ITRM990001A1

ITRM990001A1 - Supporto metallico per catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico.

Info

Publication number: ITRM990001A1
Application number: IT1999RM000001A
Authority: IT
Inventors: Masashi Yokoyama; Hiroaki Miyata; Masaharu Nakamori; Katsunori Okubo; Todahisa Masatani; Yukinori Kaneda; Toshiaki Okada; Mitsunori Takekawa; Shigeo Kimura; Manabu Shinchi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-07-05
Also published as: US6500393B2; DE19900148B4; CN1224638A; TW467761B; CN1108872C; IT1306748B1; JPH11197519A; DE19900148A1; US20020081245A1

Description

DESCRIZIONE

A corredo di una domanda di Brevetto per Invenzione avente per titolo: "Supporto metallico per catalizzatore per la purificazione dei gas di scarico"

Precedenti dell'Invenzione

1. Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un supporto di metallo per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico che è configurato in maniera tale che una struttura a nido d’ape sia montata in un alloggiamento cilindrico.

2. Descrizione della tecnica connessa.

Nelle strutture a nido d'ape della tecnica anteriore del tipo in cui una lamina metallica piatta ed una lamina metallica ondulata sovrapposte sono avvolte a spirale, la lamina metallica piatta è unita alla lamina ondulata metallica utilizzando un legante comcosto da un metallo di riempimento di brasatura a base di Ni. Inoltre un procedimento per unire una lamina di metallo piatta con una lamina di metallo ondulata utilizzando un fermo in luogo del legante è descritto nella Domanda di Brevetto Giapponese resa accessibile No. 5-228376, ed un procedimento per unire la porzione di estremità di una lamina in metallo piatta alla porzione di estremità di una lamina in metallo ondulata per saldatura è descritta nella Pubblicazione del Brevetto Giapponese No. 4-35271.

Incidentalmente, l'unione di una lamina in metallo piatta con una lamina in metallo ondulata utilizzando un legante viene permessa per assicurare un'area di giunzione sufficiente, efficace ad aumentare la resistenza meccanica; tuttavia si presenta il problema seguente: in particolare, se un supporto metallico costituito da un involucro cilindrico contenente una struttura a nido d'ape in cui una lamina in metallo piatta è unita ad una lamina in metallo ondulata utilizzando il legante e riscaldata è raffreddata ripetutamente in un ambiente di utilizzo reale, si può verificare una rottura della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata e/o la pelatura della porzione di giunzione, che porta alla fine all'allentamento della struttura a nido d'ape rispetto all'involucro cilindrico .

Una struttura a nido d'ape in cui una lamina di metallo .piatta è unita ad una lamina di metallo ondulata utilizzando il dispositivo di fermo è descritta nella Domanda di Brevetto Giapponese resa accessibile No. 5-228376, indicata in precedenza, che ha una buona durata rispetto ai cicli di riscaldamento e raffreddamento ripetuti; tuttavia, presenta un problema in termini di durata rispetto alle vibrazioni poiché la lamina di metallo piatta non è unita alla lamina di metallo ondulata, il che tende a determinare la rottura della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata. Anche se le porzioni di estremità della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata sono unite al dispositivo di fermo per saldatura o con altro sistema simile al fine di evitare il problema di cui sopra, si verificano altri problemi in termini di maggiore resistenza alla ventilazione a causa del dispositivo di fermo.

Un metallo di supporto costituito da un involucro cilindrico contenente una struttura a nido d'ape in cui la porzione di estremità di una lamina in metallo piatta è saldata alla porzione di estremità di una lamina di metallo ondulata come descritto nella Pubblicazione del Brevetto Giapponese No. 4-35271, menzionata in precedenza, ha una scarsa durata rispetto alle vibrazioni poiché solo le porzioni di estremità della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata sono saldate una all'altra, con la conseguenza che si può verificare una rottura della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata e/o la pelatura della porzione di giunzione che porta alla fine alla caduta della struttura a nido d'ape dall'involucro cilindrico.

Per descrivere i problemi di cui sopra, si può considerare una struttura a nido d'ape in cui una lamina dì metallo piatta è saldata ad una lamina di metallo ondulata in una pluralità di posizioni di saldatura disposte su ciascuna delle porzioni di contatto reciproche della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

In vista di quanto sopra è stata realizzata la presente invenzione, e uno scopo della presente invenzione è quello di fornire una struttura a nido d'ape che sia in grado di migliorare la durata rispetto alle sollecitazioni termiche della struttura a nido d'ape e la durata rispetto alle vibrazioni meccaniche della struttura a nido d'ape specificando le posizioni di saldatura nel momento in cui si salda una lamina metallica piatta ad una lamina metallica ondulata.

