ES2282284T3 - Aparato para la inertizacion mejorada durante soldadura por onda. - Google Patents

Abstract

Planta de soldadura por onda, en la que soldadura líquida se deposita, mediante una bomba de motor lineal, en al menos una onda (1) de soldadura para la soldadura de piezas (12) de trabajo, y que incluye un depósito (2) de soldadura y una placa (9) de salida de flujo de soldadura, que está colocada en relación con un orificio (3) de formación de la onda, y con al menos un difusor (5, 6, 7) de gas inerte, caracterizada porque está colocado al menos un difusor (5) debajo de la placa (9) en la zona de la onda (1), y porque este difusor o difusores permiten alimentar gas inerte al sistema de forma tal que el gas inerte también es alimentado al espacio debajo de la onda de soldadura, de tal manera que el gas inerte actúa sobre la onda de soldadura desde abajo.

Description

Aparato para la inertización mejorada durante soldadura por onda.

La presente invención parte de un aparato para inertizar el interior de máquinas que funcionan bajo el principio de la soldadura por onda, que son denominadas también plantas de soldadura por onda, y que son utilizadas en gran medida, por ejemplo, para la soldadura de tarjetas de circuito eléctrico impreso. En este contexto, se genera una onda de soldadura líquida sobre un depósito de soldadura por medio de un dispositivo "de transporte" y elementos de caldeo, de tal manera que sucesivas piezas de trabajo, tales como, por ejemplo, tarjetas de circuito impreso con componentes eléctricos, que son depositadas sobre la onda, pueden entrar en contacto con la soldadura y, de este modo, ser soldadas a una escala industrial.

En este punto, un problema es que se debe generar una atmósfera que sea tan baja en oxígeno como sea posible, al menos durante la operación de soldadura, con el fin de, por un lado, evitar que se oxide la soldadura o la aleación de soldadura, y por otro, obtener una alta calidad de la soldadura, que puede ser deteriorada, por ejemplo, por óxidos de la superficie metálica de las tarjetas de circuito impreso.

En este contexto, es suficientemente conocido el hecho de impedir la oxidación de la soldadura por medio de un gas de protección, es decir un gas inerte, que emerge de difusores en la zona de la onda. Por ejemplo, el documento US 5.121.874 describe un sistema de inertización para plantas de soldadura por onda, en el que se produce una atmósfera inerte en las proximidades de la onda generada de soldadura por medio de tubos porosos que discurren paralelos a la onda y por los que emerge el gas inerte.

Se consigue por ello una atmósfera baja en oxígeno sobre la onda de soldadura y bajo la cara inferior de las tarjetas de circuito impreso a ser soldadas. Una desventaja de ello es que los tubos porosos están expuestos al riesgo de contaminación por salpicaduras de la soldadura, y, aún más, hay máquinas de soldadura por onda en las que no es posible por razones de espacio una inertización suficiente de todas las zonas de la máquina por medio de un gas de protección, por ejemplo porque hay dos ondas de soldadura estrechamente adyacentes entre sí.

Adicionalmente, es conocido que se impide de manera fiable la oxidación por medio de una capa de aceite que cubre la soldadura sobre una gran superficie en un depósito de soldadura, incluso en la zona fuera de la onda de soldadura (véase, por ejemplo, las máquinas del fabricante suizo KIRSTEN). Sin embargo, son necesarios para este fin dispositivos adicionales, tales como una bomba de alimentación de aceite, un separador de aceite o un filtro de aceite, aumentando de este modo significativamente la inversión en concepto de equipamiento. El uso de aceite dificulta también la limpieza de la máquina después de su utilización. Aún más, se presentan inconvenientes con respecto a la contaminación del entorno cuando se usa aceite o una combinación de aceite y difusores de gas inerte en tales aparatos de generación de inertización.

Se conoce también, por el documento US 5.816.474, una bomba de motor lineal para un equipo de soldadura por onda. Tal bomba de motor lineal permite producir una onda de soldadura muy dinámica, que es más alta que las ondas producidas por bombas mecánicas y tiene algunas propiedades ventajosas. Sin embargo, estas propiedades no permitieron hasta ahora proteger la soldadura de la oxidación con una atmósfera de gas, sino que emplearon necesariamente una capa de aceite en la superficie de soldadura. Esto requirió equipo adicional para mantener la capa de aceite e hizo más complicada la utilización del sistema.

