ES2930400T3 - Método y dispositivo para la fabricación de cuerpos unidos - Google Patents

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Kenichi Watanabe
Takayuki Kimura
Liang Chen
Masao Hadano
Reiichi Suzuki
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Abstract

En un método para fabricar un cuerpo unido 1: un material de aro 20 chapado con un material metálico se superpone a un material en blanco 2 chapado con un material metálico; la superficie del material del aro 20 se irradia con luz láser 26 desde un sistema de oscilación láser 25; se forma una pieza unida 5, estando configurada la pieza unida 5 a partir de una pieza soldada lineal 4 en la que se unen el material 2 en bruto y el material 20 del aro; y se fabrica un cuerpo ensamblado 1 en el que se unen el material de partida 2 y el material de aro 20. En este método, el material del aro 20 se suministra para que se disponga sobre el material en blanco 2 y de modo que se forme un espacio prescrito d desde el material del aro 2, el material del aro 20 se irradia con el láser en la posición en la que el el espacio prescrito d está presente entre el material en blanco 2 y el material del aro 20, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y dispositivo para la fabricación de cuerpos unidos
La presente invención se refiere a un método de fabricación de un cuerpo de junta, y a un aparato para fabricar un cuerpo de junta, véase las reivindicaciones 1 y 3, respectivamente.
Antecedentes de la técnica
Un miembro metálico, tal como una placa de acero galvanizado, que resulta de chapar una superficie de una placa metálica, se utiliza en diversas estructuras. Por ejemplo, en una estructura tal como un automóvil, la placa de acero galvanizado que es impermeable se utiliza a menudo como placa exterior o similar.
Un miembro metálico chapado de este tipo se utiliza en diversas aplicaciones. Cuando se utiliza como parte de una estructura, el miembro metálico chapado debe unirse a otro miembro estructural mediante soldadura o similar. Cuando el miembro metálico chapado se suelda a otro miembro estructural, un componente de la capa chapada puede fundirse y evaporarse por el calor de la soldadura, y este gas evaporado por el componente puede quedar atrapado en una porción soldada. En un caso de este tipo, el gas evaporado por el componente por tanto atrapado en la porción soldada estalla, y como resultado, se forma un orificio defectuoso llamado sopladura en la porción soldada.
El documento de patente 1 divulga una estructura soldada por láser hecha de dos placas de acero chapadas que están soldadas por láser con al menos una de las dos placas de acero chapadas separadas para formar una trayectoria de descarga de gas. En esta estructura, el hecho de que una de las placas de acero chapado esté en relieve hace que las dos placas de acero chapado se separen entre sí para formar la trayectoria de descarga de gas en un lugar cercano a una línea de soldadura. Por lo tanto, durante la soldadura láser, el gas evaporado por el componente generado por la capa de revestimiento en una superficie de junta se descarga al exterior a través de la trayectoria de descarga de gas para evitar la aparición de una sopladura.
Documento de la técnica anterior
Documento de patente
Documento de patente 1: Documento JP 2001- 276990 A, fundamento del preámbulo de las reivindicaciones 1 y 3
Documento de patente 2: Documento JP 2010-005632 A
Sumario de la invención
Problemas que debe resolver la invención
Sin embargo, para la estructura soldada por láser divulgada en el documento de patente 1, puesto que es necesario hacer la placa de acero chapada en relieve, el número de procesos se incrementa en comparación con la soldadura normal. Además, puesto que es necesario hacer la placa de acero chapada en relieve de antemano, es inadecuado para la soldadura continua en un material de placa continua.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es evitar la ocurrencia de una sopladura mediante un método simple sin aumentar el número de procesos en un método de fabricación y un aparato de fabricación para un cuerpo de junta que tiene miembros metálicos chapados unidos.
Medios para resolver los problemas
En cuanto al método de fabricación, el objeto anterior se resuelve mediante un método que tiene las características de la reivindicación 1.
De acuerdo con este método, el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico se unen mediante soldadura láser con el hueco predeterminado prevista en una dirección del espesor, permitiendo así que el gas evaporado por el componente generado por la capa de revestimiento se libere a través del hueco. En este momento, puesto que el primer miembro metálico se suministra para formar el hueco predeterminado entre el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico, no es necesario aplicar un procesamiento especial, como el estampado, para formar un hueco cuando el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico se colocan uno encima del otro de forma convencional. Es decir, incluso cuando tanto el primer miembro metálico como el segundo miembro metálico son materiales de placa plana, el gas evaporado del componente puede ser liberado. Obsérvese que un aspecto específico del suministro del primer miembro metálico para formar el hueco predeterminado se describirá más adelante. Por lo tanto, es posible evitar la aparición de una sopladura mediante un método sencillo sin aumentar el número de procesos y, a su vez, permite evitar la aparición de un defecto en el cuerpo de junta. En el presente documento, el hueco predeterminado se refiere a una separación que tiene una longitud que permite que el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico se unan mediante soldadura láser, permitiendo al mismo tiempo que se libere el gas evaporado por el componente. Es decir, cuando este hueco es demasiado pequeño, el gas evaporado por el componente puede no salir, y cuando este hueco es demasiado grande, el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico pueden no soldarse.
En la reivindicación 2 se expone otro desarrollo del método.
En la reivindicación 3 se indica un aparato. En la reivindicación 4 se expone otro desarrollo del aparato.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, en el método y el aparato para un cuerpo de unta que tiene materiales de placa unidos, puesto que el primer miembro metálico se suministra para formar un hueco predeterminado entre el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico, es posible unir el primer miembro metálico y el segundo miembro metálico mediante soldadura láser con el hueco predeterminado proporcionado en la dirección del espesor. Esto permite, incluso cuando tanto el primer miembro metálico como el segundo miembro metálico son materiales de placa plana, que el gas evaporado por el componente que se genera en la capa de revestimiento se libere a través de este hueco y, a su vez, permite evitar la aparición de una sopladura mediante un método sencillo sin aumentar el número de procesos.
