MX2014000736A - Metodo para soldar piezas de trabajo entre si. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para soldar dos piezas de trabajo similares a una lámina, tal como un alma y una banda de un brazo de control de suspensión de vehículo. El método incluye la etapa de posicionar una de las piezas de trabajo similares a una lámina contra y en un ángulo con relación a la otra pieza de trabajo tal que las primera y segunda piezas de trabajo estén en contacto entre sí mediante una superficie de contacto generalmente plana. El método continúa con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

Description

MÉTODO PARA SOLDAR PIEZAS DE TRABAJO ENTRE SÍ REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD ANTERIOR Esta solicitud de patente PCT reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional Norteamericana Número de Serie 61/509,207 presentada el 19 de Julio de 2011, titulada "Welding Assembly And Method", la divulgación entera de la solicitud que se considera parte de la divulgación de esta solicitud y se incorpora aqui para referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la Invención La presente invención se refiere a la soldadura. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método de soldadura de dos o más piezas de trabajo entre si. 2. Descripción de la Técnica Anterior La soldadura se utiliza comúnmente en una variedad de industrias para unir dos o más piezas de trabajo entre si. Algunos tipos comunes de soldadura son soldadura por rayo láser, soldadura por arco metálico en gas inerte, soldadura híbrida por arco-láser, soldadura por fricción-agitación, etcétera. Al soldar un par de piezas de trabajo entre sí en una configuración en T, es decir con una de las piezas de trabajo orientada perpendicularmente a la otra, generalmente se crea una costura de soldadura separada y distinta en cada una de las esquinas en la intersección de las dos piezas de trabajo. En los métodos de soldadura de la técnica anterior, un montaje de soldadura se puede utilizar para fundir separadamente el material de las piezas de trabajo en cada esquina para producir las costuras de soldadura distintas, o dos montajes de soldadura separados (uno dirigido a cada esquina) podrían fundir simultáneamente el material de las primera y segunda piezas de trabajo para producir las costuras de soldadura distintas.

En la industria automotriz, las soldaduras están presentes en muchas partes de vehículo. Por ejemplo, la manufactura de un brazo de control para un sistema de suspensión a menudo involucra al menos un proceso de soldadura para unir un alma con una o más bandas que se extienden a lo largo de una porción del perímetro del alma. Independientemente del tipo de montaje de soldadura empleado, muchos de los métodos de soldadura conocidos generalmente incluyen al menos dos costuras de soldadura, separadas y distintas, es decir una en cada esquina en la intersección del alma y la banda. También se pueden requerir soldaduras adicionales para conectar el alma con otros componentes, por ejemplo una montura o un receptor de buje.

Sigue existiendo una necesidad significativa y continua por un método de soldadura mejorado que sea eficiente en base a costos y capaz de producir una soldadura con una mayor resistencia a las fallas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un método para soldar una primera pieza de trabajo similar a una lámina a una segunda pieza de trabajo similar a una lámina. El método incluye la etapa de posicionar la primera pieza de trabajo contra y en un ángulo con relación a la segunda pieza de trabajo tal que las primera y segunda piezas de trabajo estén en contacto entre si mediante una superficie de contacto en general plana. El método prosigue con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto. La etapa de fundición adicionalmente se puede definir como fundir el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto utilizando un montaje de soldadura dirigido al lado de la segunda pieza de trabajo opuesta a la primera pieza de trabajo. Alternativamente, la etapa de fundición adicionalmente se puede definir como fundir el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto utilizando un montaje de soldadura dirigido a una esquina en la intersección de las primera y segunda piezas de trabajo.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer un brazo de control para una suspensión de vehículo. El método incluye la etapa de posicionar una banda similar a una lámina contra y en un ángulo con relación a un alma similar a una lámina tal que la banda y el alma estén en contacto entre si mediante una superficie de contacto generalmente plana. El método prosigue con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de la banda y el alma a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

