ES2677368B1

ES2677368B1 - Metodo para la fabricacion de un intercambiador de calor para gases e intercambiador de calor para gases fabricado con el metodo

Info

Publication number: ES2677368B1
Application number: ES201730108A
Authority: ES
Inventors: Palacios Jesús Jimenez; Lazaro Benjamín Gracia; Perez Raúl Romero; Oliveros Teresa Conte
Original assignee: Valeo Termico SA
Current assignee: Valeo Termico SA
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: EP3576900A1; WO2018141807A1; ES2677368A1; KR20190113862A

Description

DESCRIPCION

METODO PARA LA FABRICACION DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR PARA

GASES E INTERCAMBIADOR DE CALOR PARA GASES FABRICADO CON EL

METODO

Sector de la tecnica

La presente invencion concierne en general, en un primer aspecto, a un metodo para la fabricacion de un intercambiador de calor para gases, que comprende fijar un miembro estructural a un extremo de una carcasa por medio de un proceso de soldadura laser, y mas en particular a un metodo que comprende dirigir un haz laser hacia unas superficies a soldar desde un punto por encima de un lateral de la carcasa.

Un segundo aspecto de la presente invencion concierne a un intercambiador de calor fabricado segun el metodo del primer aspecto.

La invencion se aplica especialmente en intercambiadores de recirculacion de gases de escape de un motor ("Exhaust Gas Recirculation Coolers” o EGRC)).

Estado de la tecnica anterior

Son conocidos en el estado de la tecnica metodos para la fabricacion de un intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, que reunen las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1 de la presente invencion, es decir para los cuales el intercambiador de calor comprende:

- una carcasa con forma de cuerpo alargado hueco que se extiende a lo largo de un eje longitudinal, y que esta abierto en sus respectivos extremos opuestos;

- un primer circuito de fluido para la circulacion de gases y un segundo circuito de fluido para la circulacion de un fluido refrigerante, en el que el primer y segundo circuitos de fluido estan dispuestos dentro de dicha carcasa para un intercambio de calor entre dichos gases y dicho fluido refrigerante; y

- como mlnimo dos miembros estructurales, cada uno unido a un extremo respectivo de dichos extremos opuestos de la carcasa.

Tales metodos conocidos en el estado de la tecnica comprenden fijar al menos uno de los dos miembros estructurales citados al extremo respectivo de la carcasa por medio de un proceso de soldadura laser, con el fin de proporcionar diferentes tipos de uniones de soldadura

Algunos de tales metodos conocidos se describen en los siguientes documentos de patente: ES2269569T3, EP1518043B1 y DE19907163A1.

Los procesos de soldadura descritos en tales documentos se realizan desde ubicaciones poco ventajosas (en general frontales, es decir desde puntos que no estan incluidos en un volumen que rodea la carcasa entre sus extremos opuestos), y/o incluyen unos requerimientos estructurales (placas de soporte extremas con porciones extremas dobladas), dimensionales (relacion de grosores) y de montaje de las piezas a unir, con el fin de que las uniones de soldadura sean mlnimamente robustas, que provocan que los procesos de soldadura no puedan llevarse a cabo de manera rapida, automatizada y mediante secuencias de movimientos sencillos, asl como un alto coste en material al necesitar que las piezas sean de un grosor considerable.

Aparece, por tanto, necesario ofrecer una alternativa al estado de la tecnica que proporcione un metodo de fabrication de un intercambiador de calor, y el intercambiador de calor obtenido, que no adolezca de los inconvenientes de los conocidos en el estado de la tecnica, permitiendo aumentar considerablemente la velocidad del proceso de soldadura laser de las piezas del mismo y, por tanto, poder reducir el grosor de la piezas a soldar.

Explication de la invention

Con tal fin, la presente invencion concierne, en un primer aspecto, a un metodo para la fabricacion de un intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, en el que el intercambiador de calor comprende:

- al menos dos miembros estructurales, cada uno unido a un extremo respectivo de dichos extremos opuestos de la carcasa.

El metodo comprende, de manera en si conocida, fijar al menos uno de los dos miembros estructurales citados al extremo respectivo de la carcasa por medio de un proceso de soldadura laser.