Breve descripción de los dibujos
la Figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de cuerpo de junta fabricado por un aparato de fabricación; la Figura 2 es una vista en planta del ejemplo del cuerpo de junta fabricado por el aparato de fabricación;
la Figura 3A es una vista en perspectiva de un pilar B fabricado mediante el procesamiento de un cuerpo de junta por estampación en caliente;
la Figura 3B es una vista en perspectiva de otro ejemplo del pilar B fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta por estampación en caliente;
la Figura 4 es una vista esquemática en perspectiva del aparato de fabricación no contemplado en la presente invención;
la Figura 5 es una vista lateral esquemática del aparato de fabricación del cuerpo de junta no contemplado en la presente invención;
la Figura 6A es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de patrón de irradiación de luz láser; la Figura 6B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 6A;
la Figura 7 es una vista en planta esquemática para describir un proceso de corte;
la Figura 8A es una vista en planta esquemática que muestra una primera alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 8B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 8A;
la Figura 9A es una vista en planta esquemática que muestra una segunda alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 9B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 9A;
la Figura 10A es una vista en planta esquemática que muestra una tercera alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 10B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 10A;
la Figura 11A es una vista en planta esquemática que muestra una cuarta alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 11B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 11A;
la Figura 12A es una vista en planta esquemática que muestra una quinta alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 12B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 12A;
la Figura 13A es una vista en planta esquemática que muestra una sexta alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 13B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 13A;
la Figura 14A es una vista en planta esquemática que muestra una séptima alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 14B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 14A;
la Figura 15A es una vista en planta esquemática que muestra una octava alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 15B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 15A;
la Figura 16A es una vista en planta esquemática que muestra una novena alternativa del patrón de irradiación de luz láser;
la Figura 16B es una vista en planta esquemática que muestra un ejemplo de una porción de junta obtenida basándose en el patrón de irradiación mostrado en la Figura 16A;
la Figura 17 es una vista lateral esquemática de una modificación del aparato de fabricación mostrado en la Figura 5, y que es conforme a la presente invención;
la Figura 18 es una vista esquemática en perspectiva de un aparato de fabricación de un cuerpo de junta no contemplado en la presente invención;
la Figura 19 es una vista esquemática en perspectiva de un aparato de fabricación de un cuerpo de junta no contemplado en la presente invención;
la Figura 20 es una vista en perspectiva de un ejemplo de cuerpo de junta fabricado por el aparato de fabricación; y la Figura 21 es una vista en planta que muestra una alternativa del cuerpo de junta.
Modo para llevar a cabo la invención
(Primer ejemplo, no contemplado en la presente invención)
A continuación se describirá un primer ejemplo no contemplado en la presente invención con referencia a las Figura 1 a Figura 16B.
(Cuerpo de junta)
La Figura 1 y la Figura 2 muestran un cuerpo de junta 1 fabricado por un aparato de fabricación (Figura 4 y Figura 5) no contemplado en la presente invención.
El cuerpo de junta 1 mostrado en la Figura 1 y la Figura 2 incluye un material en bruto 2 (primer miembro metálico) que es un ejemplo de placa de acero galvanizado y un material de refuerzo 3 (segundo miembro metálico) que también es un ejemplo de placa de acero galvanizado. De acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, el material de refuerzo 3 es más estrecho que el material en bruto 2, y el material de refuerzo 3 y el material en bruto 2 tienen un espesor de aproximadamente 2 mm, por ejemplo. Sin embargo, el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3 no tienen que ser necesariamente placas de acero galvanizado y pueden ser miembros metálicos chapados con un material metálico. Algunos ejemplos de los materiales metálicos de este tipo utilizados para el chapado incluyen aluminio, oro, plata, cobre, estaño, níquel y cromo. Por ejemplo, el miembro metálico que se va a chapar puede ser una aleación de aluminio o una aleación de titanio.
El material de refuerzo 3 se coloca sobre el material en bruto 2 y se fija al material en bruto 2 mediante soldadura láser. El cuerpo de junta 1 incluye una porción de junta 5 formada por una marca de soldadura continua o porción soldada 4, a lo largo de la que se unen el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3. La porción de junta 5 mostrada en la Figura 1 y la Figura 2 es simplemente un ejemplo, y, como se describirá más adelante con referencia a la Figura 8A a la Figura 16B, la forma específica de la porción de junta 5 incluye varias alternativas.
La porción de junta 5 incluye un cuerpo principal 6 y una porción final 7.
De acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, la porción soldada 4 en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 tiene una forma curvada con un patrón periódico repetitivo e incluye una primera porción longitudinal 8, una segunda porción longitudinal 9, y una pluralidad de porciones de conexión 10 con forma curva. En la primera porción longitudinal 8, una pluralidad de porciones de intersección 8a (primeras porciones de intersección) donde la porción soldada 4 se interseca a sí misma están dispuestas en una dirección A (primera dirección) en vista en planta, y la primera porción longitudinal 8 se extiende a su vez en la dirección A. La dirección A coincide con una dirección de soldadura (véase un símbolo WD en la Figura 4, por ejemplo) que se describirá más adelante y una dirección opuesta a la dirección de soldadura. La segunda porción longitudinal 9 se encuentra separada de la primera porción longitudinal 8 en una dirección B ortogonal a la dirección A en vista en planta. En la segunda porción longitudinal 9, como con la primera porción longitudinal 8, una pluralidad de porciones de intersección 9a (segundas porciones de intersección) donde la porción soldada 4 se interseca a sí misma están dispuestas en la dirección A en vista de planta, y la segunda porción longitudinal 9 se extiende a su vez en la dirección A. La pluralidad de porciones de conexión 10 están dispuestas a intervalos en la dirección A, cada una de las porciones de conexión 10 se extiende en la dirección B, y ambos extremos de cada una de las porciones de conexión 10 están conectados a la primera porción longitudinal 8 y a la segunda porción longitudinal 9. De acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, la primera porción longitudinal 8, la segunda porción longitudinal 9, y la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de escalera en vista en planta.
En la porción final 7 de la porción de junta 5, la porción soldada 4 tiene una forma de zigzag o de línea plegada que se extiende hacia delante y hacia atrás, a intervalos próximos, entre la primera porción longitudinal 8 y la segunda porción longitudinal 9. Como se describirá más adelante con referencia a la Figura 20, la porción de junta 5 puede incluir solo el cuerpo principal 6 sin la porción final 7.
En el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5, la porción soldada 4 que tiene una forma de línea se extiende continuamente en dos direcciones ortogonales entre sí, es decir, en ambas direcciones A, B, en vista en planta. En otras palabras, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5, la porción soldada 4 que tiene una forma de línea se extiende bidimensionalmente, es decir, en forma plana. Dicha estructura permite que al menos una marca de la porción soldada 4 esté presente en la vista en planta dentro de una región que tiene un área determinada en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5. En particular, dentro de pequeñas regiones cercanas a las porciones de intersección 8a de la primera porción longitudinal 8 y las porciones de intersección 9a de la segunda porción longitudinal 9, una pluralidad de marcas de las porciones soldadas 4 están presentes. El cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 que tiene una estructura de este tipo permite aumentar suficientemente la resistencia de unión entre el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3. Por ejemplo, cuando dos miembros se unen mediante soldadura por puntos, la porción soldada incluye una pluralidad de puntos dispersos. Además, la porción soldada hecha incluso por soldadura láser puede incluir uno o una pluralidad de pares de líneas rectas paralelas, o puede incluir una pluralidad de porciones en forma de C dispuestas en una fila y adyacentes entre sí. En comparación con cualquiera de las estructuras anteriores, el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 en la que la porción soldada 4 que tiene forma de línea se extiende continuamente en ambas direcciones A, B mostradas en la Figura 1 y la Figura 2 permite unir el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3 con una mayor resistencia de unión.