El objeto de la presente invención es, por consiguiente, proporcionar un aparato de inertización, por medio del cual es posible una inertización completa de plantas de soldadura por onda de una forma sencilla en términos de diseño, y de manera que ahorre espacio y sea compatible ecológicamente.

Es también un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo para inertización, que permita una inertización completa de un dispositivo de soldadura por onda, especialmente con una bomba de motor lineal, de forma sencilla, con ahorro de espacio y aceptable ecológicamente.

Este objeto se consigue con una planta de soldadura por onda que tenga las características de la reivindicación 1 y el método de acuerdo con la reivindicación 11. Desarrollos y refinamientos ventajosos son la materia objeto de las reivindicaciones dependientes.

Resulta innecesaria la utilización de una capa de aceite sobre la soldadura en el depósito como resultado de la placa de salida de flujo que tiene dispuesta la fila de orificios en la dirección de la onda, y que está diseñada, con respecto al difusor de gas y a la respectiva onda de la máquina de soldadura por onda, de forma que el gas inerte puede también pasar desde el difusor por debajo de la onda de soldadura. La inertización completa es pues posible únicamente con difusores por medio de gas de protección tal como, por ejemplo, nitrógeno criogénico. El sistema de inertización plena proporcionado de este modo tiene un diseño más sencillo y más compacto en tamaño, y puede ser utilizado, por lo tanto, en condiciones de espacio limitado. El gas inerte actúa sobre la onda de soldadura simultáneamente desde arriba y desde abajo, resultando posible utilizar incluso aleaciones de soldadura sin plomo que obliga a requisitos particularmente estrictos con respecto al grado de inertización.

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Se evita la contaminación ambiental por el aceite que de otra manera sería necesario. Aún más, se reduce la pérdida de soldadura en el proceso debido a la oxidación, dado que la onda de soldadura está rodeada por completo y por todos lados por una atmósfera de gas de protección.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso de la invención, el difusor es un tubo poroso que está conectado a una tubería de gas y que se proporciona con un alojamiento de protección con forma de jaula. Esto impide de forma sencilla la situación en la que gotas sueltas de soldadura que podrían pasar por los orificios de la fila de orificios, contaminaran el difusor y deterioraran progresivamente la dispersión suficiente de gas inerte. El diámetro del tubo poroso puede ser coordinado con la máquina respectiva y, por lo tanto, con el tamaño de la onda, y es ventajoso utilizar un tubo lo más fino posible en condiciones de espacio limitado.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, el difusor y la tubería de gas están sujetos a placas laterales de sujeción y juntos forman una unidad que puede ser sumergida como una caja sumergible en el depósito de soldadura o en el interior de una planta de soldadura por onda. Como resultado, todo el sistema de inertización puede ser producido como una unidad compacta y se puede retirar de forma sencilla de la planta de soldadura para su limpieza o mantenimiento.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, la placa tiene dos filas paralelas de orificios alargados. Se mejora por ello la distribución de gas inerte por debajo de la onda. Se puede formar, por lo tanto, más fácilmente la atmósfera de gas, es decir, incluso con menos gas en la zona por debajo de la onda, a pesar de la placa de salida de flujo que está situada entremedias.

De acuerdo con un refinamiento relevante de la invención, las dos filas de agujeros alargados están desplazadas una con respecto a otra. Por lo tanto, dado que los orificios están desplazados unos con respecto a otros, se asegura que el gas puede fluir en la dirección debajo de la onda por la totalidad de su anchura. No hay por lo tanto ninguna zona de la pasta fluyente de soldadura que quede privada de la inertización. El resultado de la soldadura es, de este modo, de alta calidad de soldadura y se evita la oxidación de una forma aún más fiable.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, el difusor está dispuesto como para estar desplazado lateralmente con respecto a la fila de orificios en la dirección de formación de la onda. Esto impide que el difusor se contamine con gotas de soldadura que pudieran pasar a través de los orificios de la placa, sin que se deteriore la distribución de gas por debajo de la onda.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, la anchura de la fila de orificios y/o el número de filas de orificios dispuestas una al lado de otra están coordinados con la altura y la longitud de la onda de soldadura. De este modo, cuando la forma de la onda es diferente en máquinas diferentes, el aparato de inertización puede ser coordinado de manera óptima con las respectivas máquinas. También se puede pensar que las filas de orificios sean ajustables con anchura variable por medio de las correspondientes correderas. Una persona experta en la técnica conoce las medidas que son habituales para este propósito.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, una placa de protección está proporcionada entre el difusor y la fila de orificios. La placa de protección se ha de disponer, en este caso, de tal manera que ninguna salpicadura de soldadura pueda alcanzar el tubo poroso, como para impedir que se bloqueen los poros de flujo saliente de gas y, sin embargo, permitir que una cantidad suficiente de gas fluya por debajo de la onda. La atmósfera inerte se puede mantener, de este modo, de manera más constante, y se impiden de manera fiable los deterioros en la calidad de la soldadura debidos a cualquier oxidación.