Per ottenere questo scopo, secondo un primo aspetto ed una prima caratteristica di questa invenzione, viene fornito un supporto metallico per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico configurato in maniera tale che si forma una struttura a nido d'ape cilindrica mediante un avvolgimento a spirale di una lamina metallica piatta in striscia e di una lamina metallica ondulata in striscia sovrapposte durante la saldatura, per ciascuna spira, con la lamina metallica piatta sulla lamina metallica ondulata in una pluralità di posizioni di saldatura disposte assialmente su ciascuna delle porzioni di contatto reciproche della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata; e la struttura a nido d'ape sulla superficie della quale è supportato il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico è montata in un involucro cilindrico, caratterizzata dal fatto che il valore massimo LI di distanza tra ciascuna della pluralità di posizioni adiacenti soddisfa almeno uno dei seguenti rapporti dati da

Li < D/2 e L1 ≤ L/2

in cui L è la lunghezza assiale della struttura a nido d'ape e D è il diametro della struttura a nido d'ape.

Con questa configurazione, è impossibile impedire che si verifichi la rottura della lamina di metallo piatta e della lamina di metallo ondulata e la pelatura delle porzioni di saldatura, e quindi migliorare la durata rispetto alle sollecitazioni termiche della struttura a nido d'ape e la durata rispetto alle sollecitazioni meccaniche della struttura a nido d'ape.

Secondo un secondo aspetto ed una seconda caratteristica di questa invenzione, viene fornito un supporto metallico per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico che è configurato in maniera tale da formare una struttura a nido d'ape cilindrica mediante un avvolgimento a spirale di una lamina metallica piatta a striscia ed una lamina ondulata metallica striscia sovrapposte sovrapponendo durante la saldatura per ciascuna spira la lamina metallica piatta alla lamina metallica a spira in una pluralità di posizioni di saldatura disposte assialmente su ciascuna delle porzioni di contatto reciproco della lamina metallica piatta e della lamina ondulata metallica; e la struttura a nido d'ape sulla superficie della quale viene supportato il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico è montata in un involucro cilindrico, caratterizzata dal fatto che la distanza L2 tra quella più esterna della pluralità di posizioni di saldatura nella direzione assiale della struttura a nido d'ape e la superficie di estremità esterna della struttura a nido d’ape soddisfa almeno uno dei rapporti dati da

L2 ≤ D/20 e L2 < L/10

Con questa configurazione, è impossibile impedire che si rompa la lamina metallica piatta e la lamina metallica ondulata e anche che avvenga la pelatura delle porzioni di saldatura, e quindi migliorare la durata rispetto alle sollecitazioni termiche della struttura a nido d'ape e la durata rispetto alle sollecitazioni meccaniche della struttura a nido d'ape.

Secondo un terzo aspetto ed una terza caratteristica di questa invenzione, viene fornito un supporto metallico per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, configurato in maniera tale che di forma una struttura a nido d'ape cilindrica mediante avvolgimento a spirale di una lamina metallica piatta a striscia ed una lamina metallica ondulata a striscia, sovrapponendo durante la saldatura a laser utilizzando un raggio laser, per ciascuna spira, la lamina metallica piatta sulla lamina metallica ondulata in una pluralità di posizioni di saldatura disposte assialmente su ciascuna delle porzioni di contatto reciproche della lamina metallica piatta e della lamina ondulata metallica; e la struttura a nido d'ape, sulla cui superficie è supportato il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, è montato in un involucro cilindrico, caratterizzato dal fatto che la saldatura a laser su quella più esterna della pluralità di posizioni di saldatura nella direzione assiale della struttura a nido d'ape, viene eseguita irradiando le superfici di estremità esterne della lamina metallica piatta e della lamina metallica ondulata con il raggio laser; e la saldatura a laser, in ciascuna delle posizioni rimanenti, viene eseguita irradiando le superficie circonferenziali della lamina metallica piatta e della lamina metallica ondulata con il raggio laser.

Con questa configurazione, è possibile certamente saldare la lamina metallica piatta con la lamina metallica ondulata evitando bruciature delle superficie di estremità esterne della lamina metallica piatta e della lamina metallica ondulata.

