ES2275489T3 - Union de peliculas metalicas y fraccion de granos de soldadura para peliculas metalicas. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para obtener una unión (1; 12) de películas metálicas constituida por una primera película metálica (2) y una segunda película metálica (3), en el que la primera película metálica (2) y la segunda película metálica (3) presentan un espesor de menos de 0, 04 mm y están soldadas una con otra en un sitio de unión (4), teniendo el sitio de unión (4) una pechina (5) que está sustancialmente llena de material de soldadura (6), caracterizado porque una masa ML del material de soldadura y una masa MF de los tramos (7, 8) de las películas metálicas que hacen contacto con el material de soldadura (6) en la pechina (5) tienen una relación prefijable, extendiéndose la relación de MF/ML desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8.

Description

Unión de películas metálicas y fracción de granos de soldadura para películas metálicas.
La presente invención concierne a procedimientos para obtener una unión de películas metálicas constituida por una primera y una segunda películas metálicas. Las películas metálicas primera y segunda presentan cada una de ellas un espesor de menos de 0,05 mm y están soldadas una con otra en un sitio de unión. El sitio de unión tiene una pechina que está llena de material de soldadura. Asimismo, la invención concierne a un procedimiento para fabricar un cuerpo de nido de abeja constituido por capas de chapa. Las capas de chapa se forman a partir de una película metálica estructurada al menos parcialmente, presentando la película metálica un espesor de menos de 0,05 mm. Las capas de chapa se sueldan una con otra al menos en parte. Estas capas tienen cada una de ellas en los sitios de unión soldados una o dos pechinas que están llenas de soldadura.
Los procedimientos de soldadura y las uniones de soldadura para, por ejemplo, un cuerpo de nido de abeja metálico pertenecen, para capas de chapa, al estado de la técnica. Se desprende del documento DE 42 19 145 C1 que se sumerge un cuerpo de nido de abeja en un lecho fluidizado de polvo de soldadura. El cuerpo de nido de abeja previamente tratado forma en los sitios deseados unos granos de soldadura constituidos por una fracción de dichos granos de soldadura. El tamaño de los granos de soldadura deberá estar entre 1 y 200 micrómetros, preferiblemente entre 38 y 125 micrómetros, deseándose tamaños de grano en la mitad inferior de este intervalo con más frecuencia que en la mitad superior. Otros procedimientos de soldadura se desprenden también de este documento. Los procedimientos de soldadura pertenecientes al estado de la técnica se utilizan satisfactoriamente en la soldadura de cuerpos de nido de abeja cuyas capas de chapa están constituidas por chapas cuyos espesores de material ascienden al menos a 50 micrómetros y más.
El cometido de la presente invención consiste, pues, en indicar una unión estable para películas metálicas delgadas con un espesor de menos de 50 micrómetros, especialmente menos de 40 micrómetros, así como medios para la obtención de dicha unión.
Este problema se resuelve con un procedimiento para obtener una unión de películas metálicas constituida por una primera y una segunda películas metálicas según las características de la reivindicación 1, otro procedimiento con las características de la reivindicación 2 y un procedimiento para fabricar un cuerpo de nido de abeja constituido por capas de chapa con las características según la reivindicación 11. Otras ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos están indicados en las reivindicaciones subordinadas.
Según un primer procedimiento, se obtiene la unión de películas metálicas constituida por una primera y una segunda películas metálicas haciendo que dicha primera y dicha segunda películas metálicas presenten un espesor de menos de 0,04 mm y soldándolas una con otra en un sitio de unión, teniendo el sitio de unión una pechina que está llena de material de soldadura, y teniendo una masa ML del material de soldadura y una masa MF de los tramos de las películas metálicas que contacta el material de soldadura en la pechina, las cuales tienen una relación aproximadamente prefijable, extendiéndose la relación de MF/ML desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8.
Conforme a un segundo procedimiento, se obtiene la unión de películas metálicas constituida por una primera y una segunda películas metálicas haciendo que dicha primera y dicha segunda películas metálicas presenten un espesor de menos de 0,04 mm y soldándolas una con otra en un sitio de unión, teniendo el sitio de unión una o dos pechinas que están llenas de material de soldadura, y presentando en la pechina una masa del material de soldadura ML que guarda con un espesor DF de las películas metálicas una relación de aproximadamente ML/DF = 8 g/m a 16 g/m.
