MX2014000273A - Metodo y sistema de soldadura con nucleo metalico. - Google Patents

Abstract

Se describen métodos y sistemas para utilizar electrodos de alambre de soldadura de núcleo metálico con movimiento forzado del electrodo y arco. El electrodo puede ser movido por un ensamble de control de movimiento en un soplete de soldadura. El arco se establece sólo entre la funda del alambre de soldadura de núcleo metálico y la pieza de trabajo (o poza de soldadura), proporcionando un modo de transferencia único para una mejora en deposición, velocidades de viaje y otras características de soldadura y proceso.

Description

MÉTODO Y SISTEMA DE SOLDADURA CON NÚCLEO METÁLICO Antecedentes de la invención La invención se refiere generalmente a técnicas de soldadura, y más particularmente a procesos mejorados para utilizar electrodos de alambre de soldadura de núcleo metálico para rendimiento mejorado, particularmente en aplicaciones de soldadura automática.

Una variedad de técnicas han sido desarrolladas para unir piezas de trabajo mediante operaciones de soldadura. Estas incluyen diversos procesos y materiales, con los procesos más modernos implicando arcos desarrollados entre un electrodo consumible o no consumible y las piezas de trabajo. Los procesos comúnmente son agrupados en categorías tales como procesos de corriente constante, procesos de voltaje constante, procesos pulsados, y así sucesivamente. Sin embargo, divisiones adicionales entre éstos son comunes, particularmente en procesos que consumen un electrodo para añadir metal de relleno a la soldadura. Virtualmente en todos estos casos, el proceso seleccionado está altamente ligado al material de relleno y su forma, con ciertos procesos utilizando exclusivamente un tipo particular de electrodo. Por ejemplo, ciertos tipos de procesos de soldadura con gas inerte de metal (MIG), los cuales forman parte de un grupo más grande algunas veces denominado soldadura con arco metálico de gas (GMAW).

En soldadura GMAW, un electrodo en forma de un alambre es consumido por la poza de soldadura progresiva, fundido por el calor de un arco entre el alambre del electrodo y la pieza de trabajo. El alambre es alimentado continuamente desde un carrete a través de una pistola de soldadura en donde se imparte una carga al alambre para crear el arco. Las configuraciones de electrodo usadas en estos procesos comúnmente son denominadas ya sea alambre sólido, núcleo de fundente o núcleo metálico. Cada tipo se considera que tiene distintas ventajas y desventajas sobre los otros, y ajustes cuidadosos al proceso de soldadura y programas de soldadura pueden requerirse para optimizar su rendimiento. Por ejemplo, el alambre sólido, aunque es menos costoso que los demás tipos, se usan típicamente con gases protectores inertes, los cuales pueden ser relativamente costosos. Los alambres de núcleo de fundente pueden no requerir alimentaciones de gas protector separadas, pero son más costosos que los alambres sólidos. Los alambres de núcleo metálico sí requieren gas protector, pero estos pueden ser ajustados a mezclas que sean menos costosas que aquellas requeridas para alambres sólidos. Aunque los alambres de núcleo metálico ofrecen distintas ventajas sobre los demás tipos de electrodos, su adopción no ha sido tan ampliamente difundida como la de los alambres sólidos.

Todos los tres de estos tipos de electrodos pueden usarse con diferentes modos de transferencia, refiriéndose a los fenómenos mecánicos y electromecánicos de metal en movimiento desde la punta del electrodo hasta el cordón de soldadura progresiva. Un número de estos modos de transferencia existen, tales como transferencia de corto circuito, transferencia globular, transferencia de aspersión y transferencia de aspersión pulsada. En la práctica, la física de transferencia puede aparecer como un híbrido de éstas, y la transferencia de material real puede cambiar entre ellos durante la soldadura, aunque el proceso y electrodo comúnmente se seleccionan para mantener cierto modo de transferencia.

Aunque se ha sabido por mucho tiempo que los electrodos de alambre de núcleo metálico son adecuados sobre sus contrapartes de núcleo sólido y de fundente por muchas razones, se requieren mejoras en procesos que puedan incrementar su rendimiento y adopción.

