ES2222288T5 - Aparato para soldadura en fase de vapor que opera con vapor sobrecalentado. - Google Patents
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Abstract
Instalación de soldadura en fase de vapor con al menos una zona de soldadura (6) y una zona de procesamiento (5, 7), un depósito colector de líquido primario (11) para la recepción de un líquido primario, donde la instalación de soldadura en fase de vapor incluye además un dispositivo calefactor (1) para llevar el líquido primario a la fase de vapor, caracterizado porque el dispositivo calefactor (1) está dispuesto fuera de las zonas de soldadura y de procesamiento (5, 7, 6) y está unido mediante una conducción de fluido (13) del líquido primario a un módulo calefactor (2) de la zona de soldadura, que se encuentra en unión de fluido con de la zona de soldadura (6), y a un módulo calefactor (2) de la zona de procesamiento, que se encuentra en unión de fluido con de la zona de procesamiento (5, 7), donde por medio de la conducción de fluido (13) del líquido primario se puede introducir vapor del líquido primario en el módulo calefactor (2) de la zona de soldadura y en el módulo calefactor (2)de la zona de procesamiento, y porque están previstas herramientas reguladoras para ajustar, con independencia entre sí, los rendimientos caloríficos del módulo calefactor (2) de la zona de soldadura y del módulo calefactor (2) de la zona de procesamiento, para regular así en función de las zonas la temperatura del vapor recalentado.
Description
La presente invención se refiere a una instalación de soldadura en fase de vapor según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 7, como se conoce por ejemplo por la patente FR 2499228.
5 Como es sabido, en la soldadura en fase de vapor se libera energía en forma de calor al condensarse una fase de vapor saturado en la superficie del componente que se pretende soldar, con lo cual se crea la unión del componente a la pista conductora. La fase de vapor saturado está provocada por un líquido primario en ebullición, estando determinada la temperatura del
10 proceso de soldadura por el punto de ebullición del líquido primario. Aunque el procedimiento de soldadura con vapor saturado se caracteriza por una temperatura de soldadura definida con exactitud, con un calentamiento regular del componente que se pretende soldar, y por ello resulta apropiado especialmente para el tratamiento de componentes con capacidades
15 caloríficas muy diferentes, este procedimiento muestra una cierta limitación, debido a que la temperatura de soldadura no se puede elegir libremente de manera sencilla, al estar precisamente determinada por el punto de ebullición del líquido primario. Una mejora en este aspecto se consigue mediante instalaciones en las
20 que el vapor no se encuentra en dependencia directa de su fase líquida. Aquí se evaporan completamente pequeñas cantidades de líquido primario en el espacio de soldadura de la instalación, con lo cual se pueden producir posteriormente, y de forma muy rápida, las cantidades de vapor necesarias y por tanto se pueden regular también, dentro de ciertos límites, las cantidades
25 de calor que se ofrecen. No obstante, este principio se basa en el hecho de que la temperatura de ebullición del líquido primario forma una temperatura límite superior, con lo cual las posibles variaciones intencionadas de la temperatura durante todo el proceso de soldadura sólo serían posibles mediante tiempos de parada en el vapor de los grupos de piezas que se
30 pretende soldar. Esto tiene como consecuencia o bien que el rendimiento de una instalación de este tipo se ve claramente limitado por los largos tiempos de parada o bien que ciertos grupos de piezas, que necesitan un tipo especial de variaciones de temperatura, no se pueden procesar de ningún modo en circunstancias determinadas.
Además, en el estado actual de la técnica, por ejemplo, en la patente GB-2190867 y en la patente WO 98/41352 se informa sobre instalaciones de soldadura en fase de vapor que utilizan vapor recalentado para regular así la temperatura del proceso. Así, por ejemplo, por la patente GB-2 190 867 se conoce un procedimiento y un dispositivo en el cual, por medio de un dispositivo calefactor apropiado, se suministra vapor recalentado en de la zona de soldadura, que en una cierta altura se condensa por medio de elementos refrigeradores y se reconduce a través de un filtro hacia un depósito colector de líquido para el líquido primario. En todo caso, en esta instalación conocida no se puede ajustar un perfil complicado de temperatura manteniendo al mismo tiempo un rendimiento elevado.
Por ello un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una instalación mejorada de soldadura en fase de vapor y un procedimiento para la explotación de una instalación de soldadura en fase de vapor, permitiendo ajustar un perfil de temperatura necesario para el proceso de soldadura y manteniendo al mismo tiempo un rendimiento elevado en cuanto a los grupos de piezas que se van soldando.