En ensayos para soldar películas metálicas más delgadas con un espesor del material de menos de 50 micrómetros, especialmente para la fabricación de un cuerpo de nido de abeja, se ha comprobado que se funden y eliminan celdas correctamente cuando el cuerpo de nido de abeja ha sido llevado a la temperatura de soldadura. Se ha tenido que comprobar también que se deformaban las celdas del cuerpo de nido de abeja. Solamente si se empleaba conforme a la regla de ajuste anterior una cantidad de material de soldadura introducida por sitio de unión en comparación con espesores de chapa empleados hasta ahora, se podía conseguir por medio de la cantidad de material de soldadura así definida e introducida en la pechina que, por un lado, las películas metálicas no se desprendieran y se impidiera una formación de grietas en el borde, pero, por otro lado, se creara una unión estable de los sitios de soldadura.
Si se emplea una película metálica para una unión de películas metálicas en la que el espesor DF de estas películas esté comprendido entre 0,05 mm y 0,03 mm, se puede elegir sorprendentemente la masa del material de soldadura ML a emplear para la unión de películas metálicas en una dependencia aproximadamente lineal respecto del espesor DF de las películas metálicas. Cuanto menor sea el espesor DF de las películas metálicas tanto más pequeña será entonces la masa del material de soldadura ML que se ha de emplear. Por tanto, se pueden determinar un límite superior y también un límite inferior de la masa de material de soldadura ML aún utilizable para algunos espesores DF de las películas metálicas y se pueden interpolar o extrapolar estos límites a otros espesores de película metálica. Si se forma una relación entre la masa del material de soldadura ML y el espesor DF de las películas metálicas, se ha visto entonces que es conveniente un límite superior del orden de la relación ML/DF = 14,6 g/m con una desviación de +5% y
-5%. Como límite inferior de la relación aún utilizable de la masa del material de soldadura ML al espesor DF de las películas metálicas se ha visto que es conveniente una relación de ML/DF = 8,7 g/m con una desviación de +5% y -5%. A partir de estas dos relaciones indicadas con límite superior y límite inferior se puede establecer con mucha exactitud el intervalo a emplear para un espesor DF de película metálica de menos de 0,05 mm a aproximadamente 0,03 mm. Se han obtenido los mejores resultados respecto de la estabilidad de la unión de las películas metálicas cuando una relación de la masa del material de soldadura ML en la pechina con respecto al espesor DF de película metálica haya ascendido a aproximadamente ML/DF = 11 g/m con una desviación de +15% y -10%.
Empleando espesores DF de película metálica para la unión de películas metálicas de aproximadamente 0,03 mm y menos se puede aplicar también la correlación lineal anteriormente indicada para obtener resultados satisfactorios. Sin embargo, se ha comprobado sorprendentemente que, en el caso de espesores DF de película metálica de menos de 0,03 mm, no sólo sigue existiendo una correlación lineal entre cantidad de material de soldadura utilizable y espesor DF de película metálica. Por el contrario, varía también la pendiente de esta linealidad con respecto a un intervalo del espesor DF de película metálica de menos de 0,05 mm a aproximadamente 0,03 mm. Esta pendiente se aplana algo. Preferiblemente, en el caso de espesores DF de película metálica de aproximadamente 0,03 mm y menos, se selecciona un límite superior de la masa del material de soldadura ML en función del espesor DF de película metálica a lo largo de una curva que discurre a través de los puntos siguientes (ML/DF; DF): (14,6 g/m; 0,03 mm), (14,8 g/m; 0,025 mm), (16 g/m; 0,02 mm), (27 g/m; 0,01 mm). En el caso de un espesor de película metálica DF de aproximadamente 0,03 mm y menos se elige ventajosamente un límite inferior para la masa del material de soldadura ML a emplear en función del espesor de película metálica DF en una curva que discurre a lo largo de los puntos siguientes (ML/DF; DF): (8,6 g/m; 0,03 mm), (9 g/m; 0,025 mm), (9,2 g/m; 0,02 mm), (16 g/m; 0,01 mm). En el caso de un espesor de película metálica DF de aproximadamente 0,03 mm y menos, se han obtenido uniones de películas metálicas extraordinariamente estables cuando se ha seleccionado la masa del material de soldadura ML en función del espesor de película metálica DF en una curva que discurre por los puntos siguientes (ML/DF; DF): (11 g/m; 0,03 mm), (11,2 g/m; 0,025 mm), (12 g/m; 0,02 mm), (20 g/m; 0,01 mm). Se aplica también para estas curvas una desviación de +5% y -5%.