A diferencia de los metodos conocidos en el estado de la tecnica, en el propuesto por el primer aspecto de la presente invencion, por lo menos uno de los dos miembros estructurales (preferentemente, ambos) tiene una porcion saliente que se extiende hacia fuera con respecto a la carcasa y transversalmente con respecto al citado eje longitudinal, y el metodo comprende realizar el proceso de soldadura laser dirigiendo un haz laser para que incida sobre unas respectivas superficies a soldar, tanto de la carcasa como de la citada porcion saliente del miembro estructural, de manera que el haz laser siga una trayectoria recta que provenga de un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa entre sus extremos opuestos, es decir desde un punto situado por encima de una lateral de la carcasa.

Para un ejemplo de realizacion preferido, el metodo del primer aspecto de la presente invencion comprende dirigir el haz laser, durante el proceso de soldadura laser, de manera que la citada trayectoria recta este inclinada con respecto al eje longitudinal.

Ventajosamente, el metodo comprende dirigir el haz laser, durante el proceso de soldadura laser, de manera que la trayectoria recta este inclinada con respecto al eje longitudinal un angulo de entre 20 y 75°, preferentemente de substancialmente 45°.

De acuerdo a un ejemplo de realizacion, la superficie a soldar de la carcasa esta situada en una region de una pared de la carcasa adyacente al borde del extremo correspondiente de la misma, y el metodo comprende controlar la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser de manera que se cree un bordon de soldadura que penetre tanto en dicha pared de la carcasa como en dicha porcion saliente hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

Segun una implementation de dicho ejemplo de realization, el citado miembro estructural es una placa de soporte extrema que tiene una portion perimetral plana, y el metodo comprende apoyar la carcasa, por el canto de su extremo respectivo, transversalmente contra la portion perimetral plana de la placa de soporte extrema, de manera que una parte de la porcion perimetral plana define la citada portion saliente, y a continuation realizar el proceso de soldadura.

Segun una variante de dicha implementation, el metodo del primer aspecto de la invention comprende apoyar la carcasa, por el canto de su extremo respectivo, ortogonalmente contra la portion perimetral plana de la placa de soporte extrema y a continuation realizar el proceso de soldadura, con el fin de proporcionar una union en T.

Ventajosamente, el grosor de la citada pared de la carcasa, en la citada region, y el de la portion perimetral plana de la placa de soporte extrema estan relacionados por una proportion de grosores de sustancialmente 1:1, siempre teniendo en cuenta ciertas tolerancia, de por ejemplo ± 25%

De acuerdo a otro ejemplo de realization, la superficie a soldar de la carcasa esta situada en una zona de una pared de la carcasa adyacente a una portion extrema de la misma que incluye uno de sus extremos opuestos, comprendiendo el metodo controlar la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser de manera que se cree un bordon de soldadura que penetre tanto en dicha pared de la carcasa como en dicha portion saliente hasta unas profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

Segun una implementation de dicho ejemplo de realization, el citado miembro estructural es un miembro de brida que tiene un orificio pasante, en el que una portion perimetral que rodea dicho orificio pasante define la anteriormente denominada portion saliente, comprendiendo el metodo introducir ajustadamente dicha portion extrema de la carcasa en el citado agujero pasante, y despues realizar el proceso de soldadura.

Ventajosamente, el grosor de la portion perimetral del miembro de brida y el de la pared de la carcasa, en dicha zona, estan relacionados por una proportion de grosores incluida dentro de un intervalo de proportion de grosores que va desde sustancialmente 1:1 hasta sustancialmente 2:1.

La disposition de la citada portion saliente compensa el fenomeno conocido como "shrinkage” (contraction) que sufren algunos miembros estructurales tras someterse a unos o mas procesos de soldadura. En particular, cuando el miembro estructural es la citada placa de soporte extrema, y esta es la placa en la que se sueldan los extremos de unos tubos del primer circuito de fluido para la circulation de gases, la soldadura de tales extremos de tubos provoca el citado fenomeno de "shrinkage”, por lo que el hecho de que la placa de soporte extrema incluya la citada porcion saliente, definida por una respetiva porcion perimetral plana (en todo su contorno), es decir que su dimension transversal sea mayor que la de la carcasa, hace que incluso si la dimensiona transversal de la placa se contrae un poco debido a tal fenomeno, tal contraccion no sea perjudicial ni estructuralmente ni para las diferentes uniones de soldadura, quedando asl el fenomeno de "shrinkage” compensado.

De acuerdo con un ejemplo de realization del metodo del primer aspecto de la presente invention, el miembro estructural es una placa de soporte extrema que tiene una porcion perimetral plana, y el metodo comprende ademas la union de dicha placa de soporte extrema a un deposito de gas por medio de un proceso adicional de soldadura laser, comprendiendo el metodo disponer dicha porcion perimetral plana de la placa de soporte extrema contra una porcion perimetral plana de dicho deposito de gas, superponiendose entre si, y luego realizar el proceso adicional de soldadura laser.