Este objetivo se resuelve con la instalación de soldadura en fase de vapor según la reivindicación 1 y con el procedimiento para la explotación de una instalación de soldadura en fase de vapor según la reivindicación 7.
En correspondencia con la presente invención, mediante el mecanismo dispositivo calefactor se lleva el líquido primario a la fase de vapor, lo que puede tener lugar con una presión ajustable o predeterminada y a continuación se conduce por medio del conducto de fluido del líquido primario hacia los diferentes módulos calefactores. En los módulos calefactores el vapor se puede recalentar, mediante regulación del rendimiento calefactor, hasta alcanzar una temperatura deseada. El vapor recalentado se puede conducir por medio de toberas o por convección hacia los grupos de piezas que se procesan en las diferentes zonas. De esta forma pueden trabajar con el vapor del mismo líquido primario tanto de la zona de procesamiento, que puede servir por ejemplo como zona de precalentamiento o como segunda zona de soldadura, como también de la zona de soldadura. Esto minimiza los costes de explotación de una instalación de este tipo, y al mismo tiempo las temperaturas de las zonas se pueden elegir libremente y permiten un ajuste individual del perfil de soldadura, como suele ocurrir en las instalaciones por convección más difundidas. La instalación conforme a la invención permite por tanto establecer un perfil individual de la temperatura del proceso de soldadura de reflujo, sin que el rendimiento de esta instalación dependa primordialmente del tiempo de parada de los grupos de piezas que se pretende procesar en una zona de condensación.
En un perfeccionamiento preferido de la presente invención la conducción de fluido del líquido primario incluye elementos de válvula regulables individualmente, de forma que la cantidad de vapor se puede introducir de forma regulada en el módulo calefactor de de la zona de soldadura y en el módulo calefactor de de la zona de procesamiento.
Esta forma de realización permite regular, además de la temperatura del vapor recalentado producido en los módulos calefactores en cuestión, la cantidad de vapor recalentado, para satisfacer individualmente las necesidades de vapor recalentado para los diferentes grupos de piezas en de la zona de soldadura o en de la zona de procesamiento. Esto conlleva un nuevo acortamiento del tiempo de parada pues, por ejemplo, en los grupos de piezas que presentan componentes con una capacidad de absorción calorífica relativamente elevada se puede aumentar, ampliando la cantidad de vapor recalentado suministrado, la cantidad de calor que se quiere transferir por unidad de tiempo.
En otra forma de realización preferida la instalación de soldadura en fase de vapor incluye una unión de fluido para la evacuación de líquido primario y de su vapor, de forma que el líquido primario evacuado y su vapor se pueden reconducir hacia el depósito colector de líquido primario y/o hacia el elemento calefactor para continuar con la producción de vapor.
Como la instalación de soldadura en fase de vapor según la invención sólo puede funcionar con un líquido primario, el líquido primario condensado en de la zona de procesamiento o en de la zona de soldadura se puede reconducir en un tubo común al depósito colector de líquido primario o al elemento calefactor que funciona como productor de vapor. De forma ventajosa está previsto aquí un elemento de filtro correspondiente en esta unión de fluido, para limpiar el líquido primario condensado que se reconduce.
En otra forma de realización de la presente invención está prevista al menos una segunda zona de procesamiento, con lo cual de la zona de procesamiento sirve como zona de precalentamiento y la segunda zona de procesamiento como zona de refrigeración y la segunda zona de procesamiento se encuentra en unión de fluido con un segundo módulo calefactor de de la zona de procesamiento, en el cual se puede introducir vapor a través de la conducción de fluido del líquido primario.
Al disponer de al menos una segunda zona de procesamiento, que a su vez dispone de un módulo de zonas de calefacción asociado, se pueden conseguir perfiles de calefacción más complejos para el proceso de soldadura. Así, por ejemplo, la disponibilidad de dos zonas de procesamiento, cada una con su correspondiente módulo calefactor de zona de procesamiento, que sirve como zona de precalentamiento, con una zona de soldadura y otra zona de procesamiento, que sirve como zona de refrigeración, permite establecer un perfil individual de la temperatura dentro de un amplio margen. Por otra parte cabe imaginar también que, en combinación con de la zona de procesamiento, con la segunda zona de procesamiento y de la zona de soldadura estén previstas otras zonas de procesamiento, que no funcionen por medio de vapor recalentado, sino que presenten módulos calefactores convencionales por convección y/o por infrarrojos.
Según otro punto de vista, la presente invención se refiere a un procedimiento para explotar una instalación de soldadura en fase de vapor, en la cual, por medio de un elemento calentador se evapora un líquido primario, caracterizándose el procedimiento porque en un módulo calefactor de zona de soldadura, en unión de fluido con una zona de soldadura, y en un módulo calefactor de zona de procesamiento, en unión de fluido con una zona de procesamiento, el vapor del líquido primario se recalienta por zonas y de forma regulable.