Puesto que el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3 están unidos con suficiente resistencia de unión, el cuerpo de junta 1 es apto para ser procesado por estampación en caliente, y por tanto es posible aumentar la resistencia de un componente del bastidor del vehículo producido contra la colisión. Por ejemplo, la Figura 3A muestra un ejemplo de pilar B 12 (un ejemplo del componente del bastidor del vehículo) fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta 1 por estampación en caliente. En este ejemplo, una lámina de material de refuerzo 3 se une al material en bruto 2. El pilar B 12 se produce mediante un método en el que el material de refuerzo 3 se suelda solo a una porción del material en bruto 2 que necesita reforzarse (véase una porción representada por líneas discontinuas oblicuas) para tener la porción de junta 5 mostrada en la Figura 1 y en la Figura 2 y después se moldea integralmente con el material en bruto 2 mediante estampación en caliente. La Figura 3B muestra otro ejemplo del pilar B 12 fabricado mediante el procesamiento del cuerpo de junta 1 por estampación en caliente. En este ejemplo, dos miembros de refuerzo 3 se unen al material en bruto 2, y cada uno de los materiales de refuerzo 3 se une a una porción de línea de cresta formada por estampación en caliente.
Para aumentar suficientemente la resistencia de unión entre el material en bruto 2 y el material de refuerzo 3, es preferible que, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5, al menos una marca de la porción soldada 4 pase por una región cuadrada cuyo lado es de 2 cm de largo, por ejemplo.
(Aparato de fabricación y método de fabricación del cuerpo de junta)
La Figura 4 y la Figura 5 muestran un aparato de fabricación 21 para el cuerpo de junta 1 mostrado en la Figura 1 y en la Figura 2. Como se describirá más adelante con referencia a la Figura 8A a la Figura 16B, el aparato de fabricación 21 también es capaz de fabricar un cuerpo de junta 1 que es diferente en la estructura de la porción de junta 5 del cuerpo de junta 1 mostrado en la Figura 1 y en la Figura 2.
El aparato de fabricación 21 incluye una mesa (mesa de soporte) 22 sobre la que el material en bruto 2 se sujeta de forma desmontable mediante un accesorio 22a. Un dispositivo de transporte de piezas en bruto 23 desplaza la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 a una velocidad constante en una dirección de transporte CD opuesta a la dirección de soldadura WD.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de suministro de flejes 24. El dispositivo de suministro de flejes 24 (unidad de suministro) incluye un par de rollos de suministro 24a. El dispositivo de suministro de flejes 24 desenrolla un material de fleje 20 enrollado en forma de bobina (que se convierte en el material de refuerzo 3 cuando se completa el cuerpo de junta 1) con el par de rollos de suministro 24a para suministrar el material de fleje 20 sobre el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22. Más específicamente, el dispositivo de suministro de flejes 24 suministra continuamente el material de fleje 20 así desenrollado en una dirección de suministro SD que coincide con la dirección de transporte CD del material en bruto 2 mientras presiona el material de fleje 20 contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba en un ángulo predeterminado. El ángulo predeterminado se describirá más adelante. En este momento, como se describirá más adelante, el material de fleje 20 se suministra sobre el material en bruto 2 con un hueco predeterminado d formado entre el material de fleje 20 y el material en bruto 2. Es decir, el material de fleje 20 se suministra para que entre en contacto con el material en bruto 2 sucesivamente desde un lado de suministro hacia delante (lado izquierdo en la Figura 5) hasta un lado cercano (lado derecho en la Figura 5), y el material de fleje 20 está en contacto con el material en bruto 2 en el lado de suministro hacia delante en relación con un punto de contacto Pc y no está en contacto con el material en bruto 2 en un lado de suministro cercano en relación con el punto de contacto Pc. En el presente documento, el hueco predeterminado d se refiere a un hueco que tiene una longitud que permite que el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se unan mediante soldadura láser, permitiendo al mismo tiempo que se libere un gas evaporado por el componente. Es decir, cuando este hueco es demasiado pequeño, el gas evaporado por el componente puede no salir, y cuando este hueco es demasiado grande, el material en bruto 2 y el material de fleje 20 pueden no soldarse. El hueco predeterminado d que satisface estas condiciones está preferiblemente en un intervalo de aproximadamente 0,1 mm a 0,4 mm. Como en el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, cuando el material en bruto 2, que es una placa de acero galvanizado con un espesor de aproximadamente 2 mm, y el material de fleje 20, que tiene el mismo espesor y el mismo material que el material en bruto 2, se unen mediante soldadura láser, el hueco predeterminado d es, por ejemplo, de aproximadamente 0,2 mm. Una velocidad de suministro del material en bruto 2 suministrado por el dispositivo de suministro de flejes 24 está sincronizada con una velocidad de transporte del material en bruto 2 transportado por el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23. Por lo tanto, el material de fleje 20 está estacionario en el material en bruto 2 en relación con el material en bruto 2 en una dirección en plano del material en bruto 2. Además, también es posible suministrar no solo un cuerpo continuo enrollado en forma de fleje o de bobina, sino también un material de banda cortado previamente a una longitud del material de refuerzo 3 (segundo miembro metálico).
El aparato de fabricación 21 incluye un sistema de oscilación de láser 25. El sistema de oscilación de láser 25 incluye los componentes necesarios para generar luz láser, tal como un elemento de oscilación de láser, un circuito de accionamiento y un sistema óptico. La luz láser 26 emitida hacia abajo desde el sistema de oscilación de láser 25 se proyecta sobre una superficie superior del material de fleje 20 en una posición inmediatamente antes de que el material de fleje 20 sea presionado contra el material en bruto 2 por el dispositivo de suministro de flejes 24 (en particular, véase Figura 5). En otras palabras, la luz láser 26 se proyecta sobre el material de fleje 20 en una posición donde el hueco predeterminado d se encuentra entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20. Específicamente, la luz láser 26 se proyecta sobre el material de fleje 20 en el lado cercano (suministro cercano) en relación con un lado en el que el material de fleje 20 está en contacto con el material en bruto 2, es decir, en el lado derecho con respecto al punto de contacto Pc en la Figura 5. En la Figura 4 y la Figura 5, un símbolo P0 denota una posición de irradiación de la luz láser 26. De acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, el sistema de oscilación de láser 25 no se mueve en dirección horizontal ni vertical.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de giro 27 (unidad de cambio de dirección de irradiación). El dispositivo de giro 27 cambia periódicamente una dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación de láser 25. Como se describirá en detalle más adelante, suponiendo que el sistema de oscilación de láser 25 no está en movimiento en la dirección de soldadura WD con respecto al material en bruto 2 y al material de fleje 20, el dispositivo de giro 27 cambia periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser 26 para desplazar una posición de irradiación virtual P1 (véase Figura 6A) a lo largo de una figura cerrada (un círculo como se describirá más adelante, de acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención).