Los métodos anteriormente descritos son muy versátiles y se podrían emplear para soldar piezas de trabajo de un amplio rango de materiales y formas. Adicionalmente, se podría utilizar un rango de diferentes tipos de montajes de soldadura incluyendo, por ejemplo, un montaje de soldadura por rayo láser, un montaje de soldadura híbrida por arco-láser o un montaje de soldadura por fricción-agitación. La soldadura resultante entre las primera y segunda piezas de trabajo es al menos tan resistente a las fallas como las soldaduras producidas a partir de otros procesos de soldadura conocidos, pero se puede producir más eficientemente y con más conflabilidad que las soldaduras producidas por otros procesos de soldadura conocidos. Adicionalmente, la presente invención es benéfica debido a que es flexible sobre un amplio rango de aplicaciones y permite una alta eficiencia de la preforma al formar las piezas de trabajo. Aún más, la soldadura resultante se puede extender a lo largo de curvas u otras características en las primera y segunda piezas de trabajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Otras ventajas de la presente invención se apreciarán fácilmente, a medida que la misma se entienda mejor mediante la referencia a la siguiente descripción detallada al considerarse conjuntamente con los dibujos acompañantes en donde : La Figura la es una sección transversal de una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo dispuestas en una configuración en T con un montaje de soldadura dirigido a una superficie de la segunda pieza de trabajo opuesta a la primera pieza de trabaje- La Figura Ib es una vista en sección trasversal de las primera y segunda piezas de trabajo de la Figura la después de la soldadura; La Figura 2a es una sección transversal de una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo en ángulo entre si con un montaje de soldadura dirigido a una superficie de la segunda pieza de trabajo opuesta a la primera pieza de trabajo; La Figura 2b es una vista en sección trasversal de las primera y segunda piezas de trabajo de la Figura 2a después de la soldadura; La Figura 3a es una sección transversal de una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo dispuestas en una configuración en T con un montaje de soldadura dirigido a una esquina de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas de trabajo; La Figura 3b es una vista en sección trasversal de las primera y segunda piezas de trabajo de la Figura 3a después de la soldadura; La Figura 4a es una sección transversal de una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo en ángulo entre si con un montaje de soldadura dirigido a una esquina de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas de trabajo; La Figura 4b es una vista en sección trasversal de las primera y segunda piezas de trabajo de la Figura 4a después de la soldadura; y La Figura 5 es una vista en elevación superior de un brazo de control ejemplar formado a través de un proceso de soldadura .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES HABILITANTES Un aspecto de la presente invención se refiere a un proceso para soldar un par de piezas de trabajo para producir una costura de soldadura firme y de bajo costo. Las piezas de trabajo son preferiblemente similares a una lámina (es decir, delgadas y generalmente planas) y podrían ser de un amplio rango de materiales incluyendo, por ejemplo, acero, aluminio, materiales ferrosos o materiales no ferrosos. Adicionalmente, las piezas de trabajo se podrían formar del mismo material o de diferentes materiales.

Con referencia ahora a la Figura la, las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo se posicionan en una configuración en T con la primera pieza 20 de trabajo extendiéndose perpendicularmente lejos de la segunda pieza 22 de trabajo. Esto ofrece una superficie de contacto generalmente plana entre las piezas 20, 22 de trabajo con una esquina 24 que se expone a cada lado de la superficie de contacto. Un montaje 26 de soldadura se dirige a la superficie de la segunda pieza 22 de trabajo opuesta a la primera pieza 20 de trabajo. Cuando se activa, el montaje 26 de soldadura funde el material de ambas de las piezas 20, 22 de trabajo incluyendo la superficie de contacto entera entre las esquinas 24 de la juntura. Con referencia ahora a la Figura Ib, después de que se completa el proceso de soldadura, se forma una costura 27 de soldadura muy fuerte que se extiende a través de la intersección de las piezas 20, 22 de trabajo. Como se muestra, la costura 27 de soldadura abarca al menos una parte del material en cada una de las esquinas 24.

El montaje 26 de soldadura es preferiblemente un montaje de soldadura por rayo láser (LBW) , un montaje de soldadura híbrida por arco-láser (HLAW) o un montaje de soldadura por fricción-agitación. Si el montaje 26 de soldadura es un montaje LBW o HLAW, el diámetro, el punto focal, y la potencia del rayo láser se seleccionan para optimizar la cantidad de material fundido entre las esquinas 24 de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo. Si el montaje 26 de soldadura es un montaje de soldadura por fricción-agitación, entonces la longitud, el diámetro y la velocidad rotacional de su sonda giratoria se seleccionan para optimizar la fundición del material entre las esquinas 24 de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo. Se debe apreciar que alternativamente se podría utilizar cualquier otro tipo de montaje de soldadura.