Nel seguito, verrà descritto un modo di esecuzione della presente invenzione facendo riferimento ad una forma di realizzazione mostrata nei disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le figure da 1 a 9C mostrano una forma di realizzazione della presente invenzione, in cui La figura 1 è una vista laterale del sistema di scarico di motociclo;

la figura 2 è una vista in sezione ingrandita presa lungo la linea 2-2 di figura 1;

la figura 3 è una vista ingrandita vista nella direzione mostrata della freccia 3 di figura 2;

la figura 4 è una vista in sezione presa lungo la linea 4-4 di figura 3;

la figura 5 è una vista prospettica di un supporto metallico per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, con parti asportate parzialmente;

le figure 6A e 6B sono grafici che mostrano ciascuno un rapporto di riduzione della resistenza del supporto metallico dopo che il supporto metallico è stato sottoposto a cicli termici ripetuti;

le figure 7A e 7B sono diagrammi che mostrano ciascuno una disposizione di una torcia di saldatura;

la figura 8 è un diagramma che mostra il rapporto tra l'angolo di inclinazione di una torcia di saldatura e un'area di irradiazione con laser; e le figure 9A, 9B e 9C sono diagrammi che illustrano ciascuno la disposizione di una torcia di saldatura durante la saldatura della porzione di estremità esterna di una struttura a nido d'ape.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI

REALIZZAZIONE PREFERITE

Le forme di realizzazione per seguire la presente invenzione verranno ora descritte nel seguito facendo riferimento ai disegni allegati.

Un sistema di scarico di un motociclo, mostrato nelle figure 1 e 2, comprende un tubo di scarico 1 che si estende da un motore alla parte posteriore della carrozzeria di un veicolo, e una marmitta 2 provvista sulla parte posteriore del tubo di scarico 1. Una staffa di montaggio 3 è saldata integralmente N

sulla marmitta 2 e fissata su un telaio 4 della carrozzeria con due bulloni 5. La parte interna della marmitta 2 è suddivisa da una prima ed una quarta camera di espansione 7L sino a 74 per mezzo di tre pareti di separazione 61, 62 e 63. La prima camera di espansione 71 comunica con la seconda camera di espansione 72 mediante un tubo 8 che penetra nella parete 61 di separazione, e la terza camera 73 di espansione comunica con la quarta camera 74 di espansione tramite un tubo 9 che penetra nella parete di separazione 63.

Il tubo 1 di scarico inserito nella marmitta 2 comunica con dalla prima alla quarta camera di espansione 71 sino a 74 tramite fori realizzati nella stessa. Sulla superficie periferica interna della marmitta viene tenuta una lana 1 di acciaio inossidabile mediante un metallo 10 di punzonatura, e sulla superficie periferica esterna del tubo 1 di scarico viene tenuta una lana 13 di acciaio inossidabile mediante metallo 12 di punzonatura.

Un supporto metallico 15 per un catalizzatore di purificazione dei gas di scarico secondo la presente invenzione è montato sull'estremità posteriore del tubo di scarico 1, l'estremità posteriore del quale è situata nella quarta camera di espansione 74 che ha la sua estremità posteriore provvista di un foro di scarico 14. Come è evidente dalle figure da 3 a 5, il supporto metallico 15 per il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico comprende una struttura 23 a nido d'ape ed un involucro cilindrico 24 per contenere una struttura 23 a nido d'ape. La struttura 23 a nido d'ape è costituita da una lamina metallica 21 piatta ed una lamina 22 metallica ondulata ciascuna delle quali è realizzata con un acciaio inossidabile termoresistente a base di ferrite e con uno spessore di circa 50μπι. L'involucro cilindrico 24 è realizzato con un acciaio inossidabile resistente termicamente a base di ferrite. La lamina metallica piatta 21 e la lamina metallica ondulata 22 sono realizzate ciascuna sotto forma di striscia che ha la stessa larghezza. Nella lamina 22 metallica ondulata, creste ed avvallamenti che si estendono nella direzione perpendicolare alla direzione longitudinale della lamina metallica ondulata 22 sono disposte alternate. Quando la lamina metallica piatta 21 e la lamina metallica ondulata 22 sovrapposte sono avvolte in maniera doppia, le creste e gli avvallamenti di una lamina metallica 22 ondulata avvolta sono portate a contatto con i lati superiore ed inferiore della lamina metallica piatta 21 adiacenti. Pertanto la lamina metallica 21 piatta è unita alla lamina metallica ondulata 22 mediante un avvolgimento a spirale della lamina metallica 21 e della lamina metallica 22 sovrapposte mentre si esegue una saldatura a punti utilizzando un fascio laser, per ciascuna spira, cui si uniscono la lamina metallica 21 piatta e la lamina metallica 22 ondulata in sei punti di posizioni di saldatura W: sino a W6 disposti in ciascuna delle reciproche porzioni di contatto.

