, compreendendo as seguintes etapas de soldagem dos elementos a serem montados de acordo com uma linha de solda com o auxílio de um dispositivo de acordo com a invenção, a roda de prensa vindo exercer sua pressão antes da passagem do meio de fusão ou ao mesmo nível.

[00035] Vantajosamente, o método compreende uma etapa preliminar visando realizar ao menos um ponto de soldagem entre os elementos a serem montados de maneira tradicional, notadamente por soldagem por resistência elétrica.

[00036] A presente invenção será melhor compreendida após detalhada descrição com relação aos desenhos em anexo, apresentados em caráter exemplificativo e não limitativo, nos quais:

- A Figura 1 é uma representação esquemática de um braço robótico equipado com um dispositivo de acordo com a invenção efetuado a soldagem de um teto e de uma lateral da cabine de um veículo automotivo;

- A Figura 2 é uma vista da lateral do dispositivo da Figura 1;

- A Figura 3 ilustra a etapa preliminar de soldagem discreta do teto na cabine;

- A Figura 4 é uma representação de um dispositivo de acordo com a invenção permitindo a soldagem das duas laterais do teto com um único braço robótico.

[00037] As Figuras 1 e 2 mostram um dispositivo 1 de solda a brasagem de acordo com a invenção formando uma cabeça de um braço robótico 2 apto

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7/9 a se deslocar ao longo de uma linha de soldagem 3 entre um teto 4 de um veículo automotivo e uma lateral 5 da cabine do referido veículo.

[00038] O dispositivo 1 compreende um meio de distribuição 6 de um metal de enchimento de uma zona a ser soldada situada na linha de soldagem 3, o referido meio de distribuição 6 sendo associado à um meio de fusão 8 apto à permitir a fusão do metal de enchimento 7 ao nível da referida zona a ser soldada 3.

[00039] Neste caso, o meio de fusão é uma cabeça à laser 8 apta a emitir um feixe de laser 8a em direção da zona a ser soldada.

[00040] O dispositivo 1 compreende ainda uma roda de prensa 9 apresentando, conforme uma configuração da presente invenção, uma fita periférica 9a em borracha e montada de maneira móvel em um braço 10 montado ao encontro de um cilindro 11.

[00041] Vantajosamente, a roda de prensa 9 e o cilindro 11 serão montados no pulso do braço robótico 2 independentemente da cabeça à laser 8 e do referido meio de distribuição 6 em metal de enchimento 7 de maneira a poder ser regulado separadamente desses últimos.

[00042] A roda de prensa 9 e o braço móvel 10 são conformados e posicionados de maneira a poder, sob o efeito do cilindro 11, exercer um revestimento do teto contra a lateral da cabine 5.

[00043] De acordo com uma configuração da invenção e para otimizar a força de pressão e reduzir a marcação, o cilindro 11 é disposto e orientado de maneira a exercer sobre a roda de prensa 9 uma força de pressão de acordo com uma direção inclinada com relação à uma direção normal à superfície do teto 4 e em direção da lateral da cabine 5.

[00044] Neste caso, o cilindro 11 é portanto inclinado com relação à uma direção sensivelmente vertical e em direção da lateral da cabine 5.

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8/9 [00045] De acordo com uma primeira configuração da presente invenção, e como visível na Figura 2, a roda de prensa 9 é deslocada com relação à zona de soldagem por um eixo da linha de soldagem.

[00046] Mais precisamente, durante a operação de soldagem, a roda de prensa 9 é posicionada à frente da zona a ser soldada com relação ao sentido do deslocamento ao longo da linha de soldagem 3.

[00047] Neste caso, o deslocamento será de aproximadamente 130 mm.

[00048] De acordo com a invenção, uma operação de instalação de um teto 4 na cabine ocorre da seguinte maneira:

[00049] Primeiramente, um robô instala o teto 4 na cabine 5.

[00050] Se realiza a seguir as soldagens 12 discretas por soldagem com resistência elétrica na dianteira e na traseira do teto 4 (Figura 3).

[00051] A montagem é em seguida conduzida na cabine à laser para a operação de brasagem (soldagem).