Con referencia ahora a la Figura 2a, la primera pieza 120 de trabajo se posiciona en un ángulo con relación a la segunda pieza 122 de trabajo, pero el extremo de la primera pieza 120 de trabajo está angulado tal que la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 120, 122 de trabajo es generalmente plana. Como tal, las esquinas 124 se exponen a cada lado de la superficie de contacto. Un montaje 126 de soldadura se dirige a la superficie de la segunda pieza 122 de trabajo opuesta a la primera pieza 120 de trabajo. Cuando se activa, el montaje 126 de soldadura funde el material de ambas de las piezas 120, 122 de trabajo incluyendo la superficie de contacto entera entre las esquinas 124 de la juntura. Como se muestra en la Figura 2b, después de que se completa el proceso de soldadura, se forma una costura 127 de soldadura muy fuerte que se extiende a través de la anchura de la intersección de las piezas 120, 122 de trabajo, y la costura 127 de soldadura abarca al menos parte del material en cada una de las esquinas 124. Se debe apreciar que las piezas de trabajo se podrían posicionar en cualquier ángulo deseable entre sí siempre que la superficie de contacto en la intersección de las piezas de trabajo sea generalmente plana.

Con referencia ahora a la Figura 3a, las primera y segunda piezas 220, 222 de trabajo se muestran nuevamente en la configuración en T discutida anteriormente con la superficie de contacto entre las piezas 220, 222 de trabajo extendiéndose entre un par de esquinas 224 expuestas. Sin embargo, la Figura 3a se distingue de la Figura la porque el montaje 226 de soldadura se posiciona y dirige a una de las esquinas 224 en un ángulo pequeño con relación a la segunda pieza 222 de trabajo. Cuando se activa el montaje 226 de soldadura, funde el material de las primera y segunda piezas 220, 222 de trabajo y penetra a través de las piezas 220, 222 de trabajo hacia la esquina 224 opuesta. Como se muestra en la Figura 3b, la costura 227 de soldadura resultante se extiende a través de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 220, 222 de trabajo. El montaje 226 de soldadura es preferiblemente un montaje de soldadura LB o un montaje de soldadura HLAW debido a su habilidad para penetrar profundamente el material y fundir las primera y segunda piezas 220, 222 de trabajo en la esquina 224 opuesta. Adicionalmente, podría ser preferido un montaje de soldadura LBW y HLAW para minimizar la zona afectada por el calor alrededor de la costura de soldadura. Sin embargo, se debe apreciar que alternativamente se podría utilizar cualquier tipo adecuado de montaje de soldadura.

Con referencia ahora a la Figura 4a, la primera pieza 320 de trabajo se posiciona en un ángulo con relación a la segunda pieza 322 de trabajo, pero el extremo de la primera pieza 320 de trabajo está angulado tal que la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 320, 322 de trabajo es generalmente plana. De modo semejante a la Figura 3a, el montaje 326 de soldadura está en ángulo en un ángulo pequeño con relación a la segunda pieza 322 de trabajo. Cuando se activa, el montaje 326 de soldadura funde el material de las primera y segunda piezas 320, 322 de trabajo y penetra a través de las piezas 320, 322 de trabajo hacia la esquina 324 opuesta .

Las primera y segunda piezas de trabajo podrían ser cualesquiera componentes de metal deseables y podrían formarse separadamente a través de cualquier proceso deseable incluyendo, por ejemplo, estampación, colada, forjado, mecanizado, etcétera. Por ejemplo, un brazo 428 de control para una suspensión de vehículo se muestra generalmente en la Figura 5, el cual se podría formar a través de cualquiera de los procesos de soldadura anteriormente descritos. En el brazo 428 de control ejemplar, el alma 420 corresponde a las primeras piezas de trabajo discutidas anteriormente, y la banda 422a, el receptor 422b de buje y la montura 422c corresponden todos a las segundas piezas de trabajo discutidas anteriormente. Como se muestra, la banda 422a se extiende a lo largo de una porción del perímetro del alma 420 para reforzar el brazo 428 de control. Los receptores 422b de buje soportan una pluralidad de bujes 430 para la conexión a un montaje de rueda (no mostrado) o un bastidor (no mostrado) de un vehículo (no mostrado) . Como se puede observar, cualquiera de los procesos de soldadura anteriormente discutidos puede soldar alrededor de las curvas de la banda 422a y los receptores 422b de buje.

Cualquiera de los procesos de soldadura anteriormente descritos es modular y se puede utilizar para formar una variedad de partes de manera muy rápida y eficiente en base a costos. Adicionalmente, se puede utilizar una variedad de diferentes tipos de montajes de soldadura, y las piezas de trabajo unidas entre sí pueden ser de un rango de diferentes materiales .

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para soldar una primera pieza 20 de trabajo similar a una lámina a una segunda pieza 22 de trabajo similar a una lámina. El método incluye la etapa de posicionar la primera pieza 20 de trabajo contra y en un ángulo con relación a la segunda pieza 22 de trabajo tal que las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo estén en contacto entre si mediante una superficie de contacto generalmente plana. El método prosigue con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

La etapa de fundición adicionalmente se puede definir como fundir el material de las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto con un proceso de soldadura único utilizando un montaje 26 de soldadura dirigido al lado de la segunda pieza 22 de trabajo opuesta a la primera pieza 20 de trabajo. Alternativamente, la etapa de fundición adicionalmente se puede definir como fundir el material de las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto entre las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo utilizando un montaje 26 de soldadura dirigido a una esquina 24 en la intersección de las primera y segunda piezas 20, 22 de trabajo.