La struttura 23 a nido d'ape che ha la configurazione di cui sopra è realizzata di forma cilindrica con la lunghezza assiale L e il diametro D. In una condizione in cui una struttura 23 a nido d'ape è inserita nella superficie periferica interna dell'involucro 24 cilindrico, i bordi periferici di entrambe le superfici di estremità esterne della struttura 23 a nido d'ape sono uniti ai bordi periferici di entrambe le superficie di estremità interne dell'involucro 24 cilindrico nelle posizioni W7 e W8 di saldatura mediante una saldatura ad impulsi continua utilizzando un fascio laser.

Come è evidente dalla figura 4, le sei posizioni di saldatura da Wx a W6 sono disposte simmetricamente rispetto alla linea centrale C della struttura 23 a nido d'ape nella direzione assiale. In particolare, tre parti delle posizioni di saldatura Wi sino a W3 sono disposte su un lato della linea centrale C e tre parti delle posizioni di saldatura da W4 a W6 sono disposte sull'altro lato della linea centrale C. Tra le distanze tra ciascuna di quelle adiacenti delle posizioni di saldatura Wi sino a W6, la distanza tra le posizioni di saldatura W3 e W4 è realizzata in maniera di essere quella massima, indicata con il simbolo LI in figura 4. Inoltre la distanza tra la posizione di saldatura più esterna Wi (W6) che è più lontana dal centro C e la superficie di estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape è indicata con il simbolo L2 in figura 4.

La tabella 1 mostra i dati di quattro tipi di supporti metallici per catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, che sono indicati mediante le \

specifiche (Spec.) da A a D. In ciascuna delle specifiche da A a C, la lamina 21 metallica piatta è saldata a punti sulla lamina 22 metallica ondulata in sei punti delle posizioni di saldatura da Wx a W6 disposti . su ciascuna delle porzioni di contatto reciproche; e nella specifica D, la lamina 21 metallica piatta è brasata sulla lamina 22 metallica ondulata nelle superfici globali delle porzioni di contatto. Le specifica A e B sono basate sulla presente invenzione, e le specifiche C e D sono al di fuori della presente invenzione. Per essere più specifici, le specifiche A e B soddisfano ciascuna un rapporto (L1 < D/2) nel primo requisito (L1 < D/2 o Li ≤ L/2) e soddisfano entrambi i rapporti del secondo requisito (Lz ≤ D/20 o L2 ≤ L/10).

Supporti metallici preparati sotto le specifiche B e D identiche in lunghezza assiale L e diametro D alla struttura 23 a nido d'ape sono state sottoposte a test con ciclo termico ripetuto. In questa prova, un ciclo termico in cui il supporto metallico è riscaldato da una temperatura normale a 1000°C e raffreddato da 1000°C alla temperatura normale viene ripetuto per cinquanta volte. In conseguenza, per il supporto metallico preparato con la specifica D in cui la lamina 21 metallica piatta era stata brasata sulla lamina metallica ondulata 22 su tutta la superficie delle porzioni di contatto, si verificava rottura della lamina metallica piatta 21 e della lamina metallica ondulata 22 e pelatura delle porzioni, di unione. Al contrario, per il supporto metallico preparato con la specifica B secondo la presente invenzione, non si verificava alcuna rottura né pelatura. Inoltre, come mostrato in figura 6A, per il supporto metallico preparato con la specifica B, la resistenza rispetto ad un carico agente per estrarre la struttura 23 a nido d'ape dall'alloggiamento cilindrico 24 era ridotta leggermente. Mentre il supporto metallico preparato ai sensi della specifica D prevedeva che la resistenza fosse ridotta in maniera significativa.

