ES2305692T3 - Generador de corriente de soldadura con regulacion del tipo de juntura y de la posicion de soldadura. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de soldadura que comprende unos medios (2, 3, 10-13) de selección que permiten a un operario seleccionar, antes del comienzo de la soldadura, al menos el parámetro primario elegido entre el tipo de juntura que hay que soldar, la posición de soldadura y sus combinaciones, siendo los medios de selección manejables manualmente o digitalmente por el operario, caracterizado porque: - dichos medios (2, 3, 10-13) de selección comprenden al menos un órgano (3) de accionamiento móvil entre varias posiciones, correspondiendo cada una de dichas posiciones a un tipo de juntura que hay que soldar y/o a una posición de soldadura, y - dichas posiciones (10-13) están referenciadas mediante unos esquemas o unas referencias que corresponden a los diferentes tipos de junturas y posiciones de soldadura de manera que permiten al operario realizar directamente una selección de un tipo de juntura que hay que soldar y/o de una posición de soldadura por maniobra de dicho órgano (3) de accionamiento móvil y posicionamiento de éste enfrente de una de dichas posiciones (10-13) referenciadas.
Description
Generador de corriente de soldadura con
regulación del tipo de juntura y de la posición de soldadura.
La presente invención se refiere a un
dispositivo y a un procedimiento de soldadura por arco, tal como un
generador de corriente de soldadura, que comprende unos medios que
permiten a un operario encontrar de manera inmediata y fácil la
regulación del puesto deseado en función del tipo de juntura que hay
que soldar y/o la posición de soldadura que quiere adoptar.
Un puesto de soldadura por arco posee
habitualmente una cara delantera en la que se disponen unos medios
de regulación del procedimiento de soldadura que hay que poner en
marcha y/o del puesto mismo.
Esta cara delantera está compuesta, en general,
de varios bloques o tacos que tienen cada uno sus propias
funcionalidades.
La cara delantera del puesto de soldadura puede
así comprender, por ejemplo, un bloque de regulación de la
corriente, de la tensión, de la velocidad de alambre o del espesor
de las chapas que hay que soldar; un bloque de selección del par
alambre/gas que hay que utilizar, particularmente en soldadura MIG
(Metal Inert Gas); un bloque de selección de los parámetros
del procedimiento que hay que poner en marcha, particularmente
corriente lisa o pulsada...; o incluso un bloque de parametrizado
del ciclo de soldadura.
Unos puestos de soldadura equipados con medios
de selección de este tipo son descritos particularmente por los
documentos WO-A-03/022503,
EP-A-901865,
US-A-6075225 y
US-A-6476354.
Cuando un operario utiliza el puesto, debe
primero parametrizar el ciclo de soldadura considerado y elegir el
par alambre/gas que va a utilizar.
Después, determina a la vez el procedimiento que
quiere utilizar y la regulación de su puesto, fijando el valor de
la corriente, de la tensión, de la velocidad de alambre o del
espesor que hay que soldar, que estima la más adaptada para
permitir soldar correctamente las piezas que hay que soldar,
teniendo en cuenta el ensamblaje que quiere realizar.
Ahora bien, sucede muy a menudo que se vea
obligado a modificar estas regulaciones ya que no ha obtenido la
penetración o el fondeo deseado.
Este es el caso, en general, cuando el
ensamblaje que realiza no es un ensamblaje en plano, posición
mantenida por la mayoría de los constructores para establecer las
sinergias.
En efecto, la mayor parte de las curvas de
sinergia que son incorporadas o memorizadas en un puesto de
soldadura han sido establecidas para un tipo de ensamblaje
particular, en general unas piezas que hay que soldar puestas a
tope en plano.
El operario debe, por lo tanto, proceder a unas
modificaciones si el tipo de juntura que hay que soldar y la
posición de soldadura elegida son diferentes, lo que obliga a
empezar entonces un proceso de ensayos/errores que es fastidioso,
lleva tiempo y está basado únicamente en la práctica.
Por ello, el problema que se plantea actualmente
es poder facilitar la regulación de un puesto de soldadura por
parte de un operario cuando éste desea realizar una soldadura de un
tipo de juntura específico y/o en una posición de soldadura
particular, cuando este tipo de juntura y/o esta posición de
soldadura corresponden o, al contrario, no corresponden a una
soldadura clásica de piezas que hay que soldar puestas a tope en
plano, y, debido a esto, disminuir el número de pasos de soldadura
que hay que efectuar.