En el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23 y el dispositivo de giro 27 sirven como unidad de movimiento de posición de irradiación.
El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de accionamiento de corte 28. Como se describirá en detalle más adelante, el dispositivo de accionamiento de corte 28 corta el material de fleje 20 mediante su movimiento, después de soldar el material de fleje 20 al material en bruto 2, el dispositivo de suministro de flejes 24 en la dirección de soldadura WD, como se indica con una flecha C, para aplicar tensión al material de fleje 20. Cabe destacar que, como se ha descrito anteriormente, una configuración donde se utiliza el material de banda cortado con antelación a la longitud del material de refuerzo 3 (segundo miembro metálico) elimina la necesidad del dispositivo de accionamiento de corte 28.
Un dispositivo de control 29 controla, de forma centralizada, las operaciones de varios componentes del aparato de fabricación 21, incluido el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23, el dispositivo de suministro de flejes 24, el sistema de oscilación de láser 25, el dispositivo de giro 27, y el dispositivo de accionamiento de corte 28.
A continuación se describirá la operación del aparato de fabricación 21, es decir, un método de fabricación del cuerpo de junta 1 realizado por el aparato de fabricación 21.
La dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación de láser 25 se modifica periódicamente mediante el dispositivo de giro 27. Además, el material en bruto 2 es movido en la dirección de transporte CD por el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23, y el material de fleje 20 es suministrado continuamente desde el dispositivo de suministro de flejes 24 en la dirección de suministro SD que coincide con la dirección de transporte CD. Los movimientos del material en bruto 2 y del material de fleje 20 hacen que el sistema de oscilación de láser 25 se mueva con respecto al material en bruto 2 y al material de fleje 20 en la dirección de soldadura WD (opuesta a la dirección de transporte CD y a la dirección de suministro SD). El cambio periódico de la dirección de irradiación de la luz láser 26 y el movimiento del sistema de oscilación de láser 25 en la dirección de soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de fleje 20 cambian una posición de irradiación P0 de la luz láser 26 en la superficie superior del material de fleje 20. Como resultado, como se ha descrito anteriormente, el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 que incluye la primera porción longitudinal 8, la segunda porción longitudinal 9, y la pluralidad de porciones de conexión 10 se obtiene.
La Figura 6A muestra un patrón de irradiación 31 de la luz láser 26. El patrón de irradiación 31 es una figura cerrada a lo largo de la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 de la luz láser 26, suponiendo que el sistema de oscilación de láser 25 no está en movimiento en la dirección de soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de fleje 20. El patrón de irradiación 31 de acuerdo con la presente ilustración tiene una forma circular. El patrón de irradiación 31 se obtiene haciendo que el dispositivo de giro 27 cambie periódicamente la dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación de láser 25. En la Figura 6A, un símbolo MD denota una dirección en la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31.
La Figura 6B muestra el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenido en base al patrón de irradiación 31 que tiene una forma circular mostrado en la Figura 6A. En general, la forma del cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 se determina basándose en una forma geométrica del patrón de irradiación 31, una velocidad Vw con la que el sistema de oscilación de láser 25 se mueve en la dirección de soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de fleje 20, y una velocidad Vp1 con la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31 se describirán más adelante.
La velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31 no es constante. Específicamente, para las regiones AR1, AR2 del patrón de irradiación 31 que se extienden aproximadamente de forma ortogonal a la dirección de soldadura WD, la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st). Como la velocidad de referencia Vp1_st, por ejemplo, se puede utilizar una media de la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31. Para una región AR3 del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve en la dirección aproximadamente opuesta a la dirección de soldadura WD, la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 se ajusta a una velocidad resultante de añadir una corrección a (a es un número positivo) a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st a). Por otro lado, para una región AR4 del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve aproximadamente en la dirección de soldadura WD, la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 se ajusta a una velocidad resultante de restar la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st - a). Como se ha descrito anteriormente, el control de la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31 permite mantener la velocidad Vr a la que se mueve la posición de irradiación P0 en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 dentro de un intervalo de velocidad favorable. Es decir, la velocidad Vr a la que se mueve la posición de irradiación P0 en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 se hace uniforme. Como resultado, un cuerpo principal excelente 6 de la porción de junta 5 que tiene una profundidad, anchura uniformes, y similares puede obtenerse. El dispositivo de suministro de flejes 24 suministra el material de fleje 20 desenrollado mientras presiona el material de fleje 20 contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba. La dirección de suministro SD del material de fleje 20 suministrado desde el dispositivo de suministro de fleje 24 coincide con la dirección de transporte CD del material en bruto 2, y la velocidad de suministro del material de fleje 20 coincide con la velocidad de transporte del material en bruto 2. Es decir, las posiciones relativas del material en bruto 2 y del material de fleje 20 no se mueven. En consecuencia, el material de fleje 20 puede fijarse al material en bruto 2 mediante la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación de láser 25 sin necesidad de fijarlo temporalmente mediante una abrazadera utilizando un accesorio o similar. Además, puesto que esto elimina la necesidad de un accesorio o similar, toda la superficie del material de fleje 20 puede ser irradiada con la luz láser 26. Es decir, el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 puede estar formado en toda la superficie del material de fleje 20.
Como se muestra en la figura 7, después de obtener el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 que tiene una longitud necesaria, el material de fleje 20 que es continuo y el material en bruto 2 se cortan. Cuando se corta el material de fleje 20, la posición de irradiación virtual P1 se mueve repetidamente hacia delante y hacia atrás en una dirección ortogonal a la dirección de soldadura WD sin interrumpir el transporte del material en bruto 2 ni el suministro del material de fleje 20. Como resultado, la posición de irradiación P0 de la luz láser 26 se mueve hacia delante y hacia atrás en forma de línea plegada a intervalos cercanos en una dirección de la anchura del material de fleje 20 (la dirección ortogonal a la dirección de soldadura WD), formando así la porción final 7 de la porción de junta 5. Puesto que la porción soldada 4 que tiene una forma de línea plegada está densamente ubicada en la porción final 7, un baño fundido antes de la solidificación alcanza las proximidades de la superficie inferior del material en bruto 2. Inmediatamente después de que la irradiación con la luz láser 26 se detiene, el dispositivo de accionamiento de corte 28 mueve el dispositivo de suministro de flejes 24 en la dirección indicada por la flecha C (la dirección que coincide con la dirección de soldadura WD) para aplicar tensión al material de fleje 20. Esta tensión corta el material de fleje 20 en la porción final 7. Del material de fleje 20 por tanto cortado, una porción unida al material en bruto 2 a lo largo de la porción de junta 5 se convierte en el material de refuerzo 3.