Un campo de utilización preferido para las uniones de películas metálicas antes citadas son cuerpos de nido de abeja constituidos por capas de chapa. Un cuerpo de nido de abeja de esta clase constituido por capas de chapa está formado por una película metálica al menos parcialmente estructurada. La película metálica tiene un espesor de menos de 0,05 mm, estando las capas de chapa soldadas una con otra al menos en parte y teniendo cada una de ellas en los sitios de unión soldados una o dos pechinas que están llenas de material de soldadura. Empleando las reglas de ajuste anteriormente indicadas para la unión de películas metálicas se ha comprobado que la estabilidad del cuerpo de nido de abeja frente a cargas mecánicas era muchísimo más alta en comparación con el empleo de cantidades de soldadura como las que han sido usuales hasta ahora. Empleando espesores de película metálica muy diferentes y teniendo en cuenta la regla de ajuste entre masa del material de soldadura ML y espesor de película metálica DF, se ha podido encontrar también la cantidad de material de soldadura más conveniente de una manera rápida y sencilla. Sin embargo, observando las reglas de ajuste para las uniones de películas metálicas no sólo se ha mejorado la estabilidad, sino que también se han evitado los problemas antes citados, tales como combustiones de celdas, deformaciones de celdas, desprendimientos de capas y formaciones de grietas en el borde.
Empleando una fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas se crea otro medio, no perteneciente a la invención, para poder obtener una unión estable de películas metálicas. La fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas para obtener una unión de soldadura entre una primera y una segunda películas metálicas que forman una pechina en el sitio de la unión de soldadura, especialmente para obtener la unión de soldadura de un cuerpo de nido de abeja constituido por una película metálica, teniendo la fracción de granos de material de soldadura un tamaño de grano comprendido entre 0,01 mm y 0,2 mm, presenta, según el espesor de la película metálica, la composición siguiente:
- para un espesor de aproximadamente 0,05 mm, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de 0,135 mm y un diámetro mínimo de 0,015 mm,
- para un espesor de aproximadamente 0,02 mm, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de 0,08 mm y un diámetro mínimo de 0,02 mm,
- para un espesor de la película metálica que esté entremedias, granos de material de soldadura con un diámetro máximo y un diámetro mínimo de los mismos que resulten de manera aproximadamente lineal de los valores correspondientes para el espesor de la película metálica de 0,05 mm y 0,02 mm, y
también
- un valor máximo de la distribución de Gauss en porcentaje respecto de la respectiva proporción de los diámetros en la fracción de granos de material de soldadura está dispuesto aproximadamente centrado entre el diámetro máximo y el diámetro mínimo de dicha fracción de granos de material de soldadura.
Sorprendentemente, se ha comprobado que existe una correlación lineal entre el diámetro máximo y el diámetro mínimo de los granos de material de soldadura de una fracción de estos granos para el respectivo espesor de película metálica a unir. Además, se han logrado uniones de películas metálicas de muy buena estabilidad para espesores de película metálica DF de aproximadamente 0,05 mm y menos, especialmente 0,03 mm y menos, a cuyo fin el valor máximo de la distribución de Gauss, en el caso de un espesor de película metálica que se va haciendo más pequeño, no ha sido desplazado justamente hacia un tamaño de granos de material de soldadura más pequeño, sino que se ha seguido manteniendo dispuesto en posición centrada dentro de la distribución. Si, en el caso de un espesor de película metálica que se va haciendo más pequeño, se conservaba la forma de la campana de la distribución de Gauss en posición centrada y no se variaba ésta en el caso de espesores de película metálica que ascendían hasta 0,01 mm, resultaba entonces una unión de películas metálicas extraordinariamente estable.
Para un diámetro máximo de la fracción de granos de material de soldadura ha demostrado ser extraordinariamente ventajosa la regla de ajuste siguiente: El diámetro máximo de la fracción de granos de material de soldadura resulta de los valores siguientes:
- para un espesor de aproximadamente 0,05 mm, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de 0,125 mm, especialmente 0,105 mm,
- para un espesor de aproximadamente 0,02 mm, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de 0,07 mm, especialmente 0,063 mm,
- para un espesor de la película metálica que esté entremedias, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de los mismos que resulte en forma aproximadamente lineal de los valores correspondientes para el espesor de la película metálica de 0,05 mm y 0,02 mm.
Para un diámetro mínimo de la fracción de granos de material de soldadura ha resultado ser extraordinariamente ventajosa la regla de ajuste siguiente: El diámetro mínimo de la fracción de granos de material de soldadura resulta de los valores siguientes:
- para un espesor de aproximadamente 0,05 mm, granos de material de soldadura con un diámetro mínimo de 0,018 mm, especialmente 0,023 mm,
- para un espesor de aproximadamente 0,02 mm, granos de material de soldadura con un diámetro mínimo de 0,03 mm, especialmente 0,035 mm,
- para un espesor de la película metálica que esté entremedias, granos de material de soldadura con un diámetro máximo de los mismos que resulta en forma aproximadamente lineal de los valores correspondientes para el espesor de la película metálica de 0,05 mm y 0,02 mm.