En otros términos, el objeto de la invención es
permitir al operario encontrar de manera inmediata y fácil la
regulación del puesto deseada en función del tipo de juntura que hay
que soldar, principalmente a tope y en ángulo, y la posición de
soldadura que quiere adoptar, principalmente en plano y en
ascendente.
La solución de la invención es entonces un
dispositivo de soldadura según la reivindicación 1 y un
procedimiento según la reivindicación 10.
Según el caso, el dispositivo de la invención
puede comprender una o varias de las siguientes características
técnicas:
- Los medios de selección están adaptados o
concebidos para permitir una selección por el operario de uno o
varios de los parámetros primarios, a saber, tipo de juntura que hay
que soldar y/o posición de soldadura. En efecto, poder realizar una
selección de estos parámetros particulares no existe en los puestos
de soldadura del estado de la técnica.
- Los medios de selección permiten, además,
seleccionar uno o varios parámetros secundarios elegidos entre el
espesor que hay que soldar, el tipo de metal que hay que soldar, la
naturaleza o el diámetro del alambre de soldadura, el tipo de gas
que hay que utilizar, el tipo de procedimiento de soldadura y el
tipo de régimen de transferencia deseado. Según el caso, los
parámetros secundarios pueden ser o bien elegidos por el operario,
como los parámetros primarios, o bien propuestos o sugeridos por el
propio dispositivo en función de los parámetros primarios elegidos
por el operario y de tablas de correlación predefinidas
memorizadas.
- El dispositivo de la invención puede tomar
formas diversas, en particular puede estar integrado o constituir,
total o parcialmente, un generador de corriente de soldadura, un
mando a distancia de generador de corriente de soldadura, una
devanadera de alambre de soldadura, un ordenador o similar.
- Los medios de selección son manejables
manualmente o digitalmente o vocalmente por el operario.
- Los medios de selección comprenden al menos un
órgano de accionamiento móvil entre varias posiciones,
correspondiendo cada una de dichas posiciones a un tipo de juntura
que hay que soldar y/o a una posición de soldadura.
- Los medios de selección permiten seleccionar
al menos un tipo de juntura que hay que soldar elegido entre los
ensamblajes en tingladillo, en traslape embutido, a tope o en
ángulo, con o sin preparación, tal como un chaflán, un talón u
otro.
- Los medios de selección permiten seleccionar
al menos una posición de soldadura elegida entre una soldadura en
plano, una soldadura inclinada y una soldadura vertical, ascendente
o descendente, o en cornisa.
- Es un generador de corriente que comprende un
carrozado externo que comprende una cara delantera en la que están
dispuestos dichos medios de selección, preferiblemente dichos medios
de selección están incorporados en el seno de un bloque de
selección.
- Dichos medios de selección cooperan con unos
medios de memorización de manera que se seleccionan y se
representan, en unos medios de representación, la velocidad del
alambre y/o la longitud de arco y/o la corriente de soldadura.
- Dichos medios de selección comprenden uno o
varios botones o teclas de selección.
- Comprende unos medios de representación de
pasos que permiten representar o indicar al operario el número de
pasos que hay que efectuar o que tienen que ser efectuados.
La invención también se refiere a un
procedimiento de soldadura por arco eléctrico que pone en marcha un
puesto de soldadura por arco, en particular un dispositivo según la
invención, en el que:
a) se selecciona, antes del principio de la
soldadura, al menos un parámetro primario elegido entre el tipo de
juntura que hay que soldar, la posición de soldadura y sus
combinaciones, que corresponde al tipo de juntura que hay que
realizar y/o a la posición de soldadura adoptada,
b) se acciona la soldadura de las piezas que hay
que ensamblar después de haber efectuado la selección de la etapa
a).
Preferentemente, el tipo de juntura que hay que
soldar es elegido entre los ensamblajes en tingladillo, en traslape
embutido, a tope o en ángulo, con o sin preparación, y la posición
de soldadura es elegida entre una soldadura en plano, en cornisa,
inclinada y vertical, ascendente o descendente, o en cornisa.
La invención está ilustrada en las figuras
adjuntas dadas a título ilustrativo pero no limitativo.