Con el fin de soldar de forma continua el material de refuerzo 3 utilizando el material de fleje 20, es necesario cortar el material de fleje 20 cada vez que se forma la porción de junta 5 para cada lámina de material de refuerzo 3. De acuerdo con este caso, puesto que el dispositivo de accionamiento de corte 28 aplica una tensión al material de fleje 20 para cortar el material de fleje 20 después de la formación de la porción final 7 donde la porción soldada 4 se ubica densamente, no es necesario proporcionar un dispositivo de corte mecánico, tal como un gran cortador, y a su vez permite reducir el tamaño del aparato de fabricación 21. Obsérvese que los medios para aplicar tensión al material de fleje 20 no se limitan particularmente a ningún medio específico, y pueden emplearse medios tales como un peso o un resorte.
La Figura 8A, Figura 9A, Figura 10A, Figura 11A, Figura 12A, Figura 13A, Figura 14A, Figura 15A, y la Figura 16A muestran alternativas de los patrones de irradiación 31. La Figura 8B, Figura 9B, Figura 10B, Figura 11B, Figura 12B, Figura 13B, Figura 14B, Figura 15B, y la Figura 16B muestran cada una el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en uno de los patrones de irradiación 31 correspondientes. En estos dibujos, los elementos iguales o similares a los mostrados en la Figura 6A y la Figura 6B se denotan con los mismos símbolos.
Para cualquiera de estos patrones de irradiación alternativos 31, se puede realizar el control de la velocidad Vp1 a la que se mueve la posición de irradiación virtual P1 en el patrón de irradiación 31 descrito con referencia a la Figura 6A. Cuando se realiza este control, la velocidad Vp1 se ajusta a la velocidad de referencia Vp1_st para una región del patrón de irradiación 31 que se extiende aproximadamente ortogonal a la dirección de soldadura WD. Además, para una región del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve en la dirección aproximadamente opuesta a la dirección de soldadura Wd , la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad resultante de añadir la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st a). Además, para una región del patrón de irradiación 31 donde la posición de irradiación virtual P1 se mueve aproximadamente en la dirección de soldadura WD, la velocidad Vp1 se ajusta a una velocidad resultante de restar la corrección a a la velocidad de referencia Vp1_st (Vp1 = Vp1_st - a).
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura
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tiene una forma circular, y el radio del círculo aumenta gradualmente. Como se muestra en la Figura 8B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. En otras palabras, en esta alternativa, una pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red. Con este patrón de irradiación 31, incluso para el material de refuerzo 3 cuya anchura varía en dirección longitudinal, es posible formar la porción soldada 4 irradiando toda la superficie con la luz láser 26. A diferencia del caso mostrado en la Figura 8A, el radio del patrón de irradiación circular 31 puede disminuirse gradualmente. Además, incluso con los otros patrones de irradiación 31 mostrados en la Figura 9A, Figura 10A, Figura 11A, Figura 12A, Figura 13A, Figura 14A, Figura 15A, y Figura 16A, un aumento o disminución gradual de la dimensión externa permite que toda la superficie del material de refuerzo 3 cuya anchura varía en la dirección longitudinal sea irradiada con la luz láser 26.
Los patrones de irradiación 31 mostrados en la Figura 9A tienen una forma elíptica cuyo eje mayor se extiende en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 9B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, las porciones de intersección 10a se forman también donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. En otras palabras, en esta alternativa, una pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 10A tiene una forma elíptica cuyo eje menor se extiende en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 10B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, el patrón de irradiación 31 tiene también una forma elíptica, pero tiene una pluralidad de porciones de conexión 10 dispuestas en la dirección de soldadura WD a intervalos más cercanos que los intervalos del patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 9A.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 11A tiene una forma rectangular cuyos lados cortos se extienden en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 11B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, por ejemplo, la primera y segunda porciones longitudinales 8, 9 tienen una forma similar a una línea recta geométrica en comparación con el patrón de irradiación 31 (circular) mostrado en la Figura 6A. Además, cada una de las porciones de conexión 10 tiene una forma lineal. Asimismo, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior y base inferior se extienden en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 12B, en esta alternativa, tanto la velocidad Vw con la que el sistema de oscilación de láser 25 se mueve en la dirección de soldadura WD en relación con el material en bruto 2 y el material de fleje 20, como la velocidad Vp1 con la que la posición de irradiación virtual P1 se mueve en el patrón de irradiación 31, se ajustan adecuadamente, haciendo así que la primera y segunda porciones longitudinales 8, 9 se extiendan linealmente en la dirección de soldadura WD. Esto hace que las porciones de conexión 10 se extiendan linealmente en una dirección aproximadamente ortogonal a la dirección de soldadura WD. La porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión 10 no se interseca a sí misma, y el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 forma una estructura de escalera.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 13A tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior y base inferior se extienden en la dirección de soldadura WD, sino que es un patrón resultante de invertir verticalmente el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A. Como se muestra en la Figura 13B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, por ejemplo, cada una de la primera y segunda porciones longitudinales 8, 9 tiene una forma similar a una línea recta en comparación con el patrón de irradiación 31 (circular) mostrado en la Figura 6A. Además, cada una de las porciones de conexión 10 tiene una forma lineal. Asimismo, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 14A tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior y base inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de soldadura WD, y la base superior está orientada hacia abajo en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 14B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, cada una de las porciones de conexión 10 tiene una forma de C aproximadamente invertida. Además, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 15A tiene una forma trapezoidal isósceles cuya base superior y base inferior se extienden en la dirección ortogonal a la dirección de soldadura WD, y la base inferior está orientada hacia abajo en la dirección de soldadura WD. Como se muestra en la Figura 15B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, cada una de las porciones de conexión 10 tiene una forma aproximadamente de C. Además, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red.