Breve descripción de la invención La presente invención resume combinaciones recién desarrolladas de procesos y electrodos de alambre de núcleo metálico diseñados para satisfacer estas necesidades. Los procesos implicados se basan en centrifugar o mover recíprocamente el arco, conocidos algunas veces como "arco centrífugo", típicamente al mover la punta del electrodo, y utilizando un electrodo de alambre de núcleo metálico. De manera bastante inesperada, se cree que el uso de un movimiento de arco forzado y alambres de núcleo metálico proporciona mejoras muy sustanciales no obtenibles o predecibles con base en usos previamente conocidos de tecnologías de arco centrífugo o tecnologías de soldadura con alambre de núcleo metálico. Se cree además que las características del arco, las características de poza de soldadura y las características de penetración son únicas para la sinergia del movimiento del arco forzado y alambres de núcleo metálico. Mejoras adicionales pueden hacerse a través de ajustes en factores tales como los parámetros de proceso, el tamaño y tipo de alambre de núcleo metálico, la cantidad, frecuencia y patrón de movimiento, y así sucesivamente.

Breve descripción de los dibujos Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada se lea con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales caracteres iguales representan partes similares a lo largo de los dibujos, en donde: La figura 1 es una representación diagramática de un ejemplo de sistema de soldadura que utiliza aspectos de las presentes técnicas.

La figura 2 es una vista detallada de una porción extrema de un electrodo de núcleo metálico para usarse con el sistema de la figura 1.

La figura 3 es una vista diagramática que representa el movimiento del electrodo de núcleo metálico de acuerdo con aspectos de las presentes técnicas.

La figura 4 es una representación diagramática de un cordón de soldadura progresiva que utiliza un patrón circular para el movimiento de un alambre de soldadura de núcleo metálico.

La figura 5 es una ilustración similar de un cordón de soldadura progresiva que utiliza una trayectoria elíptica para un alambre de soldadura de núcleo metálico.

La figura 6 es una ilustración adicional de un cordón de soldadura progresiva que utiliza una trayectoria elíptica orientada diferentemente para un alambre de soldadura de núcleo metálico.

La figura 7 es una ilustración de un ejemplo de ubicación de arco y modo de transferencia para un cordón de soldadura progresiva que utiliza un electrodo de alambre de soldadura de núcleo metálico en movimiento.

La figura 8 es un diagrama de sincronización que ilustra un movimiento de un electrodo de núcleo metálico junto con un ejemplo de trazo de transferencia forzado.

Descripción detallada de la invención La figura 1 ilustra un ejemplo de sistema de soldadura 10 que utiliza el movimiento de un electrodo de alambre de soldadura de núcleo metálico. El sistema 10 está diseñado para producir una soldadura 12 y una pieza de trabajo 14. La soldadura puede ser de cualquier tipo y orientada de cualquier manera deseada, incluyendo soldaduras a tope, soldaduras de solapa, soldaduras anguladas, soldaduras fuera de posición, y así sucesivamente. El sistema incluye una fuente de energía 16 que típicamente será acoplada a una fuente de gas 18 y a una fuente de energía 20, tal como la radioeléctrica. Otras fuentes de energía pueden, por supuesto, ser utilizadas incluyendo generadores, empaques de energía impulsados por motor, y así sucesivamente. Un alimentador de alambre 22 está acoplado a la fuente de energía 20 y suministra alambre de soldadura de núcleo metálico a una pistola de soldadura 24. Como se describe en detalle abajo, el alambre de soldadura de núcleo metálico es forzado a moverse durante la creación de un cordón de soldadura, causando un movimiento de un arco entre una funda del alambre de soldadura de núcleo metálico y la pieza de trabajo.

En la modalidad ilustrada, la fuente de energía 16 incluirá un circuito de conversión de energía 26 acoplado a un circuito de control 28 que regula la operación de los circuitos de conversión de energía para producir salida de energía adecuada para la operación de soldadura. La fuente de energía puede diseñarse y programarse para producir energía de salida de acuerdo con un número de procesos, regímenes de soldadura y así sucesivamente, incluyendo procesos de corriente constante, procesos de voltaje constante, procesos pulsados, procesos de transferencia de corto circuito, y así sucesivamente. En una modalidad actualmente contemplada, los circuitos de control 28 controlan al circuito de conversión de energía 26 para producir un régimen de soldadura pulsado que ayude en la transferencia de material desde el alambre de soldadura de núcleo metálico hasta un cordón de soldadura progresiva. Sin embargo, otros regímenes de soldadura pueden por supuesto ser usados. Una ínterfaz de operador 30 permite que un operador de soldadura altere tanto el proceso de soldadura como los ajustes del proceso. Además, en ciertas modalidades contempladas la interíaz de operador puede permitir la selección y/o modificación de ciertos parámetros relacionados con el movimiento de la pistola de soldadura y el alambre de soldadura de núcleo metálico. Finalmente, la fuente de energía puede incluir válvulas 32 para regular el flujo de gas protector desde la fuente de gas 18.