Para un espesor de la película metálica de 0,03 mm y menos se ha comprobado sorprendentemente que el diámetro mínimo de los granos de material de soldadura no deberá seguir disminuyendo. Por el contrario, las uniones de películas metálicas eran especialmente duraderas cuando el diámetro mínimo ascendía a aproximadamente 0,03 mm, especialmente 0,035 mm. Los granos de material de soldadura cuyos diámetros estaban por debajo de estos valores no incrementaban la estabilidad. Por el contrario, se ha detectado con frecuencia un empeoramiento.
Asimismo, para la obtención de una unión estable de películas metálicas se crea un procedimiento, no perteneciente a la invención, en el que se unen una primera y una segunda películas metálicas por medio de una fracción de granos de soldadura de dichas películas,
- en el que la primera y la segunda películas metálicas presentan un espesor de menos de 0,05 mm,
- en el que las dos películas metálicas se sueldan una con otra en un sitio de unión y este sitio de unión forma una o dos pechinas,
- en el que se encolan la primera y la segunda películas metálicas antes de que entren en contacto con la fracción de granos de material de soldadura de dichas películas. Se ajusta ahora la fracción de granos de material de soldadura de las películas metálicas de modo que se satisfagan las reglas de ajuste como antes se ha expuesto.
Además, se alude a otro procedimiento, no perteneciente a la invención, para obtener una unión de una primera y una segunda películas metálicas por medio de una fracción de granos de soldadura de tales películas,
- en el que la primera y la segunda películas metálicas presentan un espesor de menos de 0,05 mm,
- en el que las dos películas metálicas se sueldan una con otra en un sitio de unión y este sitio de unión forma una pechina,
- en el que se encolan la primera y la segunda películas metálicas antes de que entren en contacto con la fracción de granos de material de soldadura de dichas películas,
y se ponen en contacto la primera y la segunda películas metálicas, en una primera etapa, con una primera fracción de granos de material de soldadura de dichas películas. A continuación, se ponen en contacto una vez más las películas metálicas, en una segunda etapa, con una fracción de granos de material de soldadura de dichas películas. Se emplean aquí películas metálicas cuyo espesor es de 0,03 mm y menos. Con estos espesores tan pequeños del material de la película metálica se ha comprobado de manera sorprendente que un procedimiento de soldadura de dos etapas, a pesar de su mayor coste, es más conveniente que un procedimiento de soldadura de una sola etapa. Se han obtenido una estabilidad mejor y también un control mejor de la cantidad de material de soldadura aportada en comparación con una aplicación pura de una etapa de la fracción de granos de material de soldadura de películas
metálicas.
Se mejora este procedimiento de dos etapas eligiendo la primera fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas de modo que ésta presente un diámetro máximo y un diámetro mínimo de los granos de material de soldadura que sean respectivamente más grande y más pequeño que en el caso de una fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas empleada en la segunda etapa. Se logra así que se rellenen los huecos que hayan quedado aún abiertos. Ventajosamente, se ajusta la primera fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas en la primera etapa del modo que ya se ha descrito más arriba. La segunda fracción de granos de material de soldadura de películas metálicas es a su vez elegida convenientemente para la segunda etapa de modo que el diámetro máximo de los granos de material de soldadura sea inferior a 0,07 mm y el diámetro mínimo de dichos granos de material de soldadura sea superior a 0,04 mm. Observando estas reglas de ajuste han resultado uniones de películas metálicas especialmente estables. Especialmente en la soldadura de un cuerpo de nido de abeja han resultado uniones de películas metálicas sin defectos o con una tasa de defectos muy pequeña directamente después del proceso de soldadura y también en los ensayos subsiguientes.
Otras ejecuciones y características ventajosas de la invención se representan en el dibujo siguiente. Estas características pueden combinarse también cada una de ellas con otras ejecuciones y formas de realización convenientes. Muestran:
La figura 1, una pechina que está formada por dos películas metálicas,
La figura 2, la correlación entre una cantidad de material de soldadura por punto de unión perteneciente a una unión de películas metálicas en función del espesor empleado de estas películas,
La figura 3, una pechina llena de una fracción de granos de material de soldadura estándar,
La figura 4, una pechina llena de una fracción de granos de material de soldadura modificada,
La figura 5, una dependencia entre la fracción de granos de material de soldadura empleada y el espesor de película metálica empleado,
La figura 6, una correlación entre la cantidad de material de soldadura empleada en función del espesor de las películas metálicas,
La figura 7, una correlación entre la fracción de granos de material de soldadura empleada en función del espesor empleado de las películas metálicas,
La figura 8, una tabla sobre la correlación de relaciones máxima y mínima de la masa empleada ML del material de soldadura con respecto al espesor DF de las películas metálicas,
La figura 9, una distribución de Gauss esquemática de los diámetros de una fracción de granos de material de soldadura empleada, y
La figura 10, otra correlación entre la cantidad de material de soldadura empleada en función del espesor de las películas metálicas.