Segun una primera variante, el citado proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta que provenga de un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa entre sus extremos opuestos, para incidir primero sobre una superficie de la porcion perimetral plana de la placa de soporte extrema y, a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura que atraviese completamente la porcion perimetral plana de la placa de soporte extrema y penetre en la porcion perimetral plana del deposito de gas hasta una profundidad predeterminada.

De acuerdo a una segunda variante, el proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta ortogonal al anteriormente mencionado eje longitudinal y que provenga de un punto situado por encima de un area llmite de contacto entre las porciones perimetrales planas, de la placa de soporte extrema y del deposito de gas, para incidir simultaneamente sobre unos cantos respectivos de dichas porciones perimetrales planas, y, a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura que penetre en ambas porciones perimetrales planas, hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

Para una tercera variante, parte de la porcion perimetral plana de la placa de soporte extrema se extiende mas alla de la porcion perimetral plana superpuesta del deposito de gas, y el proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta inclinada con respecto al citado eje longitudinal y que provenga de un punto situado dentro de un volumen contiguo al citado volumen que rodea la carcasa entre sus extremos opuestos, para incidir simultaneamente sobre un canto de la porcion perimetral plana del deposito de gas y sobre dicha parte de la porcion perimetral plana de la placa de soporte extrema, y a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura que penetre en ambas porciones perimetrales planas, hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

Ventajosamente, en relation a dicha tercera variante, el metodo del primer aspecto de la presente invention comprende dirigir el haz laser, durante el proceso adicional de soldadura laser, de manera que dicha trayectoria recta este inclinada con respecto al eje longitudinal un angulo de entre 20 y 75°, preferentemente de substancialmente 45°.

De manera preferida, las partes a soldar entre si estan hechas del mismo material (o de materiales muy similares), por lo menos la carcasa y el miembro estructural.

Ventajosamente, dicho material es acero inoxidable, por ejemplo austenltico o ferrltico.

Con el fin de realizar la soldadura completa de las piezas a soldar, el metodo del primer aspecto de la presente invencion comprende realizar el proceso de soldadura por laser y/o el proceso adicional de soldadura laser desplazando relativamente el correspondiente haz laser con respecto a las partes respectivas a soldar, preferentemente de manera automatizada, para soldarlas mediante un bordon continuo de soldadura (es decir que defina un circuito cerrado), manteniendo la orientation y longitud de la respectiva trayectoria recta del haz laser con respecto a las superficies a soldar durante el citado desplazamiento.

Cada uno de tales desplazamientos esta asociado a un ciclo de trabajo realmente rapido en comparacion con los del estado de la tecnica, lo que reduce el coste de fabrication tanto por la reduction del tiempo del ciclo de trabajo como por la cantidad de material necesario para fabricar las piezas a soldar, siendo estas, en general, de menor grosor que las utilizadas en el estado de la tecnica, proporcionandose tambien unas uniones mas robustas que las obtenidas en el estado de la tecnica.

Por lo que se refiere al anteriormente denominado punto desde el que proviene el haz laser, en funcion del ejemplo de realization este coincide directamente con la ubicacion de la fuente de luz laser (por ejemplo, un cabezal laser) o con el de un elemento de direccionamiento del haz laser dentro de un camino optico que proviene de la fuente laser, tal como un prisma o un espejo de un sistema galvanometrico.

Asimismo, la presente invention tambien propone, para un ejemplo de realizacion, para el anteriormente descrito proceso de soldadura y/o para el proceso adicional de soldadura, llevar a cabo una monitorizacion del respectivo bordon de soldadura que esta siendo creado (por ejemplo, con un sistema remoto de camara asociado a tecnicas de reconocimiento de imagenes), con el fin de establecer un control en lazo cerrado del haz laser, que permita una mayor precision en su direccionamiento para absorber pequenas variaciones en la position de las piezas a soldar.

Un segundo aspecto de la presente invencion concierne a un intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, que comprende, de manera en si conocida:

- un primer circuito de fluido para la circulation de gases y un segundo circuito de fluido para la circulacion de un fluido refrigerante, en el que el primer y segundo circuitos de fluido estan dispuestos dentro de dicha carcasa para un intercambio de calor entre dichos gases y dicho fluido refrigerante; y

A diferencia de los intercambiadores de calor conocidos en el estado de la tecnica, en el propuesto por el segundo aspecto de la presente invencion, por lo menos uno (preferentemente ambos) de los al menos dos miembros estructurales tiene una portion saliente que se extiende hacia fuera con respecto a la carcasa y transversalmente con respecto al anteriormente mencionado eje longitudinal, y el intercambiador de calor ha sido fabricado de acuerdo con el metodo del primer aspecto de la presente invention.

