MX2007000598A - Metodo para soldar por friccion componentes. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un metodo para soldar por friccion componentes (35) durante el cual ambos componentes se hacen girar uno en relacion al otro durante una fase de calentamiento bajo una fuerza de presion axial mutua (F) generada por un accionador de fuerza de presio (8a) en el lugar a ser soldado cuando el componente (3) este en reposo y cuando el componente accionado o impulsado (5) este girando. Ademas, despues de que los componentes (3,5) han sido sometidos a un calentamiento por friccion suficiente, la rotacion se hace disminuir y los componentes, los cuales estan estacionarios con respecto a los otros, son presionados juntos con una fuerza de presion que es significativamente mayor que aquella durante la fase de calentamiento. El componente que se hizo girar (5) es accionado por el motor electrico (7), el cual esta provisto con un controlador (19) y cuya velocidad rotacional (n), torsion (RF), fuerza de presion (F) y profundidad de avance (S) son medidas por el controlador. La velocidad rotacional es, de acuerdo a una fuerza de presion inicial axial (F) entre ambos componentes, fijada por el controlador en una velocidad rotacional inicial que hace que las superficies de contacto de ambos componentes se fundan, y se mantiene hasta que la torsion caiga como resultado de la fusion de la superficies de contacto de ambos componentes, durante lo cual la velocidad rotacional disminuye y se reduce a cero. Una vez que la velocidad rotacional es de cero, la fuerza de presion se incrementa hasta un maximo, de modo que se asegure una soldadura fija sobre la superficie de contacto de ambos componentes.

Description

MÉTODO PARA SOLDAR POR FRICCIÓN COMPONENTES CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un proceso para soldar por fricción componentes en el cual, durante una fase de calentamiento y bajo una fuerza de presión axial recíproca producida por un accionador de fuerza de presión, los dos componentes se hacen girar uno en relación al otro en el sitio a ser soldado, estando el componente estacionario y el otro componente accionado para girar, donde, además, después de un calentamiento por fricción suficiente de los componentes, se frena la rotación y las partes, estacionarias una con respecto a otra, son presionadas juntas con una fuerza de presión considerablemente mayor que durante la fase de calentamiento, siendo el componente giratorio accionado por un motor eléctrico provisto con un controlador, siendo la velocidad, torsión, fuerza de presión y profundidad de alimentación del motor eléctrico medidas por el controlador.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Ese proceso es descrito en la DE 199 02 357 Al.

La publicación describe de manera general el proceso explicado anteriormente con referencia a un control para una máquina de soldadura por fricción la cual toma en cuenta la torsión de fricción o potencia de fricción durante la fase de fricción. Además, se menciona de manera general en la descripción de la publicación que el control comprende una pluralidad de componentes. Esos son, por un lado, un registro de torsión/potencia, una computadora de torsión o computadora de potencia, un regulador de torsión por fricción, un regulador de alimentación o regulador de presión y un detector de alimentación o detector de presión. El sistema regulador actúa sobre el control de alimentación. Con respecto a cualesquier valores o cualesquier interdependencias, se menciona simplemente en la descripción que un valor de referencia para la torsión de fricción y/o potencia de fricción puede ser constante. Esto puede, sin embargo, ser representado alternativamente como cualquier función deseada con respecto al tiempo de fricción, desplazamiento por fricción o ángulo de fricción o desplazamiento de alimentación o cualquier otro parámetro adecuado. En consecuencia, el accionamiento de la alimentación es controlado por el sistema regulador para fijar la torsión de fricción y/o potencia de fricción deseada. Esta información contiene solo enseñanzas de cuales componentes o parámetros de la operación de soldadura por fricción pueden basarse en, sin indicar de éste modo que los descubrimientos o resultados de medición concretos en los detectores individuales puedan ser usados como valores clave y, en cierta manera, para propósitos de control. Sobre esto, la DE 299 22 424 Ul describe un proceso de acuerdo al cual, durante el proceso de fricción real, la velocidad del componente giratorio cambia constantemente, de modo que el factor de fricción se incrementa por lo tanto, permitiendo una utilización óptima de la energía a través de la adaptación del valor de la misma, haciendo posible que la velocidad se reduzca o incremente durante el proceso de fricción, dependiendo de la combinación de materiales y la aplicación de la soldadura por fricción.

