ES2297464T3 - Procedimiento y dispositivo para la soldadura a tope de chapas de distinto espesor con ayuda de al menos un rodillo tensor regulable en altura dispuesto por debajo de las chapas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la soldadura a tope de chapas (1, 2), preferentemente bandas o llantones de chapa con distinto espesor, mediante el movimiento relativo entre un rayo láser (11, ) o haz de electrones, y las chapas (1, 2), a lo largo de la línea de contacto de las chapas (1, 2), o bien del cordón de soldadura a realizar con los rodillos tensores (4, 5, 10) dispuestos por pares, con una distancia entre sí, encima y debajo de las chapas (1, 2), junto al cordón de soldadura, rodando los rodillos tensores (10), dispuestos encima de las chapas (1, 2), con desplazamiento de altura y/o de forma elástica sobre las chapas (1, 2), caracterizado porque los rodillos tensores (4, 5) dispuestos debajo de las chapas (1, 2) se desplazan en altura en al menos un lado del cordón de soldadura, y durante el desarrollo del proceso de soldadura se modifica la altura de un rodillo tensor (4) situado debajo de las chapas (1, 2).
Description
Procedimiento y dispositivo para la soldadura a
tope de chapas de distinto espesor con ayuda de al menos un rodillo
tensor regulable en altura dispuesto por debajo de las chapas.
La invención se refiere a un proceso para la
soldadura a tope de chapas con distinto espesor, según el preámbulo
de la reivindicación 1, y a un dispositivo para la realización del
proceso, según el preámbulo de la reivindicación 4 (véase por
ejemplo el documento JP 2000/000612 A).
Del documento EP 299 358 B1 se conoce un
dispositivo para la soldadura continua de bandas o chapas guiadas
sobre topes mediante al menos un rayo láser estacionario con
rodillos tensores, dispuestos por pares verticalmente respecto al
sentido de la marcha, a ambos lados de las bandas o chapas a soldar.
Los rodillos tensores superiores están alojados para ello en bielas
móviles independientes, desplazables en altura, para deslizarse de
un modo adecuado sobre las chapas. De este modo, los rodillos
tensores superiores pueden adoptar una altura diferente, sobre todo
durante la soldadura a tope de chapas con distinto espesor. Los dos
rodillos tensores situados debajo de las chapas a soldar están
dispuestos de forma fija, es decir, no son desplazables en altura y
forman con ello un apoyo plano uniforme para las chapas a
soldar.
En el documento DE 93 14 720 U1 está descrito un
dispositivo para el aplanado de los cordones de soldadura
previamente realizados en las chapas, relativamente finas, en donde
en la parte superior de las chapas, es decir, en la zona inmediata
al cordón de soldadura, existe respectivamente un rodillo de apoyo y
debajo de las chapas existe un rodillo de aplanado desplazable y
bloqueable para eliminar, o al menos alisar, tras la soldadura un
posible engrosamiento de la soldadura en la parte inferior de las
chapas.
Finalmente, en el documento EP 713 746 B1 está
descrito un dispositivo y un proceso para la soldadura a tope de
chapas planas con distinto espesor mediante un rayo láser, en donde
la variación del espesor entre las dos chapas está colocado en la
parte inferior, y las chapas reciben antes del proceso de soldadura,
en la zona de variación del espesor, una deformación plástica. Para
esto, las placas de apoyo superiores de la chapa y una estructura de
apoyo inferior están debidamente conformadas.
En el documento JP 2000 000 612 A está descrito
un proceso para la soldadura continua de bandas de chapa por láser,
en donde se sueldan a tope de forma continua entre sí chapas con
distinto espesor. Las chapas se transportan en ello sobre rodillos
inferiores fijos a través del equipo de soldadura y se fijan con
ello de forma precisa con rodillos superiores de apriete. Estos
rodillos superiores son desplazables en altura para su ajuste a los
diferentes espesores de chapa.