De acuerdo a un ejemplo de realization, el intercambiador de calor del segundo aspecto de la invencion ha sido fabricado de acuerdo con el ejemplo de realizacion arriba descrito del metodo del primer aspecto para el cual el haz laser era desplazado relativamente con respecto a las partes respectivas a soldar para soldarlas mediante un bordon continuo de soldadura, comprendiendo el intercambiador, para una primera implementation, una union de soldadura entre la carcasa y el miembro estructural que esta formada por el mencionado bordon continuo de soldadura, y, para una segunda implementacion para la que el miembro estructural es una placa de soporte extrema, una union de soldadura entre la placa de soporte extrema y el deposito de gas que esta formada por el mencionado bordon continuo de soldadura.

Breve description de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas y caracterlsticas se comprenderan mas plenamente a partir de la siguiente descripcion detallada de unos ejemplos de realizacion con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a tltulo ilustrativo y no limitativo, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva explosionada que muestra al intercambiador de calor propuesto por el segundo aspecto de la invencion, para un ejemplo de realizacion;

La Figura 2 ilustra al intercambiador de la Figura 1, una vez montado;

La Figura 3 es una vista en planta del intercambiador ilustrado en la Figura 2;

La Figura 4 es una vista en alzado de una section transversal del intercambiador de la Figura 3, tomada a traves de un plano de corte segun indica la llnea de corte A-A en la Figura 3;

La Figura 5 corresponde a una vista ampliada del detalle indicado como D en la Figura 4, ilustrandose la union entre la carcasa y la placa de soporte extrema;

La Figura 6 corresponde a una vista ampliada del detalle indicado como E en la Figura 4, ilustrandose la union entre la carcasa y el miembro de brida;

Las Figuras 7a, 7b y 7c son unas respectivas vistas ampliadas del detalle indicado como H en la Figura 4, ilustrandose la union entre la placa de soporte extrema y el deposito de gas, para tres correspondientes ejemplos de realization alternativos de la presente invention.

Description detallada de unos ejemplos de realization

En las Figuras 1 a 4 se ilustra al intercambiador de calor para gases propuesto por el segundo aspecto de la invencion, fabricado segun el metodo del primer aspecto, para un ejemplo de realizacion, para el que este comprende:

- una carcasa B con forma de cuerpo alargado hueco que se extiende a lo largo de un eje longitudinal, y que esta abierto en sus respectivos extremos opuestos Ba, Bb;

- un primer circuito de fluido para la circulation de gases (ilustrado en la Figura 4, para una realizacion para el que este esta formado por una haz de tubos T) y un segundo circuito de fluido para la circulacion de un fluido refrigerante, que entra por el conducto de entrada R1 y sale por el de salida R2, en el que el primer y segundo circuitos de fluido estan dispuestos dentro de la carcasa B para un intercambio de calor entre los gases y el fluido refrigerante;

- dos placas de soporte extremas P, cada una unida a un extremo respectivo de los extremos opuestos Ba, Bb de la carcasa B;

- un deposito de gas G unido a una de las placas de soporte extrema P; y

- un miembro de brida F unido a una portion extrema de la carcasa B que incluye al extremo Bb.

En la Figura 5 se ilustra, ampliado, el detalle indicado como D en la Figura 4, que muestra la union entre la carcasa B y una de las placas de soporte extrema P mediante un proceso de soldadura laser.

En particular, en la Figura 5 se ilustra como la placa de soporte extrema P tiene una porcion perimetral plana Pc parte de la cual define una porcion saliente, contra la que se ha apoyado el canto C del extremo Ba de la carcasa B, segun el metodo del primer aspecto de la invencion, en este caso ortogonalmente, tras lo cual se ha realizado el proceso de soldadura laser dirigiendo un haz laser para que incida sobre unas respectivas superficies a soldar, tanto de la carcasa B, en particular en una region de una pared de la carcasa B adyacente al borde del extremo Ba, como de la porcion saliente de la placa de soporte extrema P, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser de manera que se cree el bordon de soldadura S1 ilustrado, que penetra tanto en la pared de la carcasa B como en la porcion saliente definida por la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

La placa de soporte extrema P incluye, para unos ejemplos de realization (tal como se aprecia en las Figuras 5, 7a, 7b y 7c), uno o mas nervios Z (uno continuo o varios discontinuos, en ambos casos a lo largo de todo el contorno de la placa P) que queda(n) encajado(s) dentro del respectivo extremo de la carcasa B, en este caso del extremo B1, con el fin de facilitar el posicionamiento ortogonal de la carcasa B contra la placa de soporte extrema P, y de que ambas piezas no se separen previamente y durante la realizacion del proceso de soldadura.