La figura 1 muestra una unión 1 de películas metálicas que comprende una primera película metálica 2 y una segunda película metálica 3. Las películas metálicas 2, 3 están soldadas en un sitio de unión 4. El sitio de unión 4 es una pechina 5 formada por la colocación de la primera película metálica 2 sobre la segunda película metálica 3. En la pechina 5 se encuentra un material de soldadura 6. Este material de soldadura 6 está aplicado en forma de una fracción de granos de material de soldadura sobre un primer tramo 7 y un segundo tramo 8 de la primera película metálica y de la segunda película metálica 3, respectivamente. Esto es posible, por ejemplo, según un procedimiento como el que se desprende del documento DE 42 19 145 C1, lo cual se designa en lo que sigue con el término muy general de encolado, y a cuya descripción se recurre aquí. Sin embargo, el material de soldadura 6 puede ser aplicado también por otros procedimientos de soldadura descritos en el documento DE 42 19 145 C1 y a los cuales se hace aquí también referencia. La primera película metálica 2 y de la segunda película metálica 3 presentan cada una de ellas un espesor DF de menos de 0,05 mm. Las superficies de ambas películas metálicas 2, 3 pueden haberse tratado previamente cada una de ellas para obtener una mejor adherencia del material de soldadura 6 o bien pueden presentar microestructuras. Una masa ML del material de soldadura que se encuentra en la pechina 5 es ajustada de modo que la masa ML y la masa MF del primer tramo 7 y del segundo tramo 8 de la primera película metálica 2 y la segunda película metálica 3 estén en una relación aproximadamente constante, con independencia del espesor DF de las películas metálicas que se haya elegido. La masa MF de los tramos 7, 8 resulta entonces de la suma de las respectivas masas individuales del primer tramo 7 y del segundo tramo 8. Estas a su vez resultan del respectivo espesor DF de las películas metálicas y de una longitud LA del tramo que está en contacto con material de soldadura. A esto se añade también la longitud del sitio de empalme real de ambas películas metálicas 2, 3. Esta relación aproximadamente constante se conserva también en forma aproximada cuando la primera película metálica 2 presente un espesor DF distinto del de la segunda película metálica
3.
La figura 2 muestra la dependencia entre la masa ML del material de soldadura en un sitio de unión en función del espesor elegido DF de las películas metálicas. Resulta en este caso la dependencia aproximadamente lineal ya comentada más arriba para espesores de película metálica inferiores a 0,05 mm. No sólo es constante la relación MF/ML, sino que también la pendiente \DeltaML/\DeltaDF es aproximadamente lineal para un unión duradera de las películas metálicas. Esto permite que, eligiendo diferentes espesores de película metálica, éstos se puedan interpolar o extrapolar siempre inmediatamente a la masa adecuada del material de soldadura ML. Se han obtenido uniones de películas metálicas especialmente estables en cuerpos de nido de abeja para las siguientes parejas de valores (DF[micrómetros]; ML[10^{-4} gramos]) que pueden apreciarse en la figura 2: (50; 5,5), (40; 4,4), (30; 3,3), (25; 2,8). Si la masa del material de soldadura ML para los espesores de película metálica señalados DF se encuentra dentro de estos valores, naturalmente con una desviación correspondiente hacia arriba y también hacia abajo de aproximadamente un 10% en función de la naturaleza del material y del procedimiento de soldadura, se evitan entonces las combustiones y deformaciones de celdas que se han presentado en otros casos con el método de soldadura
usual.
La figura 3 muestra otra unión 9 de películas metálicas. En la pechina 5 está introducida una fracción 10 de granos de material de soldadura estándar perteneciente al estado de la técnica. La pechina 5 está completamente cerrada en su borde 11 debido al empleo de esta fracción 10 de granos de material de soldadura estándar. Esto significa que entre la primera película metálica 2 y la segunda película metálica 3 se encuentra una acumulación coherente, completamente ligada consigo misma, de material de soldadura 6 que adopta la forma de una cuña entre las dos películas metálicas 2, 3. Se diferencia de esto otra unión de películas metálicas como la que se representa en la figura 4 siguiente antes de la soldadura.