El alimentador de alambre 22 incluirá típicamente un circuito de control, ¡lustrado generalmente con el número de referencia 34, el cual regula la alimentación de alambre de soldadura desde un carrete 36. El carrete 36 contendrá una longitud de alambre de soldadura de núcleo metálico que se consume durante la operación de soldadura. El alambre de soldadura es hecho avanzar por un ensamble impulsor 38, típicamente a través del uso de un pequeño motor eléctrico bajo el control del circuito de control 34. Datos de alambre de soldadura, gas, control y retroalimentación pueden ser intercambiados entre el alimentador de alambre 22 y la pistola de soldadura 44 por medio de un cable de soldadura 40. La pieza de trabajo 14 también está acoplada a la fuente de energía por un cable de trabajo 42 para completar un circuito eléctrico a través del electrodo 44 cuando un arco eléctrico se establezca entre el electrodo y la pieza de trabajo. Como se describe más completamente abajo, el electrodo 44 que avanza desde la pistola de soldadura es forzado a moverse, tal como en un movimiento giratorio como se indica por el número de referencia 46.

El sistema de soldadura ilustrado en la figura 1 puede ser diseñado para operación manual, aunque muchas de las aplicaciones de las presentes técnicas serán automáticas. Es decir, la pistola de soldadura 24 será asegurada a un robot que esté programado para colocar el soplete de soldadura en lugares deseados con respecto a una pieza de trabajo. El robot puede entonces actuar para iniciar arcos entre el electrodo y la pieza de trabajo, y orientar adecuadamente la pistola de soldadura y hacer avanzar la pistola de soldadura y/o la pieza de trabajo a lo largo de una trayectoria predefinida en donde un cordón de soldadura vaya a ser establecido para unir dos componentes. Como se describe más completamente abajo, en tales aplicaciones de automatización, las presentes técnicas permiten velocidades de viaje altamente incrementadas y características de cordón de soldadura mejoradas.

Las presentes técnicas están diseñadas específicamente para usarse con alambres de soldadura de núcleo metálico del tipo ilustrado en la figura 2. Estos alambres de soldadura comprenden generalmente una funda 46 hecha de metal envuelta alrededor de un núcleo de metal 50. Se conocen varias técnicas para producir estos alambres de soldadura de núcleo metálico, y están más allá del alcance de la presente invención. Las características del alambre de soldadura de núcleo metálico pueden seleccionarse para una aplicación particular, particularmente dependiendo de la metalurgia de los componentes que serán unidos, el tipo de gas protector que se usará, los volúmenes de llenado anticipados del cordón de soldadura, y así sucesivamente. En la modalidad ilustrada, ciertas geometrías del alambre de soldadura de núcleo metálico pueden ayudar a incrementar los beneficios del movimiento del electrodo. Por ejemplo, el alambre de soldadura típicamente se seleccionará para tener un diámetro 52 deseado. El diámetro comprende un espesor de pared de funda 54 y un diámetro de núcleo 56. Estos parámetros pueden ser alterados y optimizados para incrementar el rendimiento del alambre de soldadura y para proporcionar características tales como establecimiento de arco mejorado, mantenimiento de arco, transferencia de material, metalurgia del cordón de soldadura resultante, penetración del cordón de soldadura y así sucesivamente. Ejemplos de alambres de soldadura adecuados para usarse en las presentes técnicas incluyen alambres disponibles de Hobart Brothers con la designación "Matrix" Premium Metal Core Wire.