De acuerdo con un refinamiento ventajoso adicional de la invención, se disponen difusores adicionales de gas inerte bajo la pieza de trabajo a soldar y sobre la onda de soldadura. La totalidad del interior de una planta de soldadura por onda se puede llenar, por lo tanto, de forma sencilla, tanto por encima como por debajo de la onda, con una atmósfera tan baja en oxígeno como sea posible.

Un ejemplo de realización de la invención será descrito en detalle a continuación, con referencia a los dibujos en los que:

la figura 1 muestra una ilustración esquemática de una planta de soldadura por onda de acuerdo con la invención en una vista superior oblicua, y

la figura 2 muestra una vista lateral del sistema para inertización mejorada de la figura 1 en detalle con el fin de ilustrar el principio de la invención.

En la figura 1 se ilustra un ejemplo de realización de la invención de forma simplificada en una vista superior oblicua. Una onda 1 de soldadura se forma en plantas de soldadura por onda a partir de la soldadura líquida en el depósito 2 de soldadura, a través de un orificio 3 de formación de la onda, por medio de un dispositivo de transporte de la soldadura no ilustrado en la figura, de tal forma que una pieza de trabajo, es decir una tarjeta eléctrica 12 de circuito impreso depositada a lo largo de una pista, puede ser soldada en su cara inferior por la onda 1 de soldadura. Con el fin de impedir la oxidación de la soldadura y de las piezas metálicas de la tarjeta de circuito impreso, se debe generar una atmósfera en el interior de la planta de soldadura por onda que sea tan baja en oxígeno como sea posible. Se proporciona con este fin un sistema 4 de inertización, que funciona con gas inerte, por ejemplo nitrógeno criogénico. El sistema 4 de inertización consiste en difusores tubulares 5, 6, 7 de gas, que son alimentados con gas inerte, por ejemplo nitrógeno industrial, a través de tuberías 8 de gas.

En este ejemplo de realización, hay tres difusores 5, 6, 7 de gas, estando colocado un difusor central 5 de gas cerca de y debajo de la onda 1 y dos difusores adicionales 6, 7 que suministran gas inerte a las zonas restantes de la planta. La onda 1 se extiende en la dirección A de la onda, al tiempo que pasa rozando con la cresta de la onda las piezas de trabajo que han sido depositadas sobre la planta, y vierte entonces sobre una placa 9 de salida de flujo de soldadura, a través de la cual la soldadura es devuelta al depósito 2.

En este ejemplo de realización, la placa 9 tiene dos filas paralelas 10 de orificios alargados que se extienden esencialmente por debajo de la onda formada 1. El gas inerte también pasa a través de los orificios alargados de las filas 10 de orificios a través de la placa 9 por debajo de la cresta de la onda. Esto es debido a que el difusor central 5 de gas está colocado, respecto a las filas 10 de orificios, de tal manera que el gas que sale de él no sólo pasa hacia abajo en dirección al depósito, sino también, y sobre todo, por la zona por debajo de la onda 1 de soldadura. Como resultado, la totalidad del interior de la planta, que está delimitado esquemáticamente en la figura 1 por el alojamiento 11, es llenado con una atmósfera baja en oxígeno, sin que sea necesaria una capa de aceite que cubra la soldadura líquida. Se sobreentiende que, en el caso de una variedad de ondas de soldadura, se deben proporcionar en cada caso las correspondientes filas de orificios y difusores para implementar la invención.