La figura 4 muestra otra unión 12 de películas metálicas constituida por una primera película metálica 2 y una segunda película metálica 3. Sobre estas dos películas metálicas 2, 3 está aplicado el material de soldadura 6 en forma de una primera capa 13 sobre la primera película metálica 2 y una segunda capa 14 sobre la segunda película metálica 3. Esto se logra por utilización de una fracción de granos de material de soldadura modificada y variada con respecto a la fracción de granos de material de soldadura estándar, tal como se ha expuesto más arriba en la descripción general. Al menos debido a la menor cantidad de material de soldadura en la unión 12 de películas metálicas en comparación con la de la unión 9 de películas metálicas de la figura 3, se tiene que, como consecuencia del menor espesor DF de las películas metálicas, especialmente de 0,03 mm y menos, no existe el riesgo de que el material de soldadura se difunda a través de las películas metálicas 2, 3 o conduzca durante la soldadura a una formación de grietas en el borde, especialmente en el caso de una forma geométrica de cuerpo de nido de abeja.
La figura 5 muestra la correlación entre la selección de una fracción de granos de material de soldadura adecuada, representada sobre el eje Y, y el espesor de película metálica elegido DF, representado sobre el eje X. Para un espesor DF de película metálica de 50 micrómetros se utiliza una fracción de granos de material de soldadura en la que el diámetro mínimo de estos granos es mayor que 25 micrómetros y el diámetro máximo de dichos granos es menor que 106 micrómetros. Al hacerse más pequeño el espesor DF de las películas metálicas se ajusta entonces la fracción de granos de material de soldadura de modo que se reduzca cada vez más el diámetro más grande como máximo de los granos de material de soldadura, mientras que se aumenta cada vez más el diámetro mínimo posible de dichos granos de material de soldadura. Esto conduce al resultado de que a partir de ciertos espesores DF de las películas metálicas están presentes solamente diámetros de los granos de material de soldadura que son más grandes que el espesor DF propiamente dicho de las películas metálicas. Por tanto, al hacerse más pequeño el espesor DF de las películas metálicas, la distribución de Gauss con su valor máximo no tiende cada vez más hacia abajo hasta diámetros de material de soldadura cada vez más pequeños. Por el contrario, esta distribución se mantiene igual en cuanto a la forma de campana y solamente en las zonas de borde, al hacerse éstas cada vez más estrechas, aumenta hasta el valor máximo situado en el centro. Esta correlación está representada de una manera algo distinta en la figura 5. Las fracciones de granos de material de soldadura están unidas una con otra de conformidad con una ecuación lineal a lo largo del valor máximo del diámetro de los granos de material de soldadura de la fracción individual de estos granos. Esta regla de ajuste de la fracción de granos de material de soldadura se desprende también de las figuras siguientes:
La figura 6 muestra una regla de ajuste para poder obtener uniones estables de películas metálicas en el caso de espesores de estas películas de menos de 50 micrómetros, especialmente cuando deban ser uniones de películas metálicas de cuerpos de nido de abeja para catalizadores de gases de escape que, aparte de cargas térmicas, están expuestas también a cargas mecánicas. Sobre el eje Y se ha indicado en gramos la masa del material de soldadura ML por cada unión de películas metálicas. Por tanto, esto significa la masa que deberá encontrarse en una pechina. Por el contrario, sobre el eje X se ha registrado el espesor DF de las películas metálicas. En el diagrama se han dibujado un límite superior O y un límite inferior U de la masa ML. Se ha obtenido una estabilidad especialmente buena de la unión de películas metálicas cuando la masa del material de soldadura ML para el respectivo espesor DF de las películas metálica se ha elegido a lo largo de la línea I. Es de hacer notar en esta representación que entre el espesor DF de las películas metálicas de 20 micrómetros y 30 micrómetros se ha introducido aún un espesor de película metálica extra DF de 25 micrómetros. De este modo, la curva lineal, especialmente en la zona de menos de 30 micrómetros, parece más lineal de lo que sería en el fondo sin distorsión del eje X. No obstante, se puede deducir de este diagrama que entre 30 micrómetros y 50 micrómetros existe una correlación aproximadamente lineal entre la masa ML y el espesor DF de las películas metálicas. Por debajo de 30 micrómetros se aplana algo la pendiente de la curva. Además, se puede reconocer que la anchura de banda del intervalo de masas seleccionable se estrecha cada vez más hacia abajo en forma de embudo hasta menores espesores DF de película metálica. Un valor aproximadamente ideal de la masa elegida ML a lo largo de la curva I discurre aquí más cerca del límite inferior U que del límite superior O. Por tanto, para un cuerpo complejo a soldar, tal como, por ejemplo, un cuerpo de nido de abeja, resulta la regulación de ajuste para el procedimiento de soldadura consistente en moverse ciertamente en lo posible a lo largo de valores ideales según la curva I, pero, no obstante, cuidar de que no se rebase por abajo el límite inferior. A consecuencia de la proximidad de la curva I al límite inferior U existe más este peligro que el de que se sobrepase el límite superior O.