La figura 3 ilustra el movimiento del alambre de soldadura en una aplicación típica. Como se muestra en la figura 3, una unión 58 va a ser formada entre piezas de trabajo, y la pistola de soldadura con el electrodo 44 que se extiende desde ésta se coloca en cercana vecindad con la unión deseada. Luego se establece un arco entre el electrodo y el metal subyacente que será unido. El electrodo emana desde un elemento de contacto 60 que puede ser movido para forzar el movimiento del electrodo y el arco establecido. Para el movimiento del elemento de contacto, un ensamble de control de movimiento 62 es provisto en la pistola de soldadura. Aunque numerosas técnicas pueden ser utilizadas para forzar estos movimientos, en una disposición actualmente contemplada, una leva 64 es girada por un motor 66 que a su vez es controlado y accionado por el circuito de control del sistema. El elemento de contacto y electrodo son entonces forzados a moverse en un patrón predefinido y a una frecuencia predefinida como se determina por la geometría y control del ensamble de control de movimiento 62. Como se ilustra en la figura 3, la punta del elemento de contacto, y de esta manera el electrodo puede moverse a una distancia o radio 68 predeterminado desde la línea central del elemento de contacto. Como se describe abajo, se pueden utilizar varios patrones para este movimiento. El electrodo 44 es hecho avanzar durante este proceso para formar el cordón de soldadura deseado. Más aún, el ensamble completo es movido a una velocidad de viaje deseada como se indica por el número de referencia 70. Como se describe abajo, la integración del movimiento del electrodo con alambre de soldadura de núcleo metálico puede incrementar ampliamente la calidad del cordón de soldadura resultante, y permitir velocidades de viaje mucho más altas que las que se puedan obtener a través del movimiento del electrodo solo o el uso de alambres de soldadura de núcleo metálico solos.

La figura 4 ilustra un ejemplo de cordón de soldadura progresiva 72 junto con ciertos patrones de movimiento del electrodo 44. Como se apreciará por aquellos expertos en la técnica, el cordón de soldadura progresa detrás de una poza de soldadura 74 comprendido de metal fundido que resulta del calentamiento del electrodo y metal circundante de los materiales de base de la pieza de trabajo. El electrodo en la ilustración de la figura 4 es movido en un patrón generalmente circular como se indica por el número de referencia 76. Se contempla actualmente que este movimiento será coordinado con la velocidad de viaje de la pistola de soldadura de tal manera que el electrodo esté suficientemente cerca de la poza de soldadura 74 y regiones periféricas de la pieza de trabajo para mantener al arco y para mover al arco entre estas regiones, manteniendo la poza de soldadura mientras se calienta el electrodo y metal circundante. Como se describe abajo, también se contempla que otros factores de coordinación pueden ser empleados, tales como velocidades de alimentación de alambre, índices o frecuencias de movimiento del electrodo, frecuencias de pulso para el proceso de soldadura (por ejemplo, corrientes y voltajes aplicados para crear el arco) y así sucesivamente. Es decir, los procesos de soldadura contemplados pueden ser llevados a cabo "en circuito abierto", sin control coordinado del movimiento del electrodo y otros parámetros de soldadura, o "circuito cerrado" con coordinación y/o sincronización del movimiento del electrodo con una o más variables de proceso.

La figura 5 ilustra un posible patrón adicional para el movimiento del electrodo, en este caso un patrón generalmente elíptico 78. La elipse en este caso tiene un eje principal 80 a lo largo de la dirección de viaje de la soldadura y soplete y un eje menor 82 transversal a la dirección de viaje. Además, la figura 6 ilustra un posible patrón adicional, en particular un patrón elíptico transversal 84 en el cual un eje principal 80 del movimiento elíptico es transversal a la dirección de viaje de la soldadura y soplete. Sin embargo, se debe notar que cualquier patrón deseado puede ser utilizado, y el ensamble de control de movimiento puede ser adaptado para implementar estos patrones, entre otros. Por ejemplo, patrones que definan zigzags, "8's", líneas de movimiento recíproco transversal y así sucesivamente pueden ser usados optimizados para soldaduras particulares.

La figura 7 muestra un ejemplo de un esquema de deposición y penetración que se cree funciona cuando un alambre de soldadura de núcleo metálico se utiliza con movimiento forzado. Es decir, el electrodo 44 es movido entre piezas de trabajo 86 y 88 que serán unidas. Se forma un cordón de soldadura 90 que penetra dentro de las piezas de trabajo y crea una superficie generalmente plana al avanzar el cordón de soldadura. En la ilustración de la figura 7, el número de referencia 94 se refiere a un acercamiento máximo de la funda 48 del alambre de soldadura hacia la pieza de trabajo 86, mientras que el número de referencia 94 representa un acercamiento máximo de la funda 48 a la pieza de trabajo 88.