En el documento DE 40 22 062 C1 está descrito un
dispositivo para el guiado controlado de las bandas y la soldadura
a tope a lo largo de sus cantos longitudinales, en donde cada banda
de chapa va guiada solamente sobre un lado con la ayuda de rodillos
de inversión, desplazables asimismo en altura.
Aunque en el estado de la técnica se describe
que la variación del espesor entre las chapas tiene que estar
colocada bien por encima o bien por debajo de las chapas, un cambio
de la colocación de la chapa más gruesa o más fina, sobre todo un
cambio de la variación del espesor desde arriba hacia abajo y
viceversa no está previsto, sin embargo, en estos dispositivos de
soldadura.
La invención tiene, por tanto, el objetivo de
proponer un procedimiento según el preámbulo, y un dispositivo para
la realización de este procedimiento, en el cual la colocación de la
chapa gruesa y fina, y sobre todo la colocación de la variación del
espesor, se pueda modificar discrecionalmente con el mismo
dispositivo.
Para alcanzar este objetivo están previstas las
reivindicaciones independientes 1 y 4. En las reivindicaciones 2 y 3
están contenidas propuestas complementarias al procedimiento.
En el procedimiento, o bien dispositivo, según
la invención, para la realización de este procedimiento está
previsto que, junto a las chapas deslizantes sobre la parte
superior, desplazables en altura y/o de forma elástica, también
sean desplazables en altura los rodillos tensores debajo de las
chapas, al menos en un lado del cordón de soldadura.
Preferentemente sólo es desplazable en altura uno de los dos
rodillos tensores dispuestos debajo de las chapas, mientras que el
otro rodillo está dispuesto de forma fija sobre la base. Bajo
"desplazable en altura" cabe entender que no está previsto
ningún alojamiento elástico de este rodillo tensor, sino que es
desplazable preferentemente en función del espesor predeterminado
y/o de la posición necesaria predeterminada en altura de la chapa.
En esto se ha demostrado también como especialmente ventajoso,
modificar o bien desplazar la altura de un rodillo tensor inferior
durante la ejecución del proceso de soldadura, de modo que se pueda
modificar la posición relativa de los dos cantos colindantes de la
chapa durante el recorrido del cordón de la soldadura, por ejemplo,
de forma senoidal o conforme a un determinado perfil preestablecido
de la curva. Con eso se puede conseguir una así denominada
"variación de espesor", completa- o parcialmente dentro de un
elemento constructivo, por ejemplo desde la parte inferior de las
chapas hasta la parte superior de las chapas y viceversa (véase la
fig. 9).
Para el desplazamiento, los rodillos tensores
inferiores pueden estar dispuestos preferentemente en un alojamiento
desplazable en altura sobre carriles-guía
verticales, con un accionamiento sencillo para el desplazamiento en
altura.
Con el procedimiento según la invención es
posible, frente al estado de la técnica, un cambio discrecional de
la variación del espesor entre la parte superior e inferior de las
chapas, en la zona del cordón de soldadura. Además, también se
puede realizar un cambio discrecional de la chapa más gruesa de la
izquierda a la derecha, como se puede ver en las figuras adjuntas.
Esto es especialmente ventajoso cuando hay que fabricar elementos
que se necesitan para el lado izquierdo y el lado derecho de un
vehículo, y que tienen que ser simétricos. Una fabricación de
elementos simétricos de ese tipo no estaba prevista, y no era
posible con los equipos de soldadura pertenecientes al estado de la
técnica, o bien solamente después de un aparatoso giro y nuevo
posicionamiento de las correspondientes chapas del elemento
constructivo. Como se desprende de la descripción de las figuras,
se pueden fabricar tanto elementos simétricos (véase fig. 7 y 8),
como elementos con variación del espesor en el recorrido del cordón
de la soldadura, mediante un desplazamiento sencillo de la altura de
un rodillo tensor inferior.
La invención se describe detalladamente, a modo
de ejemplo, en base a las figuras adjuntas 1 al 9. Se muestran:
Fig. 1 vista lateral de los rodillos tensores
4, 5, 10 dispuestos debajo y encima de las chapas 1, 2.