LA INVENCIÓN Siendo este el punto inicial de la invención, la cual describe un proceso con los valores de proceso individuales requeridos que determinan completamente la secuencia de un proceso de soldadura por fricción seguro y confiable. Esas características de proceso consisten en que, dependiendo de una fuerza de presión inicial axial (F) entre los dos componentes, la velocidad (n) es ajustada por el controlador a una velocidad inicial (n) que hace que la fusión de parte de las superficies de contacto de los dos componentes se mantenga hasta que ocurra una caída de presión, en consecuencia de la fusión de la superficie de contacto de los dos componentes, caída de torsión tras la cual la velocidad disminuye y se reduce hasta el reposo, donde, al final de la reducción, la fuerza de presión (F) se incrementa hasta un máximo de modo que se logre una conexión soldada fuerte en la superficie de contacto de los dos componentes. Con esos pasos de proceso, el controlador primero que todo fija una velocidad inicial la cual es almacenada en el controlador, dependiendo la velocidad inicial de la fuerza de presión inicial axial de los dos componentes. La velocidad inicial y la fuerza de presión inicial axial da lugar entonces a la fricción requerida entre los dos componentes para la operación de soldadura por fricción hasta que las superficies de contacto se fundan, conduciendo esto a una caída claramente notable en la torsión, tras la determinación de lo cual la velocidad disminuye y es reducida hasta el depósito del controlador, siendo la medición de la caída de la torsión la señal, por lo tanto, para la reducción de la velocidad. Cuando la reducción de la velocidad, la cual no puede proceder de manera abrupta, da como resultado entonces que la velocidad se aproxime y alcance, la fuerza de presión axial se incrementa hasta un máximo definido justo antes o tras el curso de la velocidad, como consecuencia de lo cual el incremento de la presión se vuelve entonces efectivo en la superficie de contacto de los dos componentes, llevando por lo tanto a la conexión soldada fuerte final. La invención se relaciona además con un dispositivo para implementar el proceso descrito anteriormente. El dispositivo es, de manera ventajosa, de un diseño tal que los ejes del motor eléctrico transitan axialmente hacia el eje de rotación del componente accionado. Esta conexión directa entre los ejes del motor eléctrico y el eje de rotación del componente accionado da como resultado una conexión al cual está libre de fuerzas inerciales de masa indeseables y que permite que no exista deslizamiento. Preferiblemente, la transición del eje del motor eléctrico hacia el eje de rotación del componente accionado es de tal diseño que el motor eléctrico y el componente accionado son interconectados de manera axialmente rígida. Dependiendo del tipo de motor eléctrico usado, también puede ser ventajoso conectar una unidad de engranes sin deslizamiento entre el motor eléctrico y el componente accionado, tomando la unidad de engranes en consideración las velocidades particulares del motor eléctrico usado. Para obtener la velocidad axial del accionador del componente accionado requerido para soldar los dos componentes, el motor eléctrico con el accionador de fuerza de presión es soportado, de manera ventajosa, por un aparato de alimentación lineal. El motor eléctrico puede ser provisto con un detector de fuerza de presión para indicar la fuerza de presión con la cual el componente accionado está presionado contra el componente estacionario. Para poder verificar la interpenetración del componente accionado y los componentes estacionarios, el aparato de alimentación está provisto, de manera ventajosa, con un detector de desplazamiento. Esto es de importancia particular donde el componente estacionario es una placa de metal delgada. Para permitir que el controlador del motor eléctrico con su aparato de alimentación se vuelva apropiadamente efectivo, el motor eléctrico, el detector de desplazamiento y el detector de la fuerza de presión son conectados en un bucle de control que controla el controlador, los detectores que suministran al controlador los datos medidos que indican la torsión, velocidad, desplazamiento y fuerza de presión, donde el motor eléctrico y el aparato de alimentación se ajustan sobre la base de la medición de los datos medidos, siendo la torsión y velocidad determinada directamente sobre la base de una medición de la corriente eléctrica suministrada al motor eléctrico. El proceso y dispositivo de acuerdo a la invención puede ser impulsado de manera ventajosa para soldar prisioneros a componentes de tipo panel, formando los prisioneros el componente