Se cree que el arco establecido entre el alambre de soldadura de núcleo metálico y las piezas de trabajo y/o la poza de soldadura progresiva existe sólo entre la funda 48 y estos elementos. En consecuencia, ubicaciones de transferencia únicas se establecen como se indica por el número de referencia 98. Se ha observado que las soldaduras resultantes son más planas que las soldaduras similares que pueden establecerse por el movimiento del electrodo usando electrodos de alambre sólido. Además, se cree que la penetración mejorada en los materiales de base se obtiene como se indica por el número de referencia 100.

Se cree que un número de beneficios fluyen a partir del uso de un movimiento por patrones controlado con un alambre de soldadura de núcleo metálico. Por ejemplo, velocidades de deposición más altas son posibles con incrementos sustanciales en velocidades de viaje, en el orden de 50 a 100 por ciento más altas que las que se pueden obtener con cualquier técnica usada sola. Además, un mejor puenteo de espacio está disponible con arcos menos agresivos. Las soldaduras también exhiben mejor impregnación, menos salpicadura y menos socavación. Como se mencionó arriba, los cordones de soldadura también parecen ser más planos y menos bulbosos que en el caso de las técnicas de arco centrífugo usadas con alambres de soldadura sólidos.

Los parámetros que pueden ser variados en la técnica pueden incluir factores tales como la velocidad de movimiento del electrodo, y el grado de movimiento del electrodo alrededor de una posición normal o central. En particular, aunque la invención ciertamente no está limitada a un patrón circular, cuando se han usado patrones circulares, se cree que las velocidades de rotación de más de 50 Hz, y que se extienden hasta 100-150 Hz y más pueden ser deseables, obteniendo cordones de soldadura más planos y velocidades de deposición más altas. Además, diámetros de rotación se contemplan actualmente en el orden de 1 .5 mm, pero diámetros más altos, tales como en el orden de 2.5 mm pueden ser deseados. Más aún, puede ser deseable coordinar y sincronizar el movimiento (por ejemplo, rotación) del electrodo de núcleo metálico con una forma de onda pulsada, con velocidades de alimentación de alambre, y así sucesivamente. También puede ser deseable proporcionar movimiento de electrodo que sea sincronizado o coordinado con flujo de gas. Estos diferentes parámetros pueden ayudar a la penetración en los materiales de base, la deposición del material de electrodo, el mantenimiento del arco, así como otros parámetros de soldadura.

También se cree que la poza de soldadura puede moverse mejor con el movimiento del electrodo de núcleo metálico, posiblemente debido a las fuerzas mecánicas (por ejemplo, fuerzas centrífugas) impartidas en la bola fundida o aspersión que se desarrolla en la punta del electrodo. El proceso puede ser entonces capaz de ser llevado a cabo de manera más fría que los procesos previos. Beneficios incrementados pueden ofrecerse también sobre ciertos tipos de piezas de trabajo y metalurgias de piezas de trabajo, particularmente piezas de trabajo galvanizadas. Además, el proceso puede permitir gases protectores menos costosos, tales como C02 en lugar de mezclas de argón actualmente usadas con estos electrodos de soldadura.

La figura 8 ilustra un ejemplo de diagrama de sincronización que se relaciona con el movimiento del electrodo de soldadura de núcleo metálico con transferencia forzada de material desde la punta del electrodo. En el diagrama de la figura 8, el movimiento de la punta del electrodo es indicado por el trazo 102 con el tiempo, mientras que la transferencia forzada se indica por el trazo 104. En un patrón de movimiento circular, un movimiento generalmente sinusoidal se esperará desde el punto de vista de cualquier punto particular en el cordón de soldadura que avanza, o, la poza, o cualquier ubicación particular de la unión. En los puntos 106 en este movimiento, la funda del electrodo puede acercarse muy estrechamente a los lados de los materiales de base de la pieza de trabajo. El proceso de soldadura puede ser adaptado, tal como mediante el control de regímenes de soldadura pulsados, para forzar o incrementar la transferencia de material del electrodo en estos lugares, como se indica generalmente por el número de referencia 108. Estos momentos ocurrirían típicamente de manera periódica como se indica por las líneas de tiempo 1 10. Estos y muchos otros regímenes de control pueden ser contemplados como se describió arriba para coordinar modos de transferencia con el movimiento del electrodo de soldadura de núcleo metálico, particularmente haciendo uso del establecimiento del arco con la funda del electrodo únicamente.