Supporti metallici preparati con le specifiche B e D sono stati sottoposti al test con ciclo termico ripetuto (50 cicli). La specifica C, che è al di fuori della presente invenzione, non soddisfa i rapporti del primo requisito (L1 ≤ D/2 o L1 ≤ L/2), e soddisfa solo un rapporto (L2 ≤ L/10) nel secondo requisito (L2 ≤ D/20 o L2 ≤ L/10).

Di conseguenza, per il supporto metallico preparato con la specifica C, non si verificava alcuna rottura della lamina 21 metallica piatta e della lamina 22 metallica ondulata ed alcuna pelatura delle porzioni di unione; tuttavia, come mostrato in figura 6B, si aveva una riduzione significativa della resistenza rispetto ad un carico che agiva per estrarre. la struttura 23 a nido d'ape dall'alloggiamento cilindrico 24. Naturalmente, per il supporto metallico preparato con la specifica B, non si aveva alcuna rottura della lamina metallica piatta 21 e della lamina metallica ondulata 22 e alcuna pelatura delle porzioni di unione, e inoltre si aveva solo una leggera riduzione della resistenza rispetto ad un carico agente per estrarre la struttura 23 a nido d'ape dall'alloggiamento 24 cilindrico.

Si è considerato che le differenze in fatica termica tra i supporti metallici di cui sopra si possono verificare per i seguenti motivi.

L'ossidazione di ciascuna delle lamine metallica piatta 21 e ondulata metallica 22 a causa di cicli termici ripetuti produce allungamento che a sua volta fa si che la struttura 23 a nido d'ape si espanda termicamente di circa il 3% nella direzione assiale. Di conseguenza, se si aumenta una distanza tra le posizioni di saldatura adiacenti, il carico applicato alle posizioni di saldatura Wi sino a W6 viene aumentato in maniera corrispondente, con la conseguenza che si possono rompere le porzioni di saldatura, per ridurre quindi la resistenza della struttura a nido d'ape.

(Tabella 2)

Specifica Risultato della prova di durata

Nessuna pelatura delle (esempio inventivo) porzioni di unione e nessuna rottura delle lamine

B Come sopra

(esempio inventivo)

C Pelatura delle porzioni di unione in prossimità della porzione periferica esterna durante la prova di durata e caduta della struttura a nido d'ape a causa della rottura delle lamine

Ciascuno dei supporti di metallo preparato secondo le specifiche da A a C è stato montato su un motociclo reale ed è stato sottoposto ad una prova di durata in condizioni reali di utilizzo. I risultati sono quelli mostrati nella tabella 2.

Per il supporto metallico preparato secondo la specifica C, al di fuori della presente invenzione, le porzioni periferiche esterne le porzioni in vicinanza della struttura 23 a nido d'ape si erano rotte, determinando la caduta della struttura 23 a nido d'ape dall'involucro cilindrico 24. Al contrario, per ciascuno dei supporti metallici preparato secondo le specifiche A e B secondo la presente invenzione, non si verificava alcuna rottura della lamina 21 metallica piatta e della lamina metallica ondulata 22 e alcuna pelatura delle porzioni di unione, ed inoltre non si verificava la caduta della struttura 23 a nido d'ape dall'involucro cilìndrico 24.

Inoltre, per ciascuno dei supporti metallici preparato secondo le specifiche da A a C, poiché la lamina 21 metallica piatta era saldata alla lamina metallica ondulata 22 in sei posizioni di saldatura da Wx a W6 su ciascuna delle porzioni di contatto, non vi era alcun problema connesso con la durata rispetto alla vibrazione meccanica. Inoltre, ciascuno dei supporti metallici preparato ai sensi delle specifiche A e B non soddisfa un rapporto (L1 < L/2) nel primo requisito (L1 ≤ D/2 o L1 < L/2); tuttavia, poiché il campo consentito di Li può essere qualsiasi tra la lunghezza assiale L ed il diametro D, che sono dimensioni tipiche della struttura 23 a nido d'ape, l'effetto desiderato può essere ottenuto nella misura in cui la struttura 23 a nido d'ape soddisfa almeno uno dei rapporti dati da Li ≤ D/2 e Li≤ L/2.