accionado y los componentes tipo panel formando el componente estacionario. En ese caso, el dispositivo es provisto con medios receptores para los prisioneros, como una cuña, un empalme para los componentes tipo panel, donde el empalme puede ser provisto en particular con una superficie plana. El dispositivo es, de manera ventajosa, de un diseño que el componente tipo panel es presionado contra el empalme por un sujetador hacia abajo y por lo tanto es sujetado para este modo con el componente tipo panel en una posición definida en la cual sea entonces sujetado por el sujetador. Además, el dispositivo está provisto, de manera ventajosa con un dispositivo de alimentación para alimentar los prisioneros, de modo que el dispositivo pueda ser empleado de manera expedita particularmente en la producción en serie. Para el diseño del dispositivo, es ventajoso producir un brazo en forma de C, sobre el cual por un lado, se forme el empalme y, por otro lado, se conecte al aparato de alimentación. Para obtener un diseño ventajoso de dispositivo, es posible proporcionar un accionador de fuerza de presión, estando el accionador de fuerza de presión en forma de una conexión de unión oscilante, las palancas articuladas de las cuales se mueven hacia o se alejan entre sí por medio de una varilla de ajuste roscado durante la rotación accionada del motor. La conexión de unión oscilante hace posible producir un desplazamiento muy exacto del componente accionado y también una fuerza de presión alta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades ilustrativas de la invención se presentan en los dibujos, en los cuales: La Figura 1 muestra el dispositivo para implementar el proceso de acuerdo a la invención, con referencia a la soldadura por fricción de un prisionero sobre un panel; La Figura 2 muestra un corte parcial a través del dispositivo de acuerdo a la Figura 1; La Figura 3 muestra una gráfica que indica los parámetros clave para el proceso de acuerdo a la invención, en relación a los pasos de proceso individuales; La Figura 4a-e muestra las fases sucesivas de una conexión soldada por fricción; La Figura 5 muestra la conexión soldada por fricción de un prisionero a un panel; La Figura 6 muestra la conexión soldada por fricción de un prisionero a un panel recubierto; La Figura 7 muestra el diseño del accionador de fuerza de presión que usa una conexión de unión oscilante.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE A INVENCIÓN El dispositivo presentado en la Figura 1 es un diseño el cual es usado para la soldadura por fricción de un prisionero 5 a un panel 3, siendo esta solo una modalidad ilustrativa de ese dispositivo, puesto que el proceso de acuerdo a la invención también puede ser implementado usado otros dispositivos que puedan necesitar un diseño apropiadamente diferente en relación a los componentes que vayan a ser soldados juntos. En principio, sin embargo, existen siempre básicamente partes constituyentes básicas similares o las mismas. El dispositivo comprende el brazo en forma de C 1, el cual está provisto en uno de sus extremos con el empalme 2 para el panel 3, el panel 3 al cual va a ser soldado el prisionero, el cual sujetado por la cuña 4. El otro extremo del brazo en C se funde al aparto de alimentación 6, el cual contiene el motor eléctrico 7, el cual contiene el accionador de fuerza de presión 8a. En consecuencia, el aparato de alimentación 6 es estacionario en relación al empalme 2 puesto que como se estableció anteriormente, el aparato de alimentación 6 y el empalme 2 son interconectados rígidamente con el brazo 1. El aparato de alimentación 6 contiene el accionador de alimentación 8, el cual se extiende a través de la rampa 9 hacia la parte deslizable 10 y mueve la parte deslizable 10, de acuerdo al accionador de alimentación 8, linealmente hacia la rampa 9. Durante el movimiento, la parte deslizante 10 se desplaza linealmente con esta unida al motor eléctrico 7, dando como resultado esto el movimiento lineal correspondiente de la cuña 4 con el prisionero, el cual es sujetado por la cuña 4. Para indicar el desplazamiento longitudinal respectivo del motor eléctrico 7 con el prisionero 5 en relación al aparato de alimentación 6, el detector de desplazamiento 11 se une a la parte deslizante 10, donde, tras el desplazamiento lineal de la parte deslizante 10 en relación a la parte de alimentación 6, el detector de desplazamiento 11 se desplace por lo tanto entre la longitud del desplazamiento como la profundidad de alimentación. Para el desplazamiento del motor eléctrico 7 y por lo tanto de la cuña 4, el accionador de alimentación 8 está provisto con el accionador de fuerza de presión 8a, el cual, por