La anterior técnica ha sido probada con un soplete de soldadura que comprende un servo motor y una leva para hacer girar la punta de contacto en una oscilación de 2.0 mm a la cual se cree que es de aproximadamente 50 Hz. Puntas de contacto estándares de 45 mm de largo fueron empleadas. Se empleó un electrodo de soldadura de núcleo metálico de 1 .14 milímetros de diámetro, el tipo de electrodo siendo alambre sólido ER70S-6. Se utilizó una mezcla de gases protectores 90-10 C02. Se utilizó un régimen de soldadura por pulsos con base en la fuente de energía Auto Acces con ejecución de un proceso Accu-Pulse de Miller Electric Mfg. de Appleton, Wisconsin. Esta prueba de línea de base se ejecutó a 99 centímetros por minuto, una velocidad optimizada para una soldadura de filete de calidad en material calibre 12. Con base en estos ajustes, la velocidad de viaje se incrementó a 150 centímetros por minutos, aproximadamente 50% por arriba de la línea de base. Las condiciones de prueba fueron variadas en un intento por optimizar los resultados de soldadura. Los factores limitativos parecieron ser socavación. No obstante de los parámetros de soldadura, permanecen cordones altamente deformados y socavación.

En una segunda prueba, el mismo alambre de soldadura y gas fueron usados con la misma fuente de energía de soldadura y proceso de soldadura. En esta prueba se utilizó movimiento del electrodo, sin embargo, como se describió arriba. La velocidad de viaje para esta segunda prueba se estableció a 150 centímetros por minuto. Las condiciones de prueba fueron variadas en un intento por optimizar los resultados de la soldadura. Un estrecho arco de excitación pareció insertarse profundamente en el metal de base y creó un efecto de cavitación. El proceso de movimiento de electrodo redujo la cantidad de socavación y aplanó significativamente la superficie de la soldadura. Sin embargo, la poza de soldadura no pareció llegar hasta la base de la soldadura, dejando finalmente cierta socavación presente.

En una prueba, se utilizó un alambre de soldadura de núcleo metálico E70C-6M Vantage and Matrix de 1 .14 milímetros de diámetro (disponible comercialmente de Hobart Brothers). La mezcla de gas de esta soldadura fue idéntica a la de pruebas anteriores, al igual que la fuente de energía y el proceso de soldadura. En esta prueba con el alambre de soldadura de núcleo metálico, el movimiento del electrodo se usó de nuevo con un ajuste de velocidad de viaje de 150 centímetros por minuto. Las condiciones de prueba fueron variadas en un intento por optimizar los resultados de soldadura. El arco generado con el alambre de núcleo metálico fue significativamente más suave que en el caso del alambre sólido. La reducción en cavitaciones permitió que la poza de soldadura se llenara mucho mejor en la base, casi eliminando toda la socavación a 150 centímetros por minuto. El tamaño de la extremidad de soldadura fue igual al espesor de material (3.17 milímetros). Aunque se cree que el tamaño de soldadura correcto para el material, la industria automotriz suelda excesivamente estos materiales para compensar variaciones en el ajuste de partes y para facilitar inspección visual.

En una cuarta prueba, se utilizó el mismo alambre de soldadura de núcleo metálico, pero en un diámetro de 1.32 milímetros. Se utilizaron la misma mezcla de gases, fuente de energía y proceso de soldadura, nuevamente con el movimiento del electrodo. La prueba se ejecutó nuevamente a 150 centímetros por minuto de velocidad de viaje. Aquí nuevamente las condiciones de prueba fueron variadas en un intento por optimizar los resultados de soldadura. El arco generado con el alambre de núcleo metálico fue significativamente más suave que en el caso de alambres sólidos. La reducción en las cavitaciones permitió que la poza de soldadura se llenara mucho mejor en la base, casi eliminando toda la socavación a 150 centímetros por minuto. El tamaño de la extremidad de soldadura mejoró con un ancho de cordón más grande. En esta prueba la robustez del proceso se probó al mover el alambre fuera de la unión en aproximadamente 1 .2 mm tanto alto como bajo. La soldadura también se probó con espacio de 1 .2 mm. Los resultados de soldadura muestran que el proceso tiene una ventaja muy robusta incluso a 150 centímetros por minuto de velocidades de viaje.