[00052] O teto 4 chega na cabine laser apontado sobre suas travessas dianteira e traseira. Isto permite garantir a abordagem entre as peças no início e no final do filete. Ainda será igualmente permitido tornar independente a geometria de cada lateral se criando uma fibra neutra 13 no meio do teto 4. Desse modo, se poderá soldobrasar (soldar por indução) as duas laterais do teto de modo separado um após o outro.

[00053] Durante a operação de soldagem com o auxílio do dispositivo 1 precedentemente descrito, a roda de prensa 9 compensa o jogo existente entre o teto 4 e a lateral da cabine 5 para realizar a soldagem.

[00054] A roda de prensa 9 sendo preferivelmente regulada em uma posição avançada em relação ao feixe de laser 8a, o teto 4 sendo então conformado antes da realização da solda a brasagem . Desse modo, se garante a compensação do jogo em todo o comprimento da peça.

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9/9 [00055] Como ilustrado na Figura 4, se poderá produzir um dispositivo 100 permitindo soldobrasar (soldar por indução) as duas laterais do teto 4 com o mesmo braço robótico 2.

[00056] Para tal, o cilindro 10 do dispositivo 100 é montado em um bloco de guia (de condução) 101 permitindo orientar o cilindro e de oscilar uma lateral ou a outra lateral da cabeça laser 8.

[00057] Será bem entendido, que a invenção tem sido descrita com um exemplo particular de configuração, ficando evidente que não estando a ele limitada e podendo compreender todas as técnicas equivalentes dos meios descritos, bem como suas combinações, entretanto sem fugir do espírito e escopo da presente invenção.

Claims (9)

1. “DISPOSITIVO DE SOLDA A BRASAGEM POR LASER”,(1,100) compreendendo um meio de distribuição (6) de um metal de enchimento (7) destinado à uma área a ser soldada situada entre ao menos dois elementos (4, 5), a serem montados por soldagem, o referido meio de distribuição sendo associado à um meio de fusão (8) habilitado a permitir a fusão do metal de enchimento ao nível da referida área a ser soldada, o dispositivo de solda a brasagem por laser compreendendo ainda ao menos uma roda de prensa (9) conformada e posicionada de maneira a poder vir exercer um revestimento em uma superfície de um dos elementos a serem montados com o auxílio do referido dispositivo de brasagem (soldadura por indução), a referida roda de prensa sendo montada de maneira móvel ao encontro de um meio de pressão, caracterizado por a roda de prensa (9) ser afastada do meio de fusão (5) por um eixo correspondente à uma direção de uma linha de soldagem (3).

2. “DISPOSITIVO” (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a distância do afastamento entre a roda de prensa (9) e o meio de fusão (5) ser compreendida entre 90 e 170 mm.

3. “DISPOSITIVO” (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a distância do afastamento entre a roda de prensa (9) e o meio de fusão ser de aproximadamente 130 mm.

4. “DISPOSITIVO” (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a roda de prensa (9) compreender uma fita de revestimento de material flexível, notadamente de borracha.

5. “DISPOSITIVO” (1,100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o meio de fusão ser um dispositivo a laser (8).

6. “DISPOSITIVO” (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o meio de pressão (11) poder ser posicionado na seleção de uma lateral ou outra do meio de distribuição (6) e

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2/2 do meio de fusão (8), notadamente por um sistema de instalação sobre trilhos guias.

7. “DISPOSITIVO” (1,100), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o meio de pressão ser disposto e orientado de maneira a exercer sobre a roda (9) uma força de pressão de acordo com uma direção inclinada em relação à uma direção normal à superfície do elemento (4) no qual a roda é destinada a servir de apoio, e para o segundo elemento (5).

8. - “MÉTODO DE SOLDA A BRASAGEM POR LASER”, de um teto (4) de um veículo automotivo e de uma lateral da cabine (5) do referido veículo automotivo, caracterizado por compreender as etapas visando a soldar os elementos a serem montados em uma linha de soldagem (3) com o auxílio de um dispositivo (1, 100, 2), a roda de prensa (8) vindo exercer sua pressão antes da passagem do meio de fusão (8) ou ao mesmo nível.

9. - “MÉTODO DE SOLDA A BRASAGEM POR LASER”, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender uma etapa preliminar visando realizar ao menos um ponto de soldagem (12) entre os elementos (4, 5) a serem montados de maneira tradicional, notadamente por soldagem à resistência elétrica.