Se desprende de la figura 7 una anchura de banda del tamaño de grano, registrado sobre el eje Y en micrómetros, en función del espesor DF de película metálica elegido, registrado sobre el eje X. Este diagrama muestra a título de ejemplo una anchura de banda como la que se ha encontrado para la soldadura de un cuerpo de nido de abeja. Una primera curva 15 con triángulos rellenos muestra el límite del mínimo tamaño de grano que se ha de elegir. Una segunda curva 16 muestra un tamaño de grano máximo a elegir en función del espesor DF de las películas metálicas. Se han establecido uniones de películas metálicas especialmente buenas en el cuerpo de nido de abeja cuando los diámetros más pequeños de los granos de la fracción de granos de material de soldadura discurrían a lo largo de una tercera curva 17 y los diámetros más grandes de los granos de la fracción de granos de material de soldadura discurrían a lo largo de una cuarta curva 18. Además, se puede deducir del diagrama que el límite superior y el límite inferior de la fracción de granos de material de soldadura tienden uno hacia otro en forma de tubo flexible respecto del tamaño de grano al hacerse más pequeño el espesor DF de las películas metálicas. Un valor absoluto de la pendiente de la segunda curva 16 y la cuarta curva 18 es aquí mayor que el de la primera curva 15 y la tercera curva 17. Especialmente a partir de un espesor DF de película metálica de 30 micrómetros y menos, la pendiente absoluta de la primera curva 15 y la tercera curva 17 tiende a 0.
La figura 8 reproduce la correlación de la figura 6, estando representada aquí la masa del material de soldadura ML en función del espesor DF de las películas metálicas como cociente con respecto a dicho espesor DF. Se puede apreciar que el cociente se mantiene aproximadamente igual hasta un espesor DF de las películas metálicas de 30 micrómetros, mientras que a 30 micrómetros y menos el cociente ML por DF aumenta cada vez más.
La figura 9 muestra una representación esquemática de la distribución de Gauss de los diámetros de los granos de material de soldadura en función del espesor DF de las películas metálicas. Sobre el eje Y se ha registrado el diámetro de los granos de material de soldadura con respecto al diámetro máximo de dichos granos. Sobre el eje X se ha representado la distribución porcentual. Se puede apreciar que, por un lado, el máximo del diámetro de los granos de material de soldadura está aproximadamente en el centro de la anchura de banda de la fracción de granos de material de soldadura. Asimismo, se puede apreciar que la forma de campana no varía en principio al hacerse más pequeño el espesor DF de las películas metálicas, y otro tanto ocurre en sí y de por sí con la distribución porcentual de la fracción de granos de material de soldadura.
La figura 10 muestra una vez más la correlación entre la cantidad de material de soldadura empleada en función del espesor de las películas metálicas, tal como ésta se desprende ya de la figura 6. No obstante, en la figura 10 se ha anulado la distorsión sobre el eje X, ya que la división es ahora uniforme. Se puede apreciar con estos valores de medida la linealidad del límite inferior U, el límite superior O y la evolución ideal I hasta aproximadamente 20 micrómetros, para acodarse después un poco.
En conjunto, se han obtenido uniones de películas metálicas de estabilidad especialmente buena, en particular cuerpos de nido de abeja, cuando se ha utilizado una unión de películas metálicas con una fracción de granos de material de soldadura de dichas películas y/o un procedimiento tales como los que se han descrito respectivamente más arriba.