El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 16A tiene forma de ocho. Como se muestra en la Figura 16B, en el cuerpo principal 6 de la porción de junta 5 obtenida basándose en este patrón de irradiación 31, cada una de las porciones de conexión 10 incluye extremos curvos conectados a la primera y segunda porciones longitudinales 8, 9, y una porción central tiene una forma aproximadamente lineal. Además, las porciones de intersección 10a se forman donde la porción soldada 4 que constituye las porciones de conexión adyacentes 10 se interseca a sí misma. Es decir, incluso en esta alternativa, la pluralidad de porciones de conexión 10 forman una estructura de red. Una porción circunferencial exterior de la figura en forma de ocho puede tener una forma elíptica.
A continuación se describirán los efectos del método de fabricación del cuerpo de junta 1 descrito anteriormente.
De acuerdo con el método de fabricación descrito anteriormente para el cuerpo de junta 1, el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se unen mediante soldadura láser con el hueco predeterminado d (véase Figura 5) proporcionado en una dirección del espesor, permitiendo así que el gas evaporado por el componente generado por la capa de revestimiento sea liberado a través del hueco d. En este momento, puesto que el material en bruto 2 se suministra para formar el hueco predeterminado d entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20, no es necesario aplicar un procesamiento especial, como el estampado, para formar un hueco cuando el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se colocan uno encima del otro de forma convencional. Por lo tanto, es posible evitar la aparición de una sopladura mediante un método sencillo sin aumentar el número de procesos y, a su vez, permite evitar la aparición de un defecto en el cuerpo de junta 1.
Además, de acuerdo con el método de fabricación descrito anteriormente para el cuerpo de junta 1, puesto que el material de fleje 20 se suministra mientras se presiona contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba en el ángulo predeterminado, es posible soldar el material en bruto 2 y el material de fleje 20 juntos con una planitud predeterminada que se mantiene incluso cuando el material de fleje 20 se deforma por el calor de la soldadura. Además, puesto que el material en bruto 2 y el material de fleje 20 no están en contacto entre sí en el lado cercano de suministro (lado derecho en la Figura 5) del material de fleje 20 en relación con el punto de contacto Pc entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20, se forma un hueco entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 sin excepción. Por lo tanto, el láser se proyecta sobre el lado cercano de suministro del material de fleje 20 en relación con el punto de contacto Pc entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20, permitiendo así que el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se unan mediante soldadura láser con el hueco predeterminado d proporcionado en la dirección del espesor, tal como se ha descrito anteriormente. En el presente documento, el ángulo predeterminado es un ángulo que permite mantener la planitud predeterminada presionando el material de fleje 20 contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba y un ángulo que hace menos difícil mantener el hueco predeterminado d. El ángulo predeterminado que satisface las condiciones está preferiblemente en un intervalo de aproximadamente 2 grados a 20 grados. Además, el ángulo predeterminado se determina de forma que dependa del hueco predeterminado d y, por tanto, no se determina de forma independiente. En otras palabras, es necesario que una forma triangular que tenga como hipotenusa un segmento de línea que une el punto P0 y el punto Pc y como altura un segmento de línea del hueco d pueda cumplir las condiciones anteriores. Por ejemplo, cuando el hueco predeterminado d es de aproximadamente 0,2 mm, como en el presente caso, el ángulo predeterminado es de aproximadamente 5 grados.
La Figura 17 muestra una modificación del aparato de acuerdo con la presente invención, basándose en el ejemplo no contemplado en la presente invención correspondiente a la Figura 5.
En la presente modificación, además de los componentes del aparato de fabricación 21 descrito anteriormente (véase Figura 5), un rodillo de sujeción 24b y un dispositivo de interposición 30 se proporcionan.
De acuerdo con la presente invención, el rodillo de sujeción 24b forma parte del dispositivo de suministro de flejes 24 y está dispuesto en el lado cercano de suministro (lado derecho en la Figura 17) del material de fleje 20 en relación con la posición de irradiación de láser P0. En la presente modificación, se disponen dos rodillos de sujeción 24b. El rodillo de sujeción 24b sujeta el material en bruto 2, el material de fleje 20, y un separador 13 que se describirá más adelante hacia abajo y que, por tanto, contribuye a mantener la planitud del cuerpo de junta fabricado 1.
En la presente modificación, la luz láser 26 se proyecta sobre el material de fleje 20 en el lado (de suministro) hacia delante donde el material de fleje 20 entra en contacto con el material en bruto 2, es decir, en el lado izquierdo de la Figura 5 con respecto al punto de contacto Pc. En el presente documento, el punto de contacto Pc es un punto donde el material en bruto 2, el material de fleje 20, y el separador 13 están en contacto entre sí.
El dispositivo de interposición 30 está configurado para interponer el separador 13 entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 para formar el hueco predeterminado d entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 en la posición de irradiación de láser P0. El separador 13 tiene un espesor equivalente al hueco predeterminado d. El material del separador 13 no se limita a un material específico, sino que es un material que tiene resistencia al calor generado por la soldadura láser. Por lo tanto, en la presente realización, el separador 13 es una placa de acero con un espesor de aproximadamente 0,2 mm, por ejemplo. Específicamente, el dispositivo de interposición 30 es un dispositivo que fija la posición del separador 13. Puesto que el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se mueven en la dirección de transporte CD como se ha descrito anteriormente, el separador 13 interpuesto entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 también se mueve en la dirección de transporte CD cuando el separador 13 no está fijado. Cuando el separador 13 se mueve en la dirección de transporte CD, el separador 13 alcanza la posición de irradiación de láser P0, evitando que el hueco predeterminado d se mantenga en la posición de irradiación de láser P0. Por lo tanto, para evitar este problema, la posición del separador 13 se fija mediante el dispositivo de interposición 30 en la presente modificación. Como se ha descrito anteriormente, el láser se proyecta sobre el material de fleje 20 con el hueco predeterminado d entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 mantenido en la posición de irradiación de láser P0 por el separador 13. En el lado hacia delante con respecto a la posición de irradiación de láser P0, un ligero hueco entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 formado por el separador 13 se rellena con un baño de soldadura endurecido, uniendo así el material en bruto 2 y el material de fleje 20. De acuerdo con la presente modificación, es posible proporcionar el hueco predeterminado entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 en la posición de irradiación de láser P0 utilizando el separador 13, es decir, es posible proporcionar un hueco (trayectoria de descarga de gas) a través del que se libera el gas evaporado por el componente. Asimismo, el separador 13 puede ser más estrecho que el material de fleje 20 para no bloquear la trayectoria de descarga de gas a través de la que se libera el gas evaporado por el componente, o bien puede proporcionarse en el separador 13 una hendidura (no mostrada) que se extiende en la dirección de transporte CD, sirviendo la hendidura como trayectoria de descarga de gas en el separador 13. Además, el dispositivo de interposición 30 puede formar la trayectoria de descarga de gas sacando el separador 13 en una dirección opuesta a la dirección de transporte CD según sea necesario.