otro lado, implica el desplazamiento anteriormente mencionado con respecto a una longitud ajustada por precisión así como la fuerza de presión requerida para esto. Esta función del accionador de la fuerza de presión 8a será discutida de manera más completa en relación con la Figura 2. La cuña 4 está rodeada por el sujetador 12, el cual, tras el movimiento hacia abajo del motor eléctrico 7, la cuña 4 y un prisionero sujetado por ésta 5, se mueve hacia el panel 3 y, finalmente, en el extremo del movimiento, baja sobre el panel 3, como resultado de lo cual el panel 3 es bloqueado de manera estable en su posición con relación al motor eléctrico 7 con la cuña 4 y el prisionero sujetado por esta 5'. Con el sujetador 12 en esta posición (indicada por una línea punteada) , el dispositivo está entonces listo para el proceso de soldadura por fricción. El eje de rotación 13 (indicado por una línea punteada) de motor eléctrico 7 está alineado con el eje 14 (indicado por una línea punteada) de la cuña 4 y por lo tanto transita hacia el eje de rotación del prisionero 5. En el dispositivo presentado en la Figura 1, el eje de rotación 13 del motor eléctrico 7 está conectado rígidamente a la cuña 4. Deberá, sin embargo, señalarse también que, particularmente donde sean usados motores eléctricos de alta velocidad, es posible insertar una unidad de engranes no deficientes entre el eje de rotación 13 del motor eléctrico 7 la cuña 4. Para permitir que la cuña 4 sea cargada automáticamente con los prisioneros 5 que van a ser procesados, se proporciona aquí el alimentador 15, el cual contiene un gran número de prisioneros a ser procesados.

Siendo los prisioneros introducidos desde el alimentador 15 vía el canal de alimentación flexible 16 hacia la cuña 14. El motor eléctrico 7 está provisto además con el detector de fuerza 17 y el detector de torsión 18, los modos de operación de los cuales serán discutidos de manera más completa en relación con la descripción con respecto a la Figura 2. El motor eléctrico 7, el detector de fuerza de presión 17, el detector de torsión 18, el detector de desplazamiento 11, el accionador de alimentación 8, el accionador de la fuerza de presión 8a y el alimentador 15 son conectados al controlador 19 por medio de los alambres 55, 56, 57, 58, 59, 60 y 61. Los modos de operación de los mismos serán de igual modo discutidos de manera más completa en relación con la Figura 2. La Figura 2 presenta el motor eléctrico 7 con partes de diseño conectadas a éste con mayor detalle. El motor eléctrico 7 contiene la bobina del estator 20 y el rotor 21. El rotor 21 está sentado sobre el eje 22, el cual se extiende hacia la cuña 4. El prisionero 5 es acoplado con la cuña 4. La cuña 4 es rodeada por el sujetador descendente 12, el cual es empujado hacia adelante por los resortes 23 y 24 y presiona contra el panel (no mostrado en la Figura 2) (véase la figura 1, panel 3) . En la Figura 2, el sujetador descendente 12 es presentado en su posición delantera, fuera de la cual, tras bajar sobre el panel 1 (véase la Figura 1), es forzado de regreso hacia su posición en la cual presiona el panel contra el empalme 2, estando el extremo frontal del prisionero 5 alineado con el borde 38 del sujetador descendente 12, siendo los resortes 23 y 24 comprimidos y sujetando el componente 3 contra el empalme 2. El eje 22 del motor eléctrico 7 es mantenido radialmente sobre el cojinete esférico 25. Además, el motor eléctrico 7 es soportado en la dirección axial por el cojinete de empuje 26 el cual, por otro lado, está en contacto con un collar 27 del alojamiento 28 y pasa contra un reborde 29 del eje 22. Arreglados en el extremo del eje 22 orientados alejándose de la cuña 43 se encuentran el detector de torsión 30 y el detector de la fuerza de presión 31, los cuales en una forma conocida suministran los valores medidos (la torsión, fuerza de presión) y transmiten esos valores, como se presenta en la Figura 1, al controlador 19. El alojamiento 28 está adyacente al detector de la fuerza de presión 31 y es cerrado por la cubierta 32. También montado sobre el eje 22 se encuentra el reborde 33, el cual se acopla1 con los dientes (no mostrados) en el detector de velocidad 34, indicando al detector de velocidad 34 una señal de la velocidad del motor eléctrico 7. Como se presenta mejor en la Figura 1, unida en el lado del alojamiento 28 del motor eléctrico 7 se encuentra la parte deslizante 10, la cual es movida linealmente por el aparato de alimentación 6 en la dirección axial del motor 7. Para permitir esa modalidad, en la parte deslizante 10 es mantenida sobre el rodillo longitudinal 35. Su desplazamiento es movido por el detector de desplazamiento 