En las Figuras 3 y 4 se ilustra esquematicamente un cabezal laser L1 ubicado en un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa B entre sus extremos opuestos Ba, Bb, y encargado de generar el haz laser con el que se realiza la soldadura de la Figura 5, el cual sigue una trayectoria recta inclinada con respecto al anteriormente citado eje longitudinal, segun la direction indicada por la flecha que sale del cabezal laser L1, con una inclination Y de entre 20 y 75°, preferentemente de substancialmente 45°.

La orientation y longitud de la respectiva trayectoria recta del haz laser con respecto a las superficies a soldar no solamente se mantiene para las dos posiciones ilustradas por las Figuras 3 y 4, sino durante todo el desplazamiento relativo del haz laser con respecto a las partes respectivas a soldar (ya sea desplazando el cabezal L1 o las piezas a soldar), para soldarlas mediante un bordon continuo de soldadura S1.

Para la realizacion ilustrada por la Figura 5, el grosor de la pared de la carcasa B, en la citada region, y el de la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P estan relacionados por una proportion de grosores de sustancialmente 1:1, como indican las cotas en la propia figura (para unidades arbitrarias), siendo ambos del mismo material (o de materiales muy similares), y el ancho del bordon S1 como mlnimo igual a cada uno de dichos grosores.

En la Figura 6 se ilustra, ampliado, el detalle indicado como E en la Figura 4, relativo a la union entre la carcasa B y el miembro de brida F.

Segun se ilustra en la Figura 1, el miembro de brida F tiene un orificio pasante Fo en el que una porcion perimetral Fc que rodea al orificio pasante Fo define una porcion saliente, comprendiendo el metodo del primer aspecto de la invention introducir ajustadamente la referida porcion extrema de la carcasa B en el agujero pasante Fo, y despues realizar el proceso de soldadura laser, en el que la superficie a soldar de la carcasa B esta situada en una zona de una pared de la carcasa B adyacente a la citada porcion extrema de la misma.

En relation a dicho proceso de soldadura de la carcasa B al miembro de brida F, en las Figuras 3 y 4 tambien se ilustra esquematicamente un cabezal laser L2 ubicado en un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa B entre sus extremos opuestos Ba, Bb, y encargado de generar el haz laser con el que se realiza la soldadura de la Figura 6, el cual tambien sigue una trayectoria recta inclinada con respecto al anteriormente citado eje longitudinal, segun la direction indicada por la flecha que sale del cabezal laser L2, con una inclination X de entre 20 y 75°, preferentemente de substancialmente 45°.

Para la soldadura de la carcasa B al miembro de brida F, se controla la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser incidente que sale del cabezal L2, de manera que se cree un bordon de soldadura S2 que penetre tanto en la pared de la carcasa B como en la porcion perimetral Fc que define a la porcion saliente, hasta unas profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente, segun se ilustra en la Figura 6. En este caso, tanto el ancho como la profundidad del bordon S2 son como mlnimo igual al grosor de la pared de la carcasa B, y el grosor de la porcion perimetral Fc y el de la pared de la carcasa B, en la citada zona, estan relacionados por una proportion de grosores incluida dentro de un intervalo de proportion de grosores que va desde sustancialmente 1: 1 hasta sustancialmente 2:1, estando hechas ambas del mismo material (o de materiales muy similares).

De igual modo que para la soldadura de la carcasa B a la placa de soporte extrema P, para la soldadura de la carcasa B al miembro de brida F, se desplaza relativamente el haz laser, en este caso el emitido por el cabezal L2, con respecto a las partes respectivas a soldar, para soldarlas mediante un bordon continuo de soldadura S2, manteniendo la orientation y longitud de la respectiva trayectoria recta del haz laser con respecto a las superficies a soldar durante el citado desplazamiento.