La figura 2 es una vista lateral de un detalle del aparato de la figura 1 para ilustrar el principio de la inertización de acuerdo con la invención. La onda 1 de soldadura, que se forma en el orificio 3 de formación de onda en la dirección A por un dispositivo de transporte no ilustrado en la figura, entra en contacto en su cresta con una tarjeta eléctrica 12 de circuito impreso conducida a lo largo de la pista en la dirección B y que tiene uniones a ser soldadas. Los difusores 6 y 7 de gas aseguran que la onda 1 de soldadura se inertiza desde el exterior y la tarjeta 12 de circuito impreso desde abajo, por medio de nitrógeno. Contrastando con ello, el difusor central 5 de gas es responsable, por una parte, de la inertización del depósito 2 y, por otra, de la parte inferior de la onda 1 de soldadura. Esto es posible debido a las dos filas de orificios 10 que están situadas en el extremo externo de la placa 9 de salida de flujo de soldadura y, de acuerdo con la invención, están coordinados con la respectiva forma de onda. De esta manera, la totalidad del interior de la planta de soldadura se llena con una atmósfera baja en oxígeno únicamente por medio de gas inerte, lo que no sólo conlleva ventajas económicas al usar aleaciones de soldadura libres de plomo, sino que también supone una mayor pureza en la soldadura de las tarjetas de circuito impreso y una mayor compatibilidad con el entorno. Se sobreentiende que el ejemplo descrito de la realización sirve meramente para ilustrar la invención reivindicada y pretende abarcar variantes dentro del alcance de protección de las reivindicaciones, tales como, por ejemplo, orificios de las filas de orificios con formas diferentes y otro tipo de difusor.

Lista de símbolos de referencia

1

onda de soldadura

2

depósito de soldadura

3

orificio de formación de la onda

4

sistema de inertización

5, 6, 7

difusor de gas

8

tuberías de gas

9

placa de salida de flujo de soldadura

10

fila de orificios

11

alojamiento

12

pieza de trabajo (tarjeta eléctrica de circuito impreso)

A

dirección de la onda

B

dirección de movimiento de pieza de trabajo (tarjeta de circuito impreso)

Claims (11)

1. Planta de soldadura por onda, en la que soldadura líquida se deposita, mediante una bomba de motor lineal, en al menos una onda (1) de soldadura para la soldadura de piezas (12) de trabajo, y que incluye un depósito (2) de soldadura y una placa (9) de salida de flujo de soldadura, que está colocada en relación con un orificio (3) de formación de la onda, y con al menos un difusor (5, 6, 7) de gas inerte, caracterizada porque está colocado al menos un difusor (5) debajo de la placa (9) en la zona de la onda (1), y porque este difusor o difusores permiten alimentar gas inerte al sistema de forma tal que el gas inerte también es alimentado al espacio debajo de la onda de soldadura, de tal manera que el gas inerte actúa sobre la onda de soldadura desde abajo.

2. Planta de soldadura por onda de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la placa (9) tiene en la dirección A de la onda al menos una fila de orificios (10) que discurre transversalmente, que está diseñada con relación al difusor (5) y a la onda (1) de tal forma que el gas inerte pasa por debajo de la onda (1) de soldadura.

3. Planta de soldadura por onda de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el difusor (5, 6, 7) es un tubo poroso que está conectado a una tubería (8) de gas y que está provisto de un alojamiento de protección similar a una jaula.

4. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el difusor (5, 6, 7) y la tubería (8) de gas están sujetos a placas laterales de sujeción y juntos forman una unidad tal que puede ser sumergida como una caja sumergible en el depósito (2) de soldadura de una planta de soldadura por onda.

5. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la placa (9) tiene dos filas paralelas de orificios alargados (10).

6. Planta de soldadura por onda de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque los orificios alargados (10) de las dos filas están desplazados unos con respecto a otros.

7. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el difusor (5) está colocado desplazado lateralmente con respecto a la fila de orificios (10) en la dirección A de la onda.

8. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la anchura de la fila de orificios (10) y/o el número de filas de orificios (10) colocadas una al lado de otra están coordinados con la altura y la longitud de la onda (1).

9. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque una placa de protección está proporcionada entre el difusor (5) y la fila de orificios (10).

10. Planta de soldadura por onda de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque difusores adicionales están proporcionados por debajo de la pieza (12) de trabajo a soldar y sobre la onda (1).

11. Método de soldadura por onda, en una planta de soldadura por onda, en la que soldadura líquida se deposita, mediante una bomba de motor lineal, en al menos una onda (1) de soldadura para la soldadura de piezas (12) de trabajo, y que incluye un depósito (2) de soldadura y una placa (9) de salida de flujo de soldadura, que está colocada en relación con un orificio (3) de formación de la onda, caracterizado porque se implementa una protección contra la oxidación de la onda de soldadura mediante la alimentación de gas inerte al sistema, de forma tal que el gas inerte también es alimentado al espacio por debajo de la onda de soldadura, de tal manera que el gas inerte actúa sobre la onda de soldadura desde abajo.