ES2200801T3 - Metodo para producir un tubo metalico de cobre. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para la producción de un tubo de metal, en el que una banda de cobre es extraída de modo continuo desde una fuente de suministro de banda y conformada como un tubo ranurado con los bordes de la banda empalmados, y en el que los bordes de banda son soldados con láser, caracterizado por lo siguiente: a) se utiliza una banda de cobre o aleación de cobre b) previamente a la soldadura se dota mecánicamente de rugosidad al menos a la zona de los bordes de la banda, con una profundidad de rugosidad por encima de Ro=12, 5 µm y c) previamente a la soldadura se moja al menos la zona de los bordes de la banda con un hidrocarburo líquido.

Description

Un procedimiento para la producción de un tubo de cobre.

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de un tubo de metal según el preámbulo de la reivindicación 1.

Son conocidos desde hace mucho tiempo procedimientos de soldadura eléctrica con costura como, por ejemplo, los procedimientos de soldadura a alta frecuencia, soldadura por resistencia, procedimientos de soldadura con arco como, por ejemplo, soldadura TIG o soldadura por plasma para la producción en continuo de tubos de metal con costura longitudinal. Estos procedimientos de soldadura han demostrado ser efectivos para una variedad de materiales y dimensiones de tubo.

Más recientemente, la soldadura por láser ha demostrado ser particularmente adecuada para ciertos materiales y productos dado que la soldadura por láser presenta algunas ventajas decisivas sobre los procedimientos tradicionales de soldadura. La costura de soldadura producida con soldadura por láser se caracteriza por una geometría esbelta de la costura con una alta relación cresta-valle y una zona pequeña de incidencia de calor. Las causas de estas propiedades son el alto y concentrado aporte de energía y las altas velocidades de soldadura.

Aunque la soldadura por láser de tubos de acero, en particular de acero inoxidable y acero galvanizado o de aluminio, en particular bandas de aluminio con recubrimiento de copolímero es ya de uso extendido, no ha sido todavía aceptada para la producción de tubos hechos de cobre o aleaciones de cobre. La razón de esto es que, dada su superficie brillante, el cobre refleja el haz de láser hasta el punto de impedir la canalización de la energía del haz de láser hacia los bordes de la banda y no es posible soldar los bordes de la banda.

La alta conductividad térmica del cobre es, también, una razón de la mala acumulación del calor hacia el área de los bordes de la banda a ser soldados.

La presente invención se basa en la tarea de proporcionar un procedimiento para la producción de tubos de cobre de poco espesor de pared, soldados por láser, de gran longitud y en un proceso continuo.

Esto se consigue por medio de la combinación de las características particulares expuestas en la reivindicación 1.

Por medio de la combinación de las características de dotar de rugosidad a la superficie del tubo de cobre en la zona de los bordes de la banda y mojarla con un hidrocarburo líquido, la conducción de la energía del láser hacia el área de los bordes de la banda puede ser incrementada considerablemente. La optimización por medio del mojado con hidrocarburo líquido tiene su explicación bien porque gracias al hidrocarburo el haz de láser que, normalmente, se dirige sobre los bordes de la banda con un ángulo menor de 90º, es desviado debido a la refracción en el hidrocarburo, bien porque el haz de láser quema el hidrocarburo causando la aparición de una película de carbono en los bordes de la banda, lo que mejora la conducción de la energía del láser.

La invención se ilustra diagramáticamente en la figura y se explicará con mayor detalle haciendo uso de las realizaciones ilustrativas.

Una banda de cobre 1 extraída de modo continuo de un carrete (no mostrado) es primero alimentada a una estación de mojado 2 en la que la banda 1 es mojada por ambos lados por ejemplo, con petróleo.

La estación de mojado 2 comprende dos bandas de fieltro 4 y 5 que son extraídas de un carrete 4a y/o 5a y enrolladas en otro carrete 4b y/o 5b. Las bandas de fieltro 4 y 5 pasan a través de un recipiente con suministro de petróleo.

La banda de cobre 1, mojada con petróleo, es entonces alimentada a una estación de estampado 7, en la que se dota de rugosidad, al menos, a la zona de los bordes longitudinales de la banda de cobre 1. La figura muestra dos rodillos 7a y 7b que provocan la rugosidad. Los rodillos 7a y 7b sirven, simultáneamente, como unas denominadas cizallas de recorte, que producen una banda de cobre 1 de anchura predeterminada al recortar los bordes longitudinales.

También es posible cepillar o tratar con chorro de arena los bordes de la banda en lugar de proporcionar la rugosidad mediante los rodillos de estampado 7a y 7b.

La banda de cobre 1, que ha sido mojada con petróleo y dotada de rugosidad a lo largo de sus bordes longitudinales se desplaza entonces hasta una estación 8, de rodillos de conformación en la que, en varias etapas, se da a la banda de cobre 1 la forma de un tubo ranurado.

Los bordes longitudinales del tubo ranurado se sueldan con un dispositivo 9 de soldadura por láser, preferiblemente un láser CW de estado sólido, y el tubo soldado 10 es suministrado a un dispositivo onduladod no mostrado o a un dispositivo de bobinado, tampoco mostrado.

Se fabricó con éxito un tubo de cobre de las siguientes dimensiones mediante el procedimiento de la invención:

Diámetro externo: 3,6 mm

Espesor de pared: 0,2 mm

La potencia de salida del dispositivo de soldadura por láser fue de 2000 W, la velocidad de soldadura fue de 20 m/min.

Claims (6)

1. Un procedimiento para la producción de un tubo de metal, en el que una banda de cobre es extraída de modo continuo desde una fuente de suministro de banda y conformada como un tubo ranurado con los bordes de la banda empalmados, y en el que los bordes de banda son soldados con láser, caracterizado por lo siguiente:

a)

se utiliza una banda de cobre o aleación de cobre

b)

previamente a la soldadura se dota mecánicamente de rugosidad al menos a la zona de los bordes de la banda, con una profundidad de rugosidad por encima de R_{o}=12,5 \mum

y

c)

previamente a la soldadura se moja al menos la zona de los bordes de la banda con un hidrocarburo líquido.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza un láser de estado sólido.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque se utiliza un láser CW de estado sólido.

4. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o siguientes, caracterizado porque durante la soldadura, la unión soldada se cubre con un gas de protección.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque se utiliza una mezcla de helio y argón.

6. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciónes 1 o siguientes, caracterizado porque se utiliza el procedimiento de soldadura por penetración para obtener una alta velocidad de soldadura.