11 y es efectuado a través de la operación del dispositivo de alimentación 8, el accionador de alimentación 8 que actúa sobre la parte deslizante 10 vía la rampa 9. Por medio de los tornillos 36, el aparato de alimentación 6 es unido al accionador de alimentación 8 en el extremo respetivo del brazo en forma de Cl. La Figura 3 representa una gráfica que muestra los valores medidos individuales, medidos por los detectores contenidos en el dispositivo. Aquí, las líneas sólidas indican la velocidad n; la línea punteada indica la fuerza de presión axial F con la cual el prisionero 5 es presionado contra el panel 3; la línea punteada indica la torsión RF suministrada por el motor eléctrico 7; y la línea cruzada indica los movimientos s del prisionero 5. Es evidente de la gráfica que, primero que todo, el motor eléctrico es acelerado con su velocidad n hasta que, en la línea 37, entra en el intervalo de velocidad máxima. Al mismo tiempo que es acelerado con velocidad n, el motor eléctrico 7 baja sobre el panel 3 con las partes que rodean al motor eléctrico 7. Al mismo tiempo, existe un aumento en la torsión RF, puesto que, a saber, el tiempo de la línea 37, el prisionero 5 ha alcanzado el panel 3 y comenzado ahora el proceso de soldadura por fricción con el panel 3 siendo puesto en contacto por fricción con el prisionero 5. En primer lugar, la velocidad n sigue siendo esencialmente la misma. Durante este periodo de fricción, la torsión RF y la fuerza de presión F permanecen esencialmente en sus valores alcanzados hasta que, como resultado de la fusión de parte del prisionero 5 y el panel 3, existe una caída aguda en la fricción entre los dos componentes y por lo tanto en la torsión RF (véase la línea 39 en la Figura 3) , que es detectada por el controlador F y es usada entonces para reducir la velocidad, mientras la fuerza de presión F y la torsión RF permanecen virtualmente sin cambio. En el proceso, el prisionero 5 penetra hacia el panel 3, por ejemplo, unas cuantas décimas de milímetro, formándose por lo tanto entre el prisionero 5 y el panel 3 la fusión deseada la cual entonces, al tiempo 40, reduce la fricción entre los dos componentes. De éste modo es evidente de la caída en la torsión RF después de un periodo de tiempo 40, caída la cual es reportada por el detector de torsión 17 al controlador 19. Tras eso, el controlador 19 incrementa la fuerza de presión F con un retraso de tiempo determinado por el controlador 19, tomando esto lugar en el periodo entre el tiempo 40 y el tiempo 41. Con el incremento en la fuerza de presión F, la torsión RF se eleva nuevamente hasta el tiempo 52, velocidad n la cual se ha reducido exhaustivamente, con el resultado de que, comenzando en el tiempo 52, la fuerza de presión F es reducida por el controlador y finalmente regresa al valor de 0. Al mismo tiempo, tanto a través de la reducción de la velocidad de n como la reducción de la fuerza de presión F, también la torsión RF se reduce y probablemente alcance un valor de 0 cuando también la velocidad haya alcanzado el valor de 0. A este tiempo 53, la parte fundida del prisionero se ha unido fuertemente entre sí. Las Figuras 4a-e presentan las fases sucesivas de producción de una conexión soldada por fricción. La Figura 4a muestra el extremo frontal del dispositivo de la Figura 1 en su posición inicial, en la cual la cuña 4, con el prisionero sujetado en ella 5 se encuentra a alguna distancia del panel 3, siendo la cuña 4 con el prisionero 5 rodeada por el sujetador descendente 12. El sujetador descendente 12 se muestra en una posición delantera (véase la Figura 1), fuera de la cual, tras bajarse del panel 3, es forzado nuevamente a su posición como se presenta en la Figura 4c. La cuña 4 contiene adicionalmente el perno de empuje 42, el cual, como parte de la cuña 4 (no mostrada en las Figuras 1 y 2), ejerce la fuerza de presión descrita anteriormente sobe el prisionero 5 que va a ser soldado. La Figura 4b muestra el arreglo de la Figura 4a en una posición en la cual el sujetador descendente 12 ha bajado sobre el panel 3 y está presionando sobre el panel 3 contra el empalme 2. Después de la fase de operación de acuerdo a la Figura 4b, el prisionero 5, como se presenta en la Figura 4c, es movido aún más lejos por la cuña 4 hacia el panel 3 hasta que, con su región que se pretende siga para la operación soldada por fricción, el prisionero 5 entra en contacto con el panel 3, tras lo cual puede comenzar la operación de soldadura por fricción, habiendo sido forzado el sujetador descendente 12 nuevamente de regreso contra los resortes 23, 24 presentados en la Figura 2 y ejerciendo de este modo una fuerza de sujeción particularmente grande sobre