La invención está basada en el hecho de
incorporar, por ejemplo en la cara delantera de un puesto de
soldadura, en la devanadera de alambre (caso de la soldadura MIG) o
en el mando a distancia que permite gobernar a distancia el puesto
de soldadura, un bloque suplementario que evita los ajustes
fastidiosos y que permite al operario seleccionar directamente un
tipo de juntura y/o una posición de soldadura, y después, en función
de esta selección, ayudarle en la determinación de todos o parte de
los parámetros de soldadura necesarios o indispensables en la
obtención de un cordón de soldadura de buena calidad.
La figura 1 aquí adjunta esquematiza la cara
delantera 1 de un puesto de soldadura por arco según la invención,
que comprende unos medios 2, 3 de selección, en su cara delantera 1,
del tipo de juntura y de la posición de soldadura 10 a 13.
Más precisamente, la cara delantera 1 del puesto
comprende varios bloques clásicos de los cuales:
- un bloque 20 de elección de parámetros de
ciclo o del procedimiento o régimen de transferencia, tal como
soldadura mantenida o mediante impulsos ejercidos en la palanca de
la antorcha (2T, 4T), procedimiento por cortocircuito (CC) o
pulsado (P)...
- un bloque 30 de regulación del punto de
funcionamiento del puesto con elección de la velocidad del alambre
y regulación de la tensión U, y
- un bloque 40 de visualización con dispositivo
de representación, por ejemplo de cristal líquido o similar, y de
regulación de parámetros de soldadura, tal como diámetro y
naturaleza del alambre o tipo de gas de soldadura.
Por otro lado, esta cara delantera 1 incorpora
también un bloque 50 suplementario con unos medios 2 de selección
del tipo de juntura y de la posición de soldadura que comprenden un
selector 3 de posición, tal como un conmutador rotativo que puede
ser desplazado por el operario en varias posiciones angulares 10 a
13, siendo las diferentes posiciones angulares 10 a 13
representativas del tipo de juntura que hay que efectuar y de la
posición de soldadura. Esto es igualmente visible en la figura 6
que es una vista ampliada de una parte de la cara delantera del
generador de la figura 5 que integra la presente invención.
Así, la posición 10 corresponde a una soldadura
que hay que efectuar en plano y en ángulo, en unas piezas en
posición inclinada; la posición 11 corresponde a una soldadura que
hay que efectuar en el sentido de ascenso, en ángulo y en unas
piezas en posición vertical; la posición 12 corresponde a una
soldadura que hay que efectuar en el sentido de ascenso y en
posición vertical, en unas piezas puestas a tope empalmadas; y la
posición 13 corresponde a una soldadura que hay que efectuar en
plano en unas piezas puestas a tope empalmadas.
Enfrente de las diferentes posiciones angulares
10 a 13, han sido representados unos esquemas de los diferentes
tipos o configuraciones de juntura y posiciones de soldadura que
corresponden a estas posiciones angulares 10 a 13. Estos esquemas
pueden estar grabados en la cara delantera del puesto o estar
impresos en unas etiquetas que están pegadas. Además, estos
esquemas pueden ser también remplazados por otras referencias
análogas.
El selector 3 de posición puede asumir
diferentes formas y no es necesariamente rotativo. Así, puede
presentarse en forma de teclas o de botones de accionamiento
digital, correspondiendo cada tecla o botón a un tipo o una
configuración de juntura y una posición de soldadura. Se puede
también imaginar utilizar un cursor móvil en translación entre
varias posiciones cada una representativa, incluso, de un tipo o de
una configuración de juntura y de una posición de soldadura.
La invención se utiliza preferentemente en
soldadura manual pero puede aplicarse también en la soldadura
automática.
Cuando desea accionar una soldadura con un
dispositivo según la invención, el operario elige su tipo de
ensamblaje y la posición de soldadura eligiendo la posición angular
10 a 13 deseada que corresponde a la soldadura que debe
realizar.
Después, el operario selecciona, con ayuda de
los medios de selección del dispositivo, todos o parte de los otros
parámetros de la tabla I que corresponden a la operación que hay que
realizar.
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En función de los parámetros seleccionados, el
dispositivo de soldadura va a ir a encontrar en su memoria un punto
de funcionamiento en una sinergia dada (curva prerregistrada) que
corresponde a los parámetros seleccionados, es decir,
particularmente unos valores de velocidad de alambre (Vfil) y de
altura de arco que hay que adoptar, y el número de pasos que hay
que efectuar.