En cuanto al aparato de fabricación 21 de acuerdo con el segundo y tercer ejemplos no cubiertos por la presente invención que se describirán a continuación, cuya estructura o función no se describirá específicamente es la misma que la estructura o función de acuerdo con la primera realización. En los dibujos relativos a estos ejemplos no contemplados en la presente invención, los elementos iguales o similares se denotan con los mismos símbolos. (Segundo ejemplo no contemplado en la presente invención)
La Figura 18 muestra un aparato de fabricación 21 para un cuerpo de junta de acuerdo con un ejemplo no contemplado en la presente invención.
El aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23 (véanse Figuras 1 y 2), y la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 son fijos. El aparato de fabricación 21 incluye un dispositivo de movimiento lineal 41 que mueve linealmente el sistema de oscilación de láser 25 en la dirección de soldadura WD (indicada por una flecha LMD1), y un dispositivo de movimiento lineal 42 que mueve linealmente, de forma similar, el dispositivo de suministro de flejes 24 en la dirección de soldadura WD (indicada por una flecha LMD2). En el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, los dispositivos de movimiento lineal 41, 42 y el dispositivo de giro 27 sirven como unidad de movimiento de la posición de irradiación.
El material de fleje 20 es suministrado continuamente por el dispositivo de suministro de flejes 24 desde una posición oblicua sobre el material en bruto 2. El sistema de oscilación de láser 25 y el dispositivo de suministro de flejes 24 se mueven en la dirección de soldadura WD a una velocidad sincronizada con la velocidad de suministro del material de fleje 20. Además, la dirección de irradiación de la luz láser 26 emitida por el sistema de oscilación de láser 25 es modificada por el dispositivo de giro 27 de tal forma que la posición de irradiación virtual P1 se mueve a lo largo de un patrón de irradiación específico 31 (véase Figura 6A, Figura 8A, Figura 9A, Figura 10A, Figura 11A, Figura 12A, Figura 13A, Figura 14A, Figura 15A, y Figura 16A). A través de los procesos anteriores, la porción de junta 5 se forma sobre basándose en el patrón de irradiación 31 (véase Figura 6B, Figura 8B, Figura 9B, Figura 10B, Figura 11B, Figura 12B, Figura 13B, Figura 14B, Figura 15B y Figura 16B). Obsérvese que el dispositivo de movimiento lineal 42 aplica, después de la formación de la porción final 7 de la porción de junta 5, tensión al material de fleje 20 para cortar el material de fleje 20.
En particular, como en el primer ejemplo no contemplado en la presente invención, en la posición de irradiación de láser P0, el láser se proyecta sobre el lado cercano de suministro del material de fleje 20 en relación con el punto de contacto Pc entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 (véase Figura 5), permitiendo así que el material en bruto 2 y el material de fleje 20 se unan mediante soldadura láser con el hueco predeterminado d proporcionado en la dirección del espesor, tal como se ha descrito anteriormente.
Además, como en la modificación de la realización de acuerdo con la presente invención (véase Figura 17), cuando el separador 13 se interpone entre el material en bruto 2 y el material de fleje 30 mediante el dispositivo de interposición 30, el separador 13 es también movido por el dispositivo de interposición 30 en la dirección de soldadura WD a la misma velocidad que el sistema de oscilación de láser 25 y el dispositivo de suministro de flejes 24. Esto permite mantener el hueco predeterminado entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 en la posición de irradiación de láser P0.
(Tercer ejemplo no contemplado en la presente invención)
La Figura 19 muestra un aparato de fabricación 21 para un cuerpo de junta de acuerdo con un ejemplo no contemplado en la presente invención.
El aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de transporte de piezas en bruto 23 (véanse Figuras 1 y 2), y la mesa 22 y el material en bruto 2 sujetado en la mesa 22 son fijos. Además, el aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de suministro de flejes 24 (véanse Figuras 1 y 2), y el material de refuerzo 3 que se ha cortado se fija temporalmente al material en bruto 2 mediante un accesorio 51. El material de refuerzo 3 que se ha cortado puede fijarse temporalmente al material en bruto 2 mediante soldadura por puntos o por láser. El sistema de oscilación de láser 25 se sujeta de forma fija por un brazo robótico 52a incluido en un robot 52 de tal forma que la luz láser 26 se proyecta hacia abajo. En particular, de acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, el aparato de fabricación 21 no incluye el dispositivo de giro 27 (véase Figura 1 y Figura 2), y la dirección de irradiación de la luz láser 26 es constante. En el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, el brazo robótico 52a sirve como unidad de movimiento de la posición de irradiación.
El brazo robótico 52a mueve el sistema de oscilación de láser 25 en dos direcciones en un plano horizontal, es decir, en la dirección X y en la dirección Y, de tal forma que la posición de irradiación P0 se desplace a lo largo de un cuerpo principal deseado 6 de la porción de junta 5 (véase Figura 6B, Figura 8B, Figura 9B, Figura 10B, Figura 11B, Figura 12B, Figura 13B, Figura 14B, Figura 15B y Figura 16B).
En el presente ejemplo no contemplado en la presente invención, puesto que el material de refuerzo 3 que se ha cortado se fija temporalmente al material en bruto 2 mediante el accesorio 51, a diferencia del primero y segundo ejemplos no contemplados en la presente invención, el material de fleje 20 no se suministra mientras se presiona contra el material en bruto 2 oblicuamente desde arriba en el ángulo predeterminado. Por lo tanto, a fin de proporcionar el espacio predeterminado entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20 en la posición de irradiación de láser P0, como en la modificación de la primera realización (véase Figura 17), el separador 13 se interpone entre el material en bruto 2 y el material de fleje 20. El separador 13 se mueve por el dispositivo de interposición 30 en sincronía con el movimiento del sistema de oscilación de láser 25 en la dirección X. Esto permite mantener el hueco predeterminado en la posición de irradiación de láser P0.
La Figura 20 muestra el cuerpo de junta 1 fabricado por el aparato de fabricación 21 de acuerdo con el presente ejemplo no contemplado en la presente invención.
Puesto que el material de refuerzo 3 que se ha cortado se utiliza en lugar de aplicar tensión al material de fleje 20 para cortar el material de fleje 20, la porción de junta 5 del cuerpo de unión 1 incluye solo el cuerpo principal 6 sin la porción final 7. De manera similar, incluso cuando el cuerpo de junta 1 es fabricado por el aparato de fabricación 21 de acuerdo con el primer ejemplo no contemplado en la presente invención (Figura 4 y Figura 5) y el aparato de fabricación de acuerdo con el segundo ejemplo no contemplado en la presente invención (Figura 18), una configuración donde el material de refuerzo 3 que se ha recortado en lugar del material de fleje 20 que se suministra de forma continua se une al material en bruto 2 permite que la porción de junta 5 incluya solo el cuerpo principal 6 sin la porción final 7.