De acuerdo con todavía otro aspecto de la invención, se proporciona un método para hacer un brazo 428 de control para una suspensión de vehículo. El método incluye la etapa de posicionar una banda 422a similar a una lámina contra y en un ángulo con relación a un alma 420 similar a una lámina tal que la banda 422a y el alma 420 estén en contacto entre sí mediante una superficie de contacto generalmente plana. El método prosigue con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de la banda 422a y el alma 420 a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

Obviamente, son posibles muchas modificaciones y variaciones de la presente invención en vista de las enseñanzas anteriores y se pueden practicar de otro modo que como se describe específicamente, mientras estén dentro del alcance de esta divulgación.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones .

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para soldar una primera pieza de trabajo similar a una lámina a una segunda pieza de trabajo similar a una lámina, caracterizado en que comprende las etapas de: posicionar la primera pieza de trabajo contra y en un ángulo con relación a la segunda pieza de trabajo tal que las primera y segunda piezas de trabajo estén en contacto entre si mediante una superficie de contacto generalmente plana; y fundir con un proceso de soldadura único el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

2. El método según se establece en la reivindicación 1, caracterizado en que dicha etapa de fundición se define adicionalmente como fundir el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto con un proceso de soldadura único utilizando un montaje de soldadura dirigido al lado de la segunda pieza de trabajo opuesta a la primera pieza de trabaj o .

3. El método según se establece en la reivindicación 2, caracterizado en que el proceso de soldadura único es al menos uno de un proceso de soldadura por rayo láser y un proceso de soldadura híbrida por arco-láser y un proceso de soldadura por fricción-agitación .

4. El método según se establece en la reivindicación 1, caracterizado en que dicha etapa de fundición se define adicionalmente como fundir el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto con un proceso de soldadura único utilizando un montaje de soldadura dirigido a una esquina en la intersección de las primera y segunda piezas de trabajo.

5. El método según se establece en la reivindicación 1, caracterizado en que el proceso de soldadura único es uno de un proceso de soldadura por rayo láser y un proceso de soldadura híbrida por arco-láser.

6. Un método para hacer un brazo de control para una suspensión de vehículo, caracterizado en que comprende las etapas de: posicionar una banda similar a una lámina contra y en un ángulo con relación a un alma similar a una lámina tal que la banda y el alma estén en contacto entre sí mediante una superficie de contacto generalmente plana; y fundir con un proceso de soldadura único el material de la banda y el alma a través de la anchura completa de la superficie de contacto.

7. El método según se establece en la reivindicación 6, caracterizado en que la superficie de contacto generalmente plana entre la banda y el alma se extiende a través de al menos una curva.

8. El método según se establece en la reivindicación 6, caracterizado en que dicha etapa de fundición se define adicionalmente como fundir el material de la banda y el alma a través de la anchura completa de la superficie de contacto con un proceso de soldadura único utilizando un montaje de soldadura dirigido al lado de la banda apuesta al alma.

9. El método según se establece en la reivindicación 8, caracterizado en que el proceso de soldadura único es al menos uno de un proceso de soldadura por rayo láser y un proceso de soldadura híbrida por arco-láser y un proceso de soldadura por fricción-agitación.

10. El método según se establece en la reivindicación 6, caracterizado en que dicha etapa de fundición se define adicionalmente como fundir el material de la banda y el alma a través de la anchura completa de la superficie de contacto con un proceso de soldadura único utilizando un montaje de soldadura dirigido a una esquina en la intersección de la banda y el alma.

11. El método según se establece en la reivindicación 10, caracterizado en que el proceso de soldadura único es uno de un proceso de soldadura por rayo láser y un proceso de soldadura híbrida por arco-láser. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un método para soldar dos piezas de trabajo similares a una lámina, tal como un alma y una banda de un brazo de control de suspensión de vehículo. El método incluye la etapa de posicionar una de las piezas de trabajo similares a una lámina contra y en un ángulo con relación a la otra pieza de trabajo tal que las primera y segunda piezas de trabajo estén en contacto entre sí mediante una superficie de contacto generalmente plana. El método continúa con la etapa de fundir con un proceso de soldadura único el material de las primera y segunda piezas de trabajo a través de la anchura completa de la superficie de contacto.