En otra forma de realización preferida, la temperatura en de la zona de procesamiento y en de la zona de soldadura se ajusta regulando la cantidad del vapor recalentado que se introduce y/o la temperatura del vapor recalentado.
Las ventajas del procedimiento según la invención se han expuesto ya en relación con las formas de realización del dispositivo según la invención.
La presente invención se describe ahora por medio de un ejemplo detallado, con ayuda de la siguiente descripción gráfica.
En la figura se indica con la cifra de referencia 11 un depósito colector para un líquido primario. Aquí se pueden utilizar como líquido primario los medios ya conocidos y utilizados en las instalaciones convencionales de soldadura en fase de vapor (por ejemplo Galden). Además en la instalación de soldadura en fase de vapor según la invención se puede utilizar también agua como líquido primario. El depósito colector 11 está unido, a través de una bomba 12 y un tubo de admisión, a un elemento calentador 1, que sirve como generador de vapor. El elemento calentador 1 está unido a través de una válvula de bloqueo 15 con una conducción de fluido para líquido primario 13, que a su vez está unida a varios módulos calefactores 2. En esta forma de realización hay tres módulos calefactores 2 que están asociados en cada caso a tres zonas de procesamiento, que sirven como zonas de precalentamiento 5. Otro módulo calefactor 2 está asociado a una zona de soldadura 6 y un quinto módulo calefactor 2 está asociado a una zona de refrigeración 7. En el lado de entrada de cada módulo calefactor de este tipo está previsto un elemento de válvula 8, construido preferiblemente como válvula regulable, para poder elegir la cantidad de vapor que se introduce en el módulo calefactor correspondiente, según las circunstancias del proceso de soldadura, esto es, según la temperatura, etc. que se necesite. En los módulos calefactores 2 están previstos dispositivos calefactores no representados en la figura, cuyo rendimiento calefactor puede regularse, de forma que el vapor introducido en cada módulo calefactor se puede recalentar de forma individual para cada una de las zonas 5, 6 y 7. A ser posible los dispositivos calefactores están construidos de tal forma que se disponga, aunque se necesiten grandes cantidades de vapor, de un rendimiento calorífico suficiente para permitir el recalentamiento a una temperatura de procesamiento necesaria. Entre los módulos calefactores 2 y las respectivas zonas de procesamiento asociadas 5, 6 y 7 están previstas las respectivas válvulas de admisión 3. Además las zonas de procesamiento 5, 6 y 7 están unidas por medio de un tubo colector 9, y a través de una válvula 10, a un filtro 4, que a su vez está unido a través de otra válvula 10 al elemento calefactor 1.
Durante el funcionamiento se transporta, por medio de la bomba 12, líquido primario al elemento calefactor, desde donde pasa a la fase de vapor. La producción de vapor en el elemento calefactor 1 puede tener lugar con una presión regulable o preestablecida. El vapor recalentado hasta la temperatura apropiada se conduce a través de una unión de fluido hasta de la zona de procesamiento o zona de soldadura correspondiente. Allí, por medio de convección o de toberas, previstas por ejemplo en los módulos como zonas de chapa perforada o como soportes de tobera, se transfiere dicho vapor a los grupos de piezas. Un grupo de piezas 14 que se pretende soldar se introduce en la primera de las zonas de precalentamiento 5 una vez que en la instalación se ha ajustado el perfil de temperatura necesario para el proceso de soldadura, esto es, cuando las diferentes zonas de precalentamiento 5, de la zona de soldadura 6 y de la zona de refrigeración 7 han alcanzado su temperatura de funcionamiento deseada. El vapor recalentado, que en las diferentes zonas de procesamiento o de soldadura ha intercambiado energía calorífica, sobre todo en forma de energía cinética, con el grupo de piezas sobre el que se trabaja, se condensa parcialmente en algunas zonas de procesamiento y es conducido hacia el filtro 4 por medio del tubo colector 9 y a través del elemento de válvula 10. Desde el filtro 4 el líquido primario depurado se reconduce de nuevo hacia el elemento calefactor 1 o hacia el generador de vapor.
Para la regulación del proceso de soldadura en su conjunto está prevista una regulación electrónica no representada en la figura, por ejemplo en forma de un microprocesador o de un PC. Para ello las temperaturas de las diferentes zonas de procesamiento y de soldadura se controlan por medio de sensores debidamente situados, y los correspondientes módulos calefactores, como también las válvulas reguladoras 8, se direccionan de forma que en las diferentes zonas se mantengan las temperaturas de acuerdo con el perfil de soldadura predeterminado.