Nel caso di saldatura a punti, così come nella struttura 23 a nido d'ape, della lamina metallica piatta 21 alla lamina metallica ondulata 22 in una pluralità di posizioni Wx sino a W6 di saldatura disposte assialmente su ciascuna delle porzioni di contatto reciproco della lamina 21 metallica piatta e della lamina 22 metallica ondulata, ci vuole molto tempo per eseguire la saldatura a punti, utilizzando una singola torcia di saldatura, della lamina metallica piatta 21 sulla lamina metallica ondulata 22 nella pluralità di posizioni di saldatura Wx sino a W6 in sequenza muovendo la singola torcia di saldatura nella direzione assiale. Ciò determina un problema di produttività. Per risolvere questo problema si può considerare di disporre una pluralità di torce di saldatura pari al numero di posizioni di saldatura e eseguire simultaneamente la saldatura a punti della lamina metallica piatta 21 sulla lamina metallica ondulata 22 nella pluralità di posizioni di saldatura. Tuttavia, in questo caso, come mostrato in figura 7A, nel caso in cui quattro pezzi di torce di saldature 25 aventi ciascuno un diametro t sono disposte parallele una all'altra, se 3t < L (L: lunghezza assiale della struttura 23 a nido d'ape), le torce di saldatura 25 disposte su entrambe le estremità sono fuori dalla struttura 23 a nido d'ape e quindi in alcuni casi non eseguono la saldatura a punti. In questo caso, come mostrato in figura 7B, le torce di saldatura 25 disposte su entrambe le estremità possono essere inclinate ciascuna verso l'interno di un angolo Θ rispetto alla linea normale alla struttura 23 a nido d'ape. Ciò consente di eseguire una saldatura a punti mediante le torce di saldatura 25 disposte su entrambe le estremità.

In conseguenza delle prove di saldatura, si è trovata conferma che l'angolo di inclinazione Θ della torcia di saldatura 25 è opportunamente compreso in un intervallo tra 0 ≤ Θ < 45° bilanciando la resistenza della saldatura {quantità di penetrazione della saldatura) e l'energia di irradiazione di un raggio laser. Ad esempio, quando l'angolo Θ è aumentato gradualmente con l'energia di irradiazione di un punto disposto a 3,5 J nella saldatura laser utilizzando una -macchina per saldatura a punti con raggio laser YAG dì grado 100 W, come mostrato in figura 8, l'area di irradiazione del raggio laser è aumentata gradualmente in maniera corrispondente la densità di energia del piano di irradiazione viene ridotta, -in maniera tale da ridurre la quantità di penetrazione della saldatura. In altre parole, si influenza la resistenza della saldatura mediante la quantità di penetrazione della saldatura e l'area di irradiazione per raggio laser che variano in funzione dell'angolo Θ. Di conseguenza è possibile migliorare la resistenza della saldatura scegliendo in maniera opportuna l'angolo Θ.

Supponendo che il diametro del raggio laser emesso dalla torcia 25 di saldatura sia d, come mostrato in figura 9A, se la distanza L2 tra la posizione W6 (W1) di saldatura più esterna e la superficie di estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape soddisfa un rapporto di d/2 < L2, una noce di saldatura non raggiunge mai la superficie di estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape; tuttavia, come mostrato in figura 9B, se L2 rientra nel rapporto d/2 ≤ L2, la noce di saldatura a raggiunge la superficie di estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape, determinando una porzione b di bruciatura. Di conseguenza, il valore minimo della distanza L2 tra la posizione di saldatura più esterna o W6 e la superficie dì estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape viene realizzata preferibilmente in maniera da soddisfare il rapporto d/2 < L2.

Tuttavia, l'uso della procedura seguente rende possibile eseguire una saldatura a punti sufficientemente resistente della lamina metallica piatta 21 con la lamina metallica ondulata 22 nella posizione di saldatura più esterna Wi o W6 evitando la bruciatura della superficie di estremità esterna della struttura 23 a nido d'ape. Per essere più specifici, come mostrato in figura 9C, la posizione bersaglio della posizione di saldatura W6 (Wi) è disposta sulle superficie di estremità esterne (nell'intervallo di c-c in figura 9C) della lamina metallica piatta 21 e della lamina metallica ondulata 22 e l'angolo α (α=90°-θ) della torcia 25 di saldatura è scelto in un valore compreso nell'intervallo di 0° ≤ a ≤ 60°.