Finalmente, en las Figuras 7a, 7b y 7c se ilustran unos ejemplos de realization alternativos de la soldadura de la placa de soporte extrema P al deposito de gas G, mediante unas respectivas vistas ampliadas del detalle indicado como H en la Figura 4.

Para los tres ejemplos de realizacion ilustrados en las Figuras 7a, 7b y 7c, el metodo del primer aspecto de la invention comprende disponer la portion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P contra una porcion perimetral plana Gc del deposito de gas G, superponiendose entre si, y luego realizar un proceso adicional de soldadura laser.

Los grosores de las porciones perimetrales planas Pc y Gc estan relacionados por una proportion de grosores de sustancialmente 1:1, como indican las cotas en la propia figura (para unidades arbitrarias), siendo ambas porciones del mismo material (o muy similares).

Para la realizacion de la Figura 7a, el citado proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta que provenga de un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa B entre sus extremos opuestos Ba, Bb (y que en este caso sigue una trayectoria paralela al citado eje longitudinal de la carcasa B), para incidir primero sobre una superficie de la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P y, a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura S3 que atraviese completamente la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P y penetre en la porcion perimetral plana Gc del deposito de gas G hasta una profundidad predeterminada, que en este caso incluye como mlnimo un 80% del grosor de la misma (tal y como indica la unidad arbitraria 1.8 relativa a la profundidad minima de S3) .

Segun se indica en la Figura 7a, el ancho del bordon S3 es como mlnimo igual al doble de cada uno de los grosores de las porciones perimetrales planas Pc y Gc.

Para el ejemplo de realizacion de la Figura 7b, el proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta ortogonal al eje longitudinal de la carcasa B y que provenga de un punto situado por encima de un area llmite de contacto entre las porciones perimetrales planas Pc, Gc de la placa de soporte extrema P y del deposito de gas G, para incidir simultaneamente sobre unos cantos respectivos de las porciones perimetrales planas Pc, Gc y, a continuacion, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura S4 que penetre en ambas porciones perimetrales planas Pc, Gc hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente. En este caso, tanto el ancho como la profundidad del bordon S4 es igual a como mmimo cada uno de los grosores de las porciones perimetrales planas Pc y Gc.

Por lo que se refiere al ejemplo de realizacion de la Figura 7c, para este parte de la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P se extiende mas alla de la porcion perimetral plana superpuesta Gc del deposito de gas G, y el proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta inclinada con respecto al eje longitudinal de la carcasa B (un angulo de entre 20 y 75°, preferentemente de substancialmente 45°) y que provenga de un punto situado dentro de un volumen contiguo al citado volumen que rodea la carcasa B entre sus extremos opuestos (es decir, desde el lado del deposito de gas G), para incidir simultaneamente sobre un canto de la porcion perimetral plana Gc del deposito de gas G y sobre la citada parte de la porcion perimetral plana Pc de la placa de soporte extrema P, y a continuation, controlando la energia y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura S5 que penetre en ambas porciones perimetrales planas Pc, Gc hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

En este caso, tanto el ancho como la profundidad del bordon S5 es igual a como mmimo cada uno de los grosores de las porciones perimetrales planas Pc y Gc.

De igual modo que se ha explicado con referencia a los bordones de soldadura S1 y S2, para la realizacion de los bordones S3, S4 y S5 tambien se desplazan relativamente unos respectivos cabezales laser (no ilustrados) con respecto a las piezas a soldar, para que tales bordones S3, S4, S5 sean continuos, es decir definan unos respectivos circuitos cerrados, manteniendose durante tales desplazamientos la orientacion y longitud de las respectivas trayectorias rectas de los haces laser con respecto a las superficies a soldar.

Un experto en la materia podna introducir cambios y modificaciones en los ejemplos de realizacion descritos sin salirse del alcance de la invention segun esta definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Metodo para la fabrication de un intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, en el que el intercambiador de calor comprende:

- una carcasa (B) con forma de cuerpo alargado hueco que se extiende a lo largo de un eje longitudinal, y que esta abierto en sus respectivos extremos opuestos (Ba, Bb);

- un primer circuito de fluido para la circulation de gases y un segundo circuito de fluido para la circulation de un fluido refrigerante, en el que el primer y segundo circuitos de fluido estan dispuestos dentro de dicha carcasa (B) para un intercambio de calor entre dichos gases y dicho fluido refrigerante; y