el panel 3 en relación al empalme 2. Después de la fase presentada en la Figura 4c, sigue entonces la operación de soldadura por fricción (presentada esquemáticamente en la Figura 3) a través de la activación del motor eléctrico 7 y la rotación consecuente del prisionero 5 con la velocidad inicial, conduciendo esto a la fricción (descrita en relación con la Figura 3) y fusión en partes de las superficies de contacto respectivas del prisionero 5 y el panel 3, penetrando al prisionero 5 una distancia corta hacia el panel 3 y, al final de la operación, siendo finalmente soldado fuertemente al panel 3, como se presenta en la Figura 4d. Tras completar la fase de operación presentada en la Figura 4d, la cuña 4 y el sujetador descendente 12 pueden ahora ser movidos lejos del panel, como se presenta en la Figura 4e, siendo el prisionero 5 liberado por la cuña 4 y permaneciendo fuertemente soldado al panel 3. La Figura 5, la cual muestra el dispositivo en la fase de operación de acuerdo a la Figura 4d, presenta la conexión soldada por fricción, fuerte, terminada, del prisionero 5 al panel 3. El prisionero 5 consiste aquí de un fuste o cuerpo con un hexágono adjunto 43 y un anillo de soldadura 44, anillo de soldadura 44, el cual se proyecta axialmente alejándose del hexágono 43. Las tres partes constituyentes son de un diseño de una pieza integral. El anillo de soldadura 44 es una proyección corta colocada axialmente en relación al prisionero 5 en su totalidad, yendo esa proyección hacia abajo con su superficie frontal sobre el panel 3 para la operación de soldadura por fricción, formando la superficie frontal y la cara orientada hacia esta del panel 3 las dos superficies de contacto para la operación de soldadura por fricción. Ese diseño del prisionero 5 y del panel 3, en combinación con el uso del proceso descrito aquí anteriormente de acuerdo a la invención, da como resultado una zona de soldadura particularmente delgada 45, la cual hace posible el proceso de soldadura por fricción de acuerdo a la invención también empleando paneles especialmente delgados. Esos paneles son usados sobre todo en la construcción de la carrocería en la industria automotriz. La Figura 6 presenta una conexión soldada por fricción terminada de un prisionero, como se presenta en la Figura 5, y un panel 3, donde el panel 3 antes de la operación de soldadura por fricción, ha sido provisto sobre cada uno de sus lados con recubrimientos respectivos 46 y 47. Los recubrimientos delgados son de igual modo empleados en la construcción de carrocerías de automóviles, puesto que, frecuentemente, los paneles de carrocería de metal recubiertos con pintura forman la base de una carrocería. Como se muestra en la Figura 6, el recubrimiento 46 ha sido penetrado durante las operaciones de soldadura por fricción, siendo formadas por calor y las partes contraídas 48, 49 y 50 del recubrimiento 46, de las partes habiendo sido dejadas en la siguiente zona de soldadura por fricción 45. La zona de soldadura por fricción 45 transita del anillo 44 directamente hacia el material interno del panel 3, dando como resultado de este modo una conexión de soldadura por fricción libre de poros, especialmente fuerte, teniendo esta adicionalmente la ventaja particular de que, debido a que la conexión soldada por fricción se concentra sobre la zona relativamente delgada de la zona de soldadura por fricción 45, virtualmente no existe paso de calor del panel 3 y por lo tanto tampoco se daña el recubrimiento 47 sobre el lado posterior del panel 3. La Figura 7 presenta un dispositivo para implementar el proceso de acuerdo a la invención, empleando el dispositivo un tipo especial de accionador de fuerza de presión. En relación a esto deberá hacerse referencia, primero que todo, a la técnica anterior citada anteriormente (DE 199 02 357 Al), en la cual se menciona concretamente un cilindro hidráulico como accionador de la fuerza de presión y en la cual, además, se señaló que el accionador de la fuerza de presión también puede ser de otro diseño adecuado. El accionador de la fuerza de presión interna en el dispositivo de acuerdo a al Figura 7 es una conexión de unión oscilante con dos palancas articulares 70 y 71. Las dos palancas articuladas están unificadas en la unión 72, y son acopladas por la varilla de ajuste roscada 73. La varilla de ajuste roscada 73 es accionada por el servomotor 74. La unión 75, orientada alejándose de la unión 72, tiene una conexión articulada a la porción extrema superior 76 del aparato de alimentación 6. La porción extrema superior 76 es estacionaria, con el resultado de la palanca articulada 70 es capaz de soportarse así misma contra la porción extrema superior 76.