Se llevó a cabo una prueba adicional con los mismos alambres de soldadura de núcleo metálico que en la prueba anterior, la misma mezcla de gases, la misma fuente de energía y proceso de soldadura. En esta prueba se usó una velocidad de viaje más alta de 203 centímetros por minuto en una unión de solapa horizontal. Las condiciones de prueba fueron nuevamente variadas para optimizar los resultados de soldadura. El arco generado con el alambre de núcleo metálico fue significativamente más suave que el alambre sólido. La robustez del proceso se probó con un espacio que variaba de 0-1.2 mm y hacia atrás. Los resultados de soldadura muestran que el proceso tiene una ventana muy robusta incluso a 203 centímetros por minuto de velocidades de viaje. La cantidad de salpicadura generada en todas las pruebas con electrodos de núcleo metálico fue significativamente menor que las cantidades vistas con aplicaciones de alambre sólido tradicionales en uniones similares.

Aunque sólo ciertas características de la invención han sido ilustradas y descritas en la presente, muchas modificaciones y cambios se les presentarán a aquellos expertos en la técnica. Por lo tanto, se debe entender que las reivindicaciones anexas intentan cubrir todas esas modificaciones y cambios que estén dentro del verdadero espíritu de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método de soldadura caracterizado porque comprende: establecer un arco entre un electrodo de alambre de núcleo metálico y una pieza de trabajo, el electrodo de alambre de núcleo metálico comprende una funda y un núcleo; alimentar el electrodo desde un suplente de soldadura mientras se mueve cíclicamente el electrodo en un patrón deseado por un ensamble de control de movimiento dentro del soplete de soldadura para mantener un arco sólo entre la funda y la pieza de trabajo; y hacer avanzar el soplete de soldadura o la pieza de trabajo para establecer un cordón de soldadura.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el arco se establece y mantiene por medio de un proceso de soldadura pulsada.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un parámetro del proceso de soldadura pulsada es controlado en coordinación con el movimiento del electrodo.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el electrodo es movido en un patrón generalmente circular.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el electrodo es movido en un patrón generalmente elíptico.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el patrón elíptico tiene un eje principal generalmente a lo largo de una dirección de viaje del soplete de soldadura.

7. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el patrón elíptico tiene un eje principal generalmente transversal a una dirección de viaje del soplete de soldadura.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el soplete de soldadura o la pieza de trabajo se hace avanzar a una velocidad de al menos 150 centímetros por minuto.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el soplete de soldadura o la pieza de trabajo se hace avanzar a una velocidad de al menos 203 centímetros por minuto.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el electrodo es movido a una velocidad de al menos 60 Hz.

1 1 . El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el electrodo es movido a una velocidad de al menos 100 Hz.

12. Un sistema de soldadura caracterizado porque comprende: una fuente de energía configurada para producir la energía adecuada para soldadura; un alimentador de alambre acoplado a la fuente de energía y configurado para alimentar un electrodo de alambre de núcleo metálico, el electrodo de alambre de núcleo metálico comprende una funda y un núcleo; un soplete de soldadura acoplado al alimentador de alambre y configurado para establecer un arco de soldadura entre el electrodo y una pieza de trabajo utilizando la energía proveniente de la fuente de energía mientras mueve cíclicamente al electrodo en un patrón deseado por un ensamble de control de movimiento dentro del soplete de soldadura para mantener un arco sólo entre la funda y la pieza de trabajo.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la fuente de energía está configurada para implementar un proceso de soldadura pulsada para producir energía pulsada para el arco.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fuente de energía y/o el soplete de soldadura se configura para coordinar el movimiento cíclico del electrodo con pulsos del proceso de soldadura pulsado.

15. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ensamble de control de movimiento se configura para mover el electrodo en un patrón generalmente circular.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ensamble de control de movimiento se configura para mover el electrodo en un patrón generalmente elíptico.

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el patrón elíptico tiene un eje principal generalmente a lo largo de una dirección de viaje del soplete de soldadura.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el patrón elíptico tiene un eje principal generalmente transversal a una dirección de viaje del soplete de soldadura.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ensamble de control de movimiento se configura para mover al electrodo a una velocidad de al menos 50 Hz.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el ensamble de control de movimiento se configura para mover el electrodo a una velocidad de entre 50 Hz y 150 Hz.