Fig. 2 hasta 6 diferentes vistas frontales de
los rodillos tensores 4, 5 y 10 con posiciones distintas de la
variación del espesor 3, y del rodillo tensor 4 desplazable en
altura.
Fig. 7 hasta 9 diferentes elementos
constructivos acoplados de las chapas 1, 2 o bien 1', 2', vistos en
planta desde arriba y en sección, respectivamente.
En la fig. 1 se representan en la vista en
alzado lateral del equipo de soldadura completo solamente los
rodillos tensores 4, 5 y 10 asignados, entre los cuales se guían
las chapas en sentido D del recorrido durante el proceso de
soldadura. El rodillo tensor superior 10 está sujeto aquí, de modo
conocido, sobre una biela 12, la cual está colgada principalmente
del muelle 14 y es desplazable en altura alrededor del eje
horizontal de giro del caballete 13. Dentro del rodillo tensor
superior 10, el rayo láser, señalado con la flecha 11 entre los dos
rodillos tensores 10 (véase fig. 2), se orienta sobre la línea de
contacto de las dos chapas 1, 2. Dado que las chapas 1, 2, o bien
1', 2', tienen preferentemente en la zona del cordón de la soldadura
un espesor distinto, se produce ahí la variación del espesor
denominada como 3, 3'. Esta variación del espesor está dispuesta,
según la fig. 2, en la parte superior, en el caso normal, formando
las dos partes inferiores de las chapas 1, 2 una superficie plana
en la zona del cordón de la soldadura. Para este caso el rodillo
tensor 4 es también desplazable en altura en su denominada posición
cero, a la misma altura que el rodillo tensor 5 contiguo, dispuesto
en el alojamiento fijo 7. El rodillo tensor superior 10, dispuesto
en el lado derecho del cordón de la soldadura, se apoya sobre la
chapa gruesa 2, y el rodillo tensor izquierdo 10 sobre la chapa fina
1. Del mismo modo, según la representación de la fig. 2, la chapa
gruesa 2 podría estar dispuesta asimismo a la izquierda y la chapa
fina a la derecha del cordón de la soldadura. En ambos casos, la
variación del espesor 3 entre estas dos chapas está, sin embargo,
situado en la parte superior.
En las figs. 3 y 4, la variación del espesor
está en la parte inferior, respectivamente, de modo que la parte
superior de las dos chapas forma un plano horizontal sobre el cual
ruedan a la misma altura los dos rodillos tensores 10. En la
representación según la fig. 3, la chapa fina está dispuesta a la
izquierda y el rodillo tensor 4, situado por debajo, está
desplazado hacia arriba en la diferencia del espesor de las dos
chapas 1, 2 respecto a la posición cero, según la fig. 2, con la
ayuda del alojamiento 8 desplazable en altura y del correspondiente
accionamiento 9. En la representación según la fig. 4, con la
disposición de la chapa gruesa 2 a la izquierda, el rodillo tensor
4 está desplazado hacia abajo desde la posición cero en la
diferencia del espesor. En todos los casos posición en altura del
rodillo tensor 5 permanece invariable. Los rodillos tensores
superiores 10 toman automáticamente la posición en altura que queda
determinada por la respectiva chapa situada a la derecha sobre el
rodillo tensor 5. Es decir, que sólo hay que desplazar,
respectivamente, la posición en altura del rodillo tensor izquierdo
4.
En la fig. 7 y 8 están representados
respectivamente, en la vista en planta desde arriba y en sección,
dos elementos simétricos, en donde en la fig. 7 la variación del
espesor 3 está situada arriba y en la fig. 8 la variación del
espesor 3 está situada abajo, y en ambos casos la chapa fina 1 se
encuentra a la izquierda y la chapa gruesa a la derecha. Las figs. 5
y 6 representadas al lado muestran nuevamente, de forma reducida y
algo más esquemática, las figs. 2
y 3.
y 3.