La tabella 3 mostra il risultato che confronta la saldatura a punti delle superfici circonferenziali della lamina 21 metallica piatta e della lamina 22 metallica ondulata con la saldatura a punti delle superfici di estremità esterne della lamina 21 metallica piatta e della lamina 21 metallica ondulata una con l'altra. In questa prova, si è eseguita la saldatura a punti utilizzando una macchina per saldatura a punti a raggio laser YAG di grado 100 W, in cui il diametro d del raggio laser era regolato ad 1 mm (appena sul fuoco) e l'angolo a della torcia di saldatura 25 era regolata a 45°. Nel caso della saldatura a punti delle superfici circonferenziali della lamina 21 piatta metallica e della lamina 22 ondulata metallica una con l'altra (L2 = 0,5 mm o 0,2 mm) si verificava la bruciatura b come mostrato in figura 9B. tuttavia, nel caso di saldatura a punti delle superfici di estremità esterne della lamina metallica piatta 21 e della lamina metallica ondulata 22 una con l'altra (L2 = 0) si otteneva un buon risultato di saldatura come mostrato in figura 9C.

Nel caso di saldatura delle superficie di estremità esterne della lamina metallica piatta 21 e della lamina metallica ondulata 22 una con l'altra, l'energia di irradiazione per un punto è sufficientemente piccola con valori pari a 1,5 J che è la metà o meno dell'energia di irradiazione (3,5 J) per un punto nel caso di saldatura delle superfici circonferenziali una con l’altra, ed inoltre si può utilizzare una saldatura continua ad impulsi in luogo di una singola saldatura a punti.

Sebbene sia stata descritta in dettaglio la forma di realizzazione della presente invenzione, questa descrizione ha solo fini illustrativi, e si deve comprendere che possono essere apportate varie modifiche senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione.

Ad esempio, nella forma di realizzazione, la lamina metallica piatta 21 è saldata alla lamina metallica ondulata 22 in sei punti di saldatura Wj. sino a W6 disposti su ciascuna delle porzioni di contatto; tuttavia, il numero di posizioni di saldatura non è limitato a sei ma può essere diverso.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Supporto metallico per un catalizzatore per la purificazione di gas di scarico, configurato in maniera tale che viene formata una struttura (23) a nido di ape cilindrica mediante avvolgimento a spirale di una lamina metallica piatta in strisce (21) ed una lamina metallica ondulata in strisce (22) sovrapponendo durante la saldatura, per ciascuna spira, detta lamina metallica piatta (21) a detta lamina metallica ondulata (22) in una pluralità di posizioni di saldatura (da W1 a W6) disposte assialmente su ciascuna delle porzioni di contatto reciproche di detta lamina metallica piatta (21) e detta lamina metallica ondulata (22); e detta struttura a nido d’ape (23) sulla superficie della quale è supportato il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, è montato in un involucro cilindrico (24) caratterizzato dal fatto che il valore massimo LI delle distanze tra ciascuna di quelle adiacenti in detta pluralità di posizioni di saldatura (Wi sino a W6) soddisfa almeno uno dei rapporti dato da L1 < D/2 e L1 ≤ L/2 In cui L è la lunghezza assiale di detta struttura a nido d'ape (23) e D è il diametro di detta struttura a nido d' ape (23) .
2. Supporto metallico per catalizzatore per la purificazione di gas di scarico, configurato in maniera tale da realizzare una struttura a nido d'ape cilindrica (23) mediante avvolgimento a spirale di una lamina metallica piatta a striscia (21) ed una lamina metallica ondulata a striscia (22) sovrapponendo durante la saldatura, per ciascuna spira, detta lamina metallica piatta (21) a detta lamina metallica ondulata (22) in una pluralità di posizioni di saldatura (da W1 a W6) disposte assialmente su ciascuna di porzioni di reciproco contatto di detta lamina metallica piatta (21) e detta lamina metallica ondulata (22); e detta struttura a nido d'ape (23), sulla superficie della quale è supportato il catalizzatore di purificazione dei gas di scarico, e montata in un involucro cilindrico (24), caratterizzato dal fatto che la distanza L2 tra quella più esterna (Wl, W6) di detta pluralità di posizioni di saldatura (da Wl a W6) nella direzione assiale di detta struttura a nido d'ape (23) e la superficie di estremità esterna di detta struttura a nido d'ape (23) soddisfa almeno un rapporto dato da L2 < D/20 e L2 ≤ L/10 irradiando le superfici di estremità esterne di detta lamina metallica piatta (21) e detta lamina metallica ondulata (22) con il raggio laser; e la saldatura a laser, su ciascuna delle posizioni rimanenti (W2 a W5) ed eseguita irradiando le superfici circonferenziali di detta lamina metallica piatta (21) e detta lamina metallica ondulata (22) con il raggio laser.