La unión 77 de la palanca articulada 71 tiene una conexión articulada a la parte deslizante 10, con la consecuencia de que una presión o tensión ejercida por la palanca articulada 71 sobre la parte deslizante 10 da como resultado el movimiento de la parte deslizante 10 de acuerdo a lo indicado por las flechas. El modo de operación de la conexión de unión oscilante es como sigue: cuando la varilla de ajuste roscada 73 se hace girar y por lo tanto se mueve hacia el aparato de alimentación 6, las dos uniones 75 y 77 se mueven alejándose entre sí, donde, debido a la posición estacionaria de la porción extrema superior 76, la unión 77 se mueve inevitablemente en una dirección hacia abajo, es decir hacia el componente 3 siendo el caso que, dependiendo del ángulo formado por las dos palancas articuladas 70 y 71, pueda ejercerse una presión más o menos fuerte sobre la parte deslizante 10. Para permitir un movimiento necesariamente circular de la palanca articulada 70 alrededor de la unión 75, la unión 75 que forma un punto medio para el movimiento rotacional, la varilla de ajuste roscada 73 es provista con una unión de acción giratoria correspondiente 78. El dispositivo es controlado básicamente de la misma manera como se describió en relación con la Figura 1, con únicamente dos alambres 59 y 60 siendo conectados al servomotor 74. Con la conexión de unión oscilante con dos palancas articuladas 70 y 71, es posible lograr un desplazamiento muy exacto de la parte deslizante 10, siendo también posible al mismo tiempo que se ejerzan fuerzas altas sobre la parte deslizante 10, con el resultado de que la conexión de unión oscilante ofrezca el diseño especialmente ventajoso de aquellas partes del dispositivo que son responsable del movimiento de alimentación de la cuña 4 con el prisionero 5. Experimentos han demostrado que el proceso descrito aquí anteriormente de acuerdo a la invención puede ser implementada usando los valores de proceso dados a continuación: Velocidad inicial n= 10,000 rpm; Torsión RF = 20-40 N/m; Fuerza de presión F = 3-10KN; El desplazamiento s del componente accionado durante el contacto por fricción de los componentes s= 0.4-0.8 mm; Intervalo de tiempo para el contacto por fricción de los componentes t=0.5-5 seg. Los valores de proceso especificados anteriormente sirven como ejemplo. Esos valores pueden variar dependiendo de los materiales de los componentes y el tamaño de sus superficies de contacto. En cualquier porcentaje, este es un proceso de soldadura por fricción de duración particularmente corta, siendo el proceso caracterizado además por el hecho de que requiere solo un ligero acortamiento del componente accionado y una profundidad de penetración muy pequeña para el componente.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1. Proceso para soldar por fricción componentes, en el cual, durante una fase de calentamiento y bajo una fuerza de presión axial recíproca F producido por un accionador de fuerza de presión, los dos componentes giran uno en relación al otro en el sitio de soldadura, siendo un componente estacionario y siendo el componente accionado giratorio, donde, además, después de un calentamiento por fricción suficiente de los componentes, se frena la rotación y los componentes, estacionarios uno con respecto al otro son presionados juntos con una fuerza de presión considerable mayor que durante la fase de calentamiento, siendo el componente giratorio accionado por el motor eléctrico provisto con un controlador, siendo la velocidad (n) , torsión (RF) , fuerza de presión (F) y profundidad de alimentación (s) del motor eléctrico, medidas por el controlador, caracterizado porque, dependiendo de la fuerza de presión inicial axial (F) entre los dos componentes, la velocidad (n) es ajustada por el controlador a una velocidad inicial (n) produciendo la fusión de parte de las superficies de contacto de los dos componentes y se mantenga hasta que ocurra una caída de torsión como consecuencia de la fusión de las superficies de contacto de los dos componentes, caída de torsión tras la cual la velocidad disminuye y se reduce hasta el reposo, donde, al final de la reducción, la fuerza de presión (F) se incrementa hasta el máximo de modo que se logra una conexión soldada fuerte en las superficies de contacto de los dos componentes.