En la fig. 9 está representado en la parte
inferior, en la vista en planta desde arriba, otro elemento
constructivo formado por las chapas 1' y 2'. La particularidad aquí
es, según la invención, que la variación del espesor 3' dentro de
este elemento a lo largo del cordón de soldadura sólo cambia de
forma continua por el desplazamiento de la altura del rodillo tensor
4 durante el proceso de soldadura. En la zona de las líneas de corte
A-A y C-C, la variación del espesor
3' está dispuesta arriba, respectivamente, mientras que en la zona
de la línea de corte B-B está abajo. Partiendo de
los dos extremos del cordón de soldadura, la posición de la
variación del espesor 3' varía, por tanto preferentemente de forma
continua, de modo que la chapa derecha 1' o la chapa izquierda 2' en
la zona del cordón de soldadura estén configuradas en forma de arco.
Naturalmente, lo más fácil es en este caso cuando la chapa gruesa 2'
transcurre sobre el rodillo tensor fijo 5 y la chapa fina 1' sobre
el rodillo tensor 4 desplazable en altura, y con ello solamente se
deforma la chapa fina en forma de arco.
\newpage
- 1, 1'
- Chapa (fina)
- 2, 2'
- Chapa (gruesa)
- 3, 3'
- Variación del espesor entre 1 y 2 o bien 1' y 2' (abajo o arriba)
- 4
- Rodillo tensor
- 5
- Rodillo tensor
- 6
- Ranura entre 4 y 5
- 7
- Alojamiento para 5 (fijo)
- 8
- Alojamiento para 4 (desplazable en altura)
- 9
- Accionamiento para el desplazamiento en altura
- 10
- Rodillos tensores (arriba)
- 11
- Rayo láser
- 12
- Biela en 13
- 13
- Caballete
- 14
- Muelle
- D
- Sentido del recorrido para 1, 2.
Claims (4)
1. Procedimiento para la soldadura a tope de
chapas (1, 2), preferentemente bandas o llantones de chapa con
distinto espesor, mediante el movimiento relativo entre un rayo
láser (11,) o haz de electrones, y las chapas (1, 2), a lo largo de
la línea de contacto de las chapas (1, 2), o bien del cordón de
soldadura a realizar con los rodillos tensores (4, 5, 10) dispuestos
por pares, con una distancia entre sí, encima y debajo de las chapas
(1, 2), junto al cordón de soldadura, rodando los rodillos tensores
(10), dispuestos encima de las chapas (1, 2), con desplazamiento de
altura y/o de forma elástica sobre las chapas (1, 2),
caracterizado porque los rodillos tensores (4, 5) dispuestos
debajo de las chapas (1, 2) se desplazan en altura en al menos un
lado del cordón de soldadura, y durante el desarrollo del proceso de
soldadura se modifica la altura de un rodillo tensor (4) situado
debajo de las chapas (1, 2).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los rodillos tensores (4, 5) se
desplazan en altura en función del espesor y/o de la posición
necesaria en altura de la chapa correspondiente (1,2).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque durante el desarrollo del proceso de
soldadura se mantiene la altura del otro rodillo tensor (5).
4. Dispositivo para la soldadura a tope de
chapas (1, 2), preferentemente bandas o llantones de chapa con
distinto espesor, para la realización del proceso de soldadura según
una de las reivindicaciones precedentes, en donde van colocados por
parejas, a una cierta distancia entre sí, rodillos tensores (4, 5,
10) encima y debajo de las chapas (1, 2), junto al cordón de
soldadura, y donde los rodillos tensores (10) dispuestos encima de
las chapas (1, 2) ruedan de forma desplazable en altura y/o de forma
elástica sobre las chapas (1, 2), caracterizado porque al
menos uno de los rodillos tensores (4) dispuestos debajo de las
chapas (1, 2) está colocado en un alojamiento (8) desplazable en
altura sobre un carril-guía vertical.
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