Lista de símbolos de referencia
1
Unión de películas metálicas
2
Primera película metálica
3
Segunda película metálica
4
Sitio de unión
5
Pechina
6
Material de soldadura
7
Primer tramo
8
Segundo tramo
9
Otra unión de películas metálicas
10
Fracción de granos de material de soldadura estándar
11
Borde
12
Unión de películas metálicas
13
Primera capa de material de soldadura
14
Segunda capa de material de soldadura
15
Primera curva
16
Segunda curva
17
Tercera curva
18
Cuarta curva
DF
Espesor de película metálica
LA
Longitud del tramo
ML
Masa del material de soldadura
MF
Masa de los tramos de las películas
U
Límite inferior de la masa del material de soldadura
O
Límite superior de la masa del material de soldadura
I
Valor ideal de la masa del material de soldadura

Claims (11)

1. Procedimiento para obtener una unión (1; 12) de películas metálicas constituida por una primera película metálica (2) y una segunda película metálica (3), en el que la primera película metálica (2) y la segunda película metálica (3) presentan un espesor de menos de 0,04 mm y están soldadas una con otra en un sitio de unión (4), teniendo el sitio de unión (4) una pechina (5) que está sustancialmente llena de material de soldadura (6), caracterizado porque una masa ML del material de soldadura y una masa MF de los tramos (7, 8) de las películas metálicas que hacen contacto con el material de soldadura (6) en la pechina (5) tienen una relación prefijable, extendiéndose la relación de MF/ML desde aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8.
2. Procedimiento para obtener una unión (1; 12) de películas metálicas constituida por una primera película metálica (2) y una segunda película metálica (3), en el que la primera película metálica (2) y la segunda película metálica (3) presentan un espesor de menos de 0,04 mm y están soldadas una con otra en un sitio de unión (4), teniendo el sitio de unión (4) una pechina (5) que está llena de material de soldadura (6), caracterizado porque en la pechina (5) se encuentra una masa del material de soldadura ML que guarda con un espesor DF de las películas metálicas una relación de aproximadamente ML/DF = 16 g/m a 8 g/m.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque, en el caso de un espesor DF de las películas metálicas de menos de 0,04 mm a aproximadamente 0,03 mm, se reduce un límite superior (O) de la masa del material de soldadura ML de forma aproximadamente lineal en función del espesor DF de las películas metálicas.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el límite superior (O) de la masa del material de soldadura ML guarda con el espesor DF de las películas metálicas una relación de aproximadamente ML/DF = 14,6 g/m con una desviación de +5% y -5%.
5. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se reduce un límite inferior (U) de la masa del material de soldadura ML de forma aproximadamente lineal en función del espesor DF de las películas metálicas.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el límite inferior (U) de la masa del material de soldadura ML guarda con el espesor DF de las películas metálicas una relación de aproximadamente ML/DF = 8,7 g/m con una desviación de +5% y -5%.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 6 anteriores, caracterizado porque, a partir de un espesor DF de las películas metálicas de aproximadamente 0,03 mm y menos, se presenta un límite superior (O) de la masa del material de soldadura ML en función del espesor DF de las películas metálicas a lo largo de una curva que discurre por los puntos siguientes (ML/DF; DF):
(14,6 g/m; 0,03 mm), (14,8 g/m; 0,025 mm), (16 g/m; 0,02 mm), (27 g/m; 0,01 mm).
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 6 anteriores, caracterizado porque, a partir de un espesor DF de las películas metálicas de aproximadamente 0,03 mm y menos, se presenta un límite inferior (U) de la masa del material de soldadura ML en función del espesor DF de las películas metálicas a lo largo de una curva que discurre por los puntos siguientes (ML/DF; DF):
(8,6 g/m; 0,03 mm), (9 g/m; 0,025 mm), (9,2 g/m; 0,02 mm), (16 g/m; 0,01 mm).
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 6 anteriores, caracterizado porque, a partir de un espesor DF de las películas metálicas de aproximadamente 0,03 mm y menos, la masa del material de soldadura ML en función del espesor DF de las películas metálicas se presenta aproximadamente a lo largo de una curva que discurre por los puntos siguientes (ML/DF; DF):
(11 g/m; 0,03 mm), (11,2 g/m; 0,025 mm), (12 g/m; 0,02 mm), (20 g/m; 0,01 mm).
10. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la relación de la masa del material de soldadura ML en la pechina (5) al espesor DF de las películas metálicas asciende aproximadamente a ML/DF = 11 g/m con una desviación de +15% y -10%.
11. Procedimiento para fabricar un cuerpo de nido de abeja constituido por capas de chapa, en el
que:
- se forman las capas de chapa a partir de una película metálica estructura al menos en parte,
- la película metálica presenta un espesor de menos de 0,04 mm,
- se sueldan las capas de chapa una con otra al menos en parte y
- éstas tienen en los sitios de unión soldados (4) una respectiva pechina (5) que está sustancialmente llena de material de soldadura (6),
caracterizado porque se unen las películas metálicas del cuerpo de nido de abeja conforme a un procedimiento para obtener una unión (1; 12) de dichas películas metálicas según una de las reivindicaciones 1 a 10.
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