El dispositivo podría también responder mediante
dos puntos de funcionamiento en la parte en la que hay recubrimiento
entre las sinergias sin y con preparación.
Hay que subrayar que el operario podría también
imponer el criterio de elección "con" o "sin preparación",
durante la selección de los parámetros.
Los diferentes puntos de funcionamiento podrán
ser obtenidos de manera empírica mediante soldadura de una
preparación de prueba, como la mostrada en la figura 2, y después
incorporados en una base de datos del dispositivo o en unión con
éste.
En la base de datos, deben encontrarse todas
estas informaciones, como se muestra en la tabla II, para los
diámetros de alambre en función del espesor que hay que soldar, con
o sin la preparación de la figura 2, y en la tabla III para lo que
concierne al espesor y el régimen de transferencia obtenidos, por
ejemplo para un alambre de 1,2 mm de diámetro en acero dulce 70S,
en unas piezas en configuración a tope en vertical ascendente y sin
preparación, con una antorcha de soldadura de 450 W alimentada en
corriente por un generador de LA SOUDURE AUTOGENE FRANCAISE
comercializado bajo la referencia 480 TRI y con gas ATAL 5 de L'AIR
LIQUIDE (18% en volumen de CO_{2} + Argón para el resto).
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Unas tablas de correspondencias similares deben,
por lo tanto, estar memorizadas para todos los parámetros posibles:
posición de soldadura, espesor de las piezas que hay que soldar,
tipo de metal, diámetro del alambre, tipo de gas, tipo de
procedimiento... Se debe por lo tanto tener en memoria del puesto un
árbol de directorios que engloba todos los casos posibles obtenidos
por ejemplo realizando unos ensayos de soldadura de manera
empírica.
Después, en función de criterios fijos que se
han ponderado aguas arriba, a partir de los parámetros posición de
soldadura, espesor de las piezas que hay que soldar, tipo de metal,
diámetro del alambre, tipo de gas, tipo de procedimiento, el
dispositivo va a buscar el punto de funcionamiento
correspondiente.
Los tres primeros datos (posición de soldadura,
espesor de las piezas que hay que soldar, tipo de metal) son
impuestos generalmente por el operario, mientras que la cuestión de
los grados de libertad se plantea en los otros parámetros, es
decir, tipo de ensamblaje si procede (con o sin preparación), uno o
varios pasos, velocidad del alambre, intensidad media (Imoy),
tensión media (Vmoy) y longitud de arco (Larc).
Así, para efectuar, en vertical ascendente, una
soldadura en piezas de acero de espesor de 3 mm puestas a tope,
existen varias soluciones posibles en función del diámetro del
alambre, del tipo de gas, del tipo de procedimiento y del criterio
de rendimiento mantenido, es decir, un criterio de productividad o
de calidad, o los dos; éstas son dadas en la tabla II anterior.
Los gases ATAL 5 y ARCAL 14 son comercializados
por la sociedad L'AIR LIQUIDE.
Por otra lado, la figura 3 representa una
pantalla de selección con un menú posible de selección (modo
selección) de un generador de soldadura según la invención que
comprende unos medios de selección que permiten elegir unos
parámetros primarios y secundarios, no solamente posición de
soldadura y tipo de juntura que hay que soldar sino también el
espesor de las piezas...
Antes de la soldadura, el operario elige en esta
pantalla los parámetros deseados, por ejemplo soldadura en plano,
acero y 3 mm respectivamente, en el ejemplo ilustrado.
Esta selección genera entonces una interrogación
de la base de datos memorizados en el generador, como se ha
explicado antes, y subsecuentemente el puesto va a representar en la
pantalla un juego de parámetros aconsejados lo más adaptados a la
selección del operador.
Después, el operario será libre de adoptar estos
parámetros o, por el contrario, de no tenerlos en cuenta o
modificarlos.
Para una selección correspondiente a la figura
3, el puesto va a representar por ejemplo los parámetros dados en
la figura 4, a saber, en este ejemplo, el número de pasos que hay
que realizar (aquí 1 paso), el diámetro del alambre que hay que
elegir (1,2 mm), el tipo de gas que hay que utilizar (ATAL por
ejemplo), el procedimiento...