- al menos dos miembros estructurales, cada uno unido a un extremo respectivo de dichos extremos opuestos (Ba, Bb) de la carcasa (B),

en el que el metodo comprende fijar al menos uno de dichos dos miembros estructurales a dicho extremo respectivo de la carcasa (B) por medio de un proceso de soldadura laser,

caracterizado porque al menos uno de dichos al menos dos miembros estructurales tiene una portion saliente que se extiende hacia fuera con respecto a la carcasa (B) y transversalmente con respecto a dicho eje longitudinal, y porque el metodo comprende realizar dicho proceso de soldadura laser dirigiendo un haz laser para que incida sobre unas respectivas superficies a soldar, tanto de la carcasa (B) como de dicha portion saliente del miembro estructural, de manera que dicho haz laser siga una trayectoria recta que provenga de un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa (B) entre sus extremos opuestos (Ba, Bb).

2. Metodo segun la revindication 1, que comprende dirigir dicho haz laser, durante dicho proceso de soldadura laser, de manera que dicha trayectoria recta este inclinada con respecto a dicho eje longitudinal.

3. - Metodo segun la revindication 2, que comprende dirigir dicho haz laser, durante dicho proceso de soldadura laser, de manera que dicha trayectoria recta este inclinada con respecto a dicho eje longitudinal un angulo de entre 20 y 75°.

4. - Metodo segun la reivindicacion 3, en el que dicho angulo es de substancialmente 45°.

5. - Metodo segun la reivindicacion 2, 3 o 4, en el que dicha superficie a soldar de la carcasa (B) esta situada en una region de una pared de la carcasa (B) adyacente al borde del extremo correspondiente (Ba, Bb) de la misma, donde el metodo comprende controlar la energla y el tiempo de aplicacion de dicho haz laser de manera que se cree un bordon de soldadura (S1) que penetre tanto en dicha pared de la carcasa (B) como en dicha porcion saliente hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

6. - Metodo segun la reivindicacion 5, en el que dicho miembro estructural es una placa de soporte extrema (P) que tiene una porcion perimetral plana (Pc), donde el metodo comprende apoyar la carcasa (B), por el canto (C) de su extremo respectivo (Ba, Bb), transversalmente contra dicha porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P), de manera que una parte de la porcion perimetral plana (Pc) define dicha porcion saliente, y a continuation realizar el proceso de soldadura.

7. - Metodo segun la reivindicacion 6, que comprende apoyar la carcasa (B), por el canto (C) de su extremo respectivo (Ba, Bb), ortogonalmente contra la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) y a continuacion realizar el proceso de soldadura, con el fin de proporcionar una union en T.

8. - Metodo segun la reivindicacion 6 o 7, en el que el grosor de dicha pared de la carcasa (B), en dicha region, y el de la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) estan relacionados por una proportion de grosores de sustancialmente 1:1.

9. - Metodo segun la reivindicacion 2, 3 o 4, en el que dicha superficie a soldar de la carcasa (B) esta situada en una zona de una pared de la carcasa (B) adyacente a una porcion extrema de la misma que incluye uno de dichos extremos opuestos (Ba, Bb), comprendiendo el metodo controlar la energla y el tiempo de aplicacion de dicho haz laser de manera que se cree un bordon de soldadura (S2) que penetre tanto en dicha pared de la carcasa (B) como en dicha porcion saliente hasta unas profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

10. - Metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que dicho miembro estructural es un miembro de brida (F) que tiene un orificio pasante (Fo), en el que una porcion perimetral (Fc) que rodea dicho orificio pasante (Fo) define dicha porcion saliente, comprendiendo el metodo introducir ajustadamente dicha porcion extrema de la carcasa (B) en dicho agujero pasante (Fo), y despues realizar el proceso de soldadura.

11. - Metodo segun la reivindicacion 9 o 10, en el que el grosor de la porcion perimetral (Fc) del miembro de brida (F) y el de dicha pared de la carcasa (B), en dicha zona, estan relacionados por una proportion de grosores incluida dentro de un intervalo de proportion de grosores que va desde sustancialmente 1:1 hasta sustancialmente 2:1.

12. - Metodo segun la reivindicacion 2, 3 or 4, en el que dicho miembro estructural es una placa de soporte extrema (P) que tiene una porcion perimetral plana (Pc), y en el que el metodo comprende ademas la union de dicha placa de soporte extrema (P) a un deposito de gas (G) por medio de un proceso adicional de soldadura laser, comprendiendo el metodo disponer dicha porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) contra una porcion perimetral plana (Gc) de dicho deposito de gas (G), superponiendose entre si, y luego realizar dicho proceso adicional de soldadura laser.