La Figura 21 muestra una alternativa del cuerpo de junta 1. En esta alternativa, se forma la porción de junta 5, basándose en el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A, en ambos extremos del material de refuerzo 3, y se forma la porción de junta 5, basándose en el patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 9A, en porciones distintas de los dos extremos del material de refuerzo 3. Esto hace que la porción de junta 5 tenga, en ambos extremos del material de refuerzo 3, la misma forma que se muestra en la Figura 12B y que tenga, en las porciones distintas de los extremos del material de refuerzo 3, la misma forma que se muestra en la Figura 9B. El patrón de irradiación 31 mostrado en la Figura 12A se aplica a ambos extremos del material de refuerzo 3 para proporcionar la porción soldada 4 en las esquinas del material de refuerzo 3, aumentando así la resistencia de unión del material de refuerzo 3 con el material en bruto 2. Al menos dos de los patrones de irradiación 31 mostrados en la Figura 6A, Figura 8A, Figura 9A, Figura 10A, Figura 11A, Figura 12A, Figura 13A, Figura 14A, Figura 15A y Figura 16A pueden utilizarse en combinación.
DESCRIPCIÓN DE LOS SÍMBOLOS
1 Cuerpo de junta
2 Material en bruto (primer miembro metálico)
3 Material de refuerzo (segundo elemento metálico)
4 Porción soldada
5 Porción de junta
6 Cuerpo principal
7 Porción final
8 Primera porción longitudinal
8a Porción de intersección
9 Segunda porción longitudinal
9a Porción de intersección
10 Porción de conexión
10a Porción de intersección
12 Pilar B
13 Separador
20 Material de fleje (segundo miembro metálico)
21 Aparato de fabricación
22 Mesa (mesa de soporte)
22a Accesorio
23 Dispositivo de transporte de piezas en bruto (unidad de movimiento de posición de irradiación)
24 Dispositivo de suministro de flejes (unidad de suministro)
24a Par de rollos de suministro
24b Rodillo de sujeción
25 Sistema de oscilación de láser
26 Luz láser
27 Dispositivo de giro (unidad de cambio de dirección de irradiación) (unidad de movimiento de posición de irradiación)
28 Dispositivo de accionamiento de corte
29 Dispositivo de control
30 Dispositivo de interposición
31 Patrón de irradiación
41, 42 Dispositivo de movimiento lineal (unidad de movimiento de posición de irradiación) 51 Accesorio
52 Robot
52a Brazo robótico (unidad de movimiento de posición de irradiación)
P0 Posición de irradiación
P1 Posición de irradiación virtual
A Dirección (primera dirección)
B Dirección (segunda dirección)
C Dirección
WD Dirección de soldadura
CD Dirección de transporte
SD Dirección de suministro
MD Dirección de movimiento
LMD1 Dirección de movimiento lineal
LMD2 Dirección de movimiento lineal
AR1, AR2, AR3, AR4 Región

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un método de fabricación de un cuerpo de junta (1) que tiene un primer miembro metálico (2) chapado con un material metálico y un segundo miembro metálico (3) chapado con un material metálico unidos entre sí colocando el segundo miembro metálico (3) sobre el primer miembro metálico (2) y haciendo que un sistema de oscilación de láser (25) irradie una superficie del segundo miembro metálico (3) con luz láser para formar una porción de junta (5) que incluye una porción soldada en forma de línea (4) donde el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3) se unen entre sí, comprendiendo el método de fabricación:
suministrar el segundo miembro metálico (3) mientras se presiona el segundo miembro metálico (3) contra el primer miembro metálico (2) en un ángulo predeterminado sin movimiento relativo del segundo miembro metálico (3) con respecto al primer miembro metálico (2) en una dirección en plano del primer miembro metálico (2); y estando caracterizado por:
irradiar el segundo miembro metálico (3) con un láser en una posición donde se encuentra un hueco (d) entre el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3) para unir el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3) entre sí mediante soldadura láser,
en donde la irradiación se lleva a cabo en un estado en que el segundo miembro metálico (3) es sujetado por un rodillo (24b) en un lado cercano de suministro entre el lado de suministro y la posición de irradiación de láser (P0).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde
el segundo miembro metálico (3) está provisto de un separador (13) interpuesto entre el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3), y
el láser se irradia sobre el segundo miembro metálico (3) con el hueco (d) mantenido entre el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3) por el separador (13) en la posición de irradiación de láser (P0).
3. Un aparato para fabricar de un cuerpo de junta (1) que tiene un primer miembro metálico (2) chapado con un material metálico y un segundo miembro metálico (3) chapado con un material metálico unidos entre sí colocando el segundo miembro metálico (3) sobre el primer miembro metálico (2) y haciendo que un láser irradie una superficie del segundo miembro metálico (3) con luz láser para formar una porción de junta (5) que incluye una porción soldada en forma de línea (4) donde el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3) se unen entre sí, comprendiendo el aparato de fabricación un sistema de oscilación de láser (25) que está configurado para emitir un láser para soldar el primer miembro (2) y el segundo miembro metálico (3); y estando caracterizado por:
una mesa de soporte (22) configurada para sujetar el primer miembro metálico (2);
una unidad de suministro (24) configurada para suministrar el segundo miembro metálico (3) mientras se presiona el segundo miembro metálico (3) contra el primer miembro metálico (2) sujeto en la mesa de soporte (22) en un ángulo predeterminado sin movimiento relativo del segundo miembro metálico (3) con respecto al primer miembro metálico (2) en una dirección en plano del primer miembro metálico (2);
una unidad de movimiento de posición de irradiación (23) configurada para hacer que el sistema de oscilación de láser (25) irradie el segundo miembro metálico (3) con el láser en una posición donde se forma un hueco (d) entre el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3),
y por que la unidad de suministro comprende además un rodillo de sujeción (24b) configurado para sujetar el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3), estando el rodillo de sujeción (24b) dispuesto entre la unidad de suministro (24) y la posición de irradiación de láser (P0).
4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende, además
un dispositivo de interposición (30) configurado para permitir que el segundo miembro metálico (3) esté provisto de un separador (13) interpuesto entre el primer miembro metálico (2) y el segundo miembro metálico (3); en donde el rodillo de sujeción (24b) está configurado además para sujetar el primer miembro metálico (2), el segundo miembro metálico (3) y el separador (13).
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