La operación de soldadura puede entonces
comenzar y desarrollarse en las condiciones que el generador de
soldadura haya considerado como las más adaptadas a la operación
que hay que realizar.
De forma general, la base de datos que comprende
diferentes tablas de datos puede estar almacenada en una memoria
del generador de tipo EPROM, disco duro, memoria flash u otra.
El tratamiento de las bases de datos memorizadas
se hace, en cuanto a él, por medio de un microcontrolador en
función de las informaciones seleccionadas por el operario.
Un programa adaptado saca partido de la base de
datos de manera que responde mejor a los criterios internos del
puesto de soldadura o fijados por el operario.
Claims (12)
-
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1. Dispositivo de soldadura que comprende unos medios (2, 3, 10-13) de selección que permiten a un operario seleccionar, antes del comienzo de la soldadura, al menos el parámetro primario elegido entre el tipo de juntura que hay que soldar, la posición de soldadura y sus combinaciones, siendo los medios de selección manejables manualmente o digitalmente por el operario, caracterizado porque:- dichos medios (2, 3, 10-13) de selección comprenden al menos un órgano (3) de accionamiento móvil entre varias posiciones, correspondiendo cada una de dichas posiciones a un tipo de juntura que hay que soldar y/o a una posición de soldadura, y- dichas posiciones (10-13) están referenciadas mediante unos esquemas o unas referencias que corresponden a los diferentes tipos de junturas y posiciones de soldadura de manera que permiten al operario realizar directamente una selección de un tipo de juntura que hay que soldar y/o de una posición de soldadura por maniobra de dicho órgano (3) de accionamiento móvil y posicionamiento de éste enfrente de una de dichas posiciones (10-13) referenciadas. - 2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (2, 3, 10-13) de selección permiten, además, seleccionar uno o varios parámetros secundarios elegidos entre el espesor que hay que soldar, el tipo de metal que hay que soldar, la naturaleza o el diámetro del alambre de soldadura, el tipo de gas que hay que utilizar, el tipo de procedimiento de soldadura y el tipo de régimen de transferencia deseado.
- 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los medios (2, 3, 10-13) de selección permiten seleccionar al menos un tipo de juntura que hay que soldar elegido entre los ensamblajes en tingladillo, en traslape embutido, a tope o en ángulo, con o sin preparación.
- 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios (2, 3, 10-13) de selección permiten seleccionar al menos una posición de soldadura elegida entre una soldadura en plano, en cornisa, inclinada y vertical, ascendente o descendente, o en cornisa.
- 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque es un generador de corriente de soldadura que comprende un carrozado externo que comprende una cara delantera (1) en la que están dispuestos dichos medios (2, 3, 10-13) de selección.
- 6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos medios (2, 3, 10-13) de selección están incorporados en el seno de un bloque (2) de selección.
- 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dichos medios (2, 3, 10-13) de selección cooperan con unos medios de memorización de manera que se seleccionan y se representan, en unos medios de representación, una o varias informaciones elegidas entre la velocidad del alambre, la corriente de soldadura, la longitud de arco, el número de pasos que hay que efectuar o que tienen que ser efectuados, el diámetro del alambre, el tipo de gas y el tipo de procedimiento de soldadura.
- 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dichos medios (2, 3, 10-13) de selección comprenden uno o varios botones o teclas de selección.
- 9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el órgano (3) de accionamiento móvil es desplazable entre varias posiciones angulares (10-13) representativas de un tipo de juntura que hay que soldar y/o de una posición de soldadura.
- 10. Procedimiento de soldadura por arco eléctrico que pone en marcha un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9.
- 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que:a) se selecciona, antes del comienzo de la soldadura, al menos el parámetro primario elegido entre el tipo de juntura que hay que soldar, la posición de soldadura y sus combinaciones, que corresponde al tipo de juntura que hay que realizar y/o a la posición de soldadura adoptada,b) se acciona la soldadura de la piezas que hay que ensamblar después de haber efectuado la selección de la etapa a).
- 12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque:- el tipo de juntura que hay que soldar es elegido entre los ensamblajes en tingladillo, en traslape embutido, a tope o en ángulo, con o sin preparación, y- la posición de soldadura es elegida entre una soldadura en plano, en cornisa, inclinada y vertical, ascendente o descendente, o en cornisa.
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