2. 2. Dispositivo para implementar el proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el eje del motor eléctrico transita axialmente hacia el eje de rotación de los componentes accionados.
3. 3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el motor eléctrico y el componente accionado están interconectados de manera axialmente rígida.
4. 4. Dispositivo para implementar el proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque una unidad de engranes sin deslizamiento está conectada entre el motor eléctrico y el componente accionado.
5. 5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el motor eléctrico es soportado por un aparato de alimentación lineal, teniendo el aparato de alimentación lineal accionador de fuerza de presión.
6. 6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el motor eléctrico está provisto con un detector de fuerza de presión.
7. 7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque la conexión del motor eléctrico y el aparato de alimentación está provisto con un detector de desplazamiento.
8. 8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el motor eléctrico, el detector de desplazamiento, el detector de torsión y el detector de la fuerza de presión están conectados a un bucle de control que contiene el controlador y el suministro del controlador con sus datos medidos que indican la torsión (RF) , velocidad (n) , desplazamiento (s) y fuerza de presión (F), donde el motor eléctrico y el aparato de alimentación son ajustados sobre la base de la medición de los datos medidos .
9. 9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado porque los medios de recepción para el prisionero forman el componente accionado y por un empalme de los componentes tipo panel como componente estacionario.
10. 10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el empalme tiene una superficie plana.
11. 11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por un sujetador descendente, presionando el sujetador descendente el componente tipo panel contra el empalme.
12. 12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque el dispositivo de alimentación es proporcionado para la alimentación de los prisioneros.
13. 13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 12, caracterizado porque el empalme es conectado al aparato de alimentación por un brazo en forma de C.
14. 14. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el accionador de la fuerza de presión está en forma de una conexión de unión oscilante, las palancas articuladas de la conexión de unión articulada las cuales se mueven hacia o alejándose entre sí por medio de una varilla de ajuste roscada durante la rotación accionada por el motor. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un método para soldar por fricción componentes (35) durante el cual ambos componentes se hacen girar uno en relación al otro durante una fase de calentamiento bajo una fuerza de presión axial mutua (F) generada por un accionador de fuerza de presión (8a) en el lugar a ser soldado cuando el componente (3) esté en reposo y cuando el componente accionado o impulsado (5) este girando. Además, después de que los componentes (3,5) han sido sometidos a un calentamiento por fricción suficiente, la rotación se hace disminuir y los componentes, los cuales están estacionarios con respecto a los otros, son presionados juntos con una fuerza de presión que es significativamente mayor que aquélla durante la fase de calentamiento. El componente que se hizo girar (5) es accionado por el motor eléctrico (7), el cual está provisto con un controlador (19) y cuya velocidad rotacional (n) , torsión (RF) , fuerza de presión (F) y profundidad de avance (S) son medidas por el controlador. La velocidad rotacional es, de acuerdo a una fuerza de presión inicial axial (F) entre ambos componentes, fijada por el controlador en una velocidad rotacional inicial que hace que las superficies de contacto de ambos componentes se fundan, y se mantiene hasta que la torsión caiga como resultado de la fusión de la superficies de contacto de ambos componentes, durante lo 9 cual la velocidad rotacional disminuye y se reduce a cero. Una1 vez que la velocidad rotacional es de cero, la fuerza de presión se incrementa hasta un máximo, de modo que se asegure una soldadura fija sobre la superficie de contacto de ambos componentes .