Como ya hemos mencionado al principio, el elemento calentador 1 o el generador de vapor puede estar previsto también en forma modular como elemento parcial en uno, en varios o en todos los módulos calefactores 2. Además, no todas las zonas de procesamiento tienen que estar unidas necesariamente con los correspondientes módulos calefactores. Así, por ejemplo, dos de las zonas de precalentamiento 5 de un módulo calefactor común podrían recibir el suministro de vapor recalentado cada una a través de una válvula o una tobera regulable. Además, las diferentes zonas de procesamiento y de soldadura pueden incluir otros dispositivos calefactores, por ejemplo, un panel radiante o una calefacción por convección, o una combinación de ambos. También cabe la posibilidad de que de la zona de soldadura se divida en dos
o más zonas disponiendo, por ejemplo, los elementos calefactores regulables por separado en de la zona de soldadura.
Claims (6)
- Reivindicaciones
- 1.
- Instalación de soldadura en fase de vapor con al menos una zona de soldadura (6) y una zona de procesamiento (5, 7), un depósito colector de líquido primario (11) para la recepción de un líquido primario, donde la instalación de soldadura en fase de vapor incluye además un dispositivo calefactor (1) para llevar el líquido primario a la fase de vapor, caracterizado porque el dispositivo calefactor (1) está dispuesto fuera de las zonas de soldadura y de procesamiento (5, 7, 6) y está unido mediante una conducción de fluido (13) del líquido primario a un módulo calefactor (2) de la zona de soldadura, que se encuentra en unión de fluido con de la zona de soldadura (6), y a un módulo calefactor (2) de la zona de procesamiento, que se encuentra en unión de fluido con de la zona de procesamiento (5, 7), donde por medio de la conducción de fluido (13) del líquido primario se puede introducir vapor del líquido primario en el módulo calefactor (2) de la zona de soldadura y en el módulo calefactor (2) de la zona de procesamiento, y porque están previstas herramientas reguladoras para ajustar, con independencia entre sí, los rendimientos caloríficos del módulo calefactor (2) de la zona de soldadura y del módulo calefactor (2) de las zonas de procesamiento, para generar vapor recalentado en función de las zonas y controlar la temperatura del vapor recalentado en función de las zonas.
-
- 2.
- La instalación de soldadura en fase de vapor según la reivindicación 1, caracterizada porque la conducción de fluido (13) del líquido primario presenta elementos de válvula (8) regulables, de forma que en el módulo calefactor (2) de la zona de soldadura y en el módulo calefactor
(2) de la zona de procesamiento se puede introducir una cantidad de vapor del líquido primario regulada en todo momento. -
- 3.
- La instalación de soldadura en fase de vapor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la instalación de soldadura en fase de vapor incluye una unión de fluido (9) para evacuar líquido primario, de forma que el líquido primario evacuado de de la zona de procesamiento (5, 7) y de de la zona de soldadura (6) se puede reconducir hacia el depósito colector (11) de líquido primario y/o hacia el elemento calentador (1).
-
- 4.
- La instalación de soldadura en fase de vapor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está prevista al menos una segunda zona de procesamiento, donde de la zona de procesamiento sirve como zona de precalentamiento (5) y la segunda zona de procesamiento como zona de refrigeración (7), y la segunda zona de procesamiento se encuentra en unión de fluido con un segundo módulo calefactor (2) de de la zona de procesamiento, en el cual se puede introducir vapor del líquido primario a través de la conducción de fluido
(13) del líquido primario. -
- 5.
- Procedimiento para la explotación de una instalación de soldadura en fase de vapor donde por medio de un dispositivo calefactor se evapora líquido primario, caracterizado porque el vapor del líquido primario se introduce, recalentado de forma regulable, por zonas y a través de una conducción de fluido (13) de líquido primario, en una zona de procesamiento (5, 7) y en una zona de soldadura (6) y porque el dispositivo calefactor (1) está dispuesto fuera de las zonas de soldadura y de procesamiento (5, 6, 7), recalentándose el vapor del líquido primario zona a zona y de forma ajustable en un módulo calefactor de la zona de soldadura en comunicación fluida con la zona de soldadura y en un módulo calefactor de la zona de procesamiento en comunicación fluida con la zona de procesamiento.
-
- 6.
- Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la temperatura en de la zona de procesamiento (5, 7) y en de la zona de soldadura (6) se ajusta regulando la cantidad del vapor recalentado que se introduce y/o la temperatura del vapor recalentado.
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