13. - Metodo segun la reivindicacion 12, en el que dicho proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta que provenga de un punto situado dentro de un volumen que rodea la carcasa (B) entre sus extremos opuestos (Ba, Bb), para incidir primero sobre una superficie de la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) y, a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura (S3) que atraviese completamente la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) y penetre en la porcion perimetral plana (Gc) del deposito de gas (G) hasta una profundidad predeterminada.

14. - Metodo segun la reivindicacion 12, en el que dicho proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta ortogonal a dicho eje longitudinal y que provenga de un punto situado por encima de un area llmite de contacto entre las porciones perimetrales planas (Pc, Gc) de la placa de soporte extrema (P) y del deposito de gas (G), para incidir simultaneamente sobre unos cantos respectivos de dichas porciones perimetrales planas (Pc, Gc) y, a continuacion, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura (S4) que penetre en ambas porciones perimetrales planas (Pc, Gc) hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

15. - Metodo segun la reivindicacion 12, en el que parte de la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P) se extiende mas alla de la porcion perimetral plana superpuesta (Gc) del deposito de gas (G), y en el que dicho proceso adicional de soldadura laser comprende dirigir un haz laser de manera que siga una trayectoria recta inclinada con respecto a dicho eje longitudinal y que provenga de un punto situado dentro de un volumen contiguo a dicho volumen que rodea la carcasa (B) entre sus extremos opuestos, para incidir simultaneamente sobre un canto de la porcion perimetral plana (Gc) del deposito de gas (G) y sobre dicha parte de la porcion perimetral plana (Pc) de la placa de soporte extrema (P), y a continuation, controlando la energla y el tiempo de aplicacion del haz laser, crear un bordon de soldadura (S5) que penetre en ambas porciones perimetrales planas (Pc, Gc) hasta profundidades predeterminadas, sin atravesarlas completamente.

16. - Metodo segun la reivindicacion 15, que comprende dirigir dicho haz laser, durante dicho proceso adicional de soldadura laser, de manera que dicha trayectoria recta este inclinada con respecto al eje longitudinal un angulo de entre 20 y 75°.

17. - Metodo segun la reivindicacion 16, en el que dicho angulo es de substancialmente 45°.

18. - Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos dicha carcasa (B) y el miembro estructural estan hechos del mismo material.

19. - Metodo segun la reivindicacion 18, en el que dicho material es acero inoxidable.

20. - Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende realizar dicho proceso de soldadura por laser y/o dicho proceso adicional de soldadura laser desplazando relativamente dicho haz laser con respecto a las partes respectivas a soldar, para soldarlas mediante un bordon continuo de soldadura (S1 , S2, S3, S4, S5), manteniendo la orientation y longitud de la respectiva trayectoria recta del haz laser con respecto a las superficies a soldar durante dicho desplazamiento.

21. - Intercambiador de calor para gases, en especial para gases de escape de un motor, que comprende:

- un primer circuito de fluido para la circulacion de gases y un segundo circuito de fluido para la circulacion de un fluido refrigerante, en el que el primer y segundo circuitos de fluido estan dispuestos dentro de dicha carcasa (B) para un intercambio de calor entre dichos gases y dicho fluido refrigerante; y

- al menos dos miembros estructurales, cada uno unido a un extremo respectivo de dichos extremos opuestos de la carcasa (B),

caracterizado porque al menos uno de dichos al menos dos miembros estructurales tiene una porcion saliente que se extiende hacia fuera con respecto a la carcasa (B) y transversalmente con respecto a dicho eje longitudinal, y porque el intercambiador de calor ha sido fabricado de acuerdo con el metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

22. - Intercambiador de calor segun la reivindicacion 21, fabricado de acuerdo con el metodo de la reivindicacion 20, que comprende una union de soldadura entre la carcasa (B) y el miembro estructural, que esta formada por dicho bordon continuo de soldadura (S1, S2).

23. - Intercambiador de calor segun la reivindicacion 21, fabricado de acuerdo con el metodo de la reivindicacion 20, en el que el miembro estructural es una placa de soporte extrema (P) y el intercambiador de calor comprende una union de soldadura entre la placa de soporte extrema (P) y el deposito de gas (G), que esta formada por dicho bordon continuo de soldadura (S3, S4, S5).

24. - Intercambiador segun una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que la placa de soporte extrema (P) incluye uno o mas nervios (Z) dispuestos para introducirse y quedar encajados dentro del respectivo extremo (Ba, Bb) de la carcasa (B).