WO2006048485A1 - Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos - Google Patents

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WO2006048485A1
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cylinder
hydraulic cylinders
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axis
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Inventor
Jesus Becoechea Gomez
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Cilindros Y Cromados Palentinos, S.L.
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/28—Seam welding of curved planar seams
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles

Definitions

  • the present specification refers to a laser welding procedure for hydraulic cylinders, whose obvious purpose is to achieve the manufacture of hydraulic cylinders that incorporate a suitable finish, improving its quality, as well as the tightness of the cylinder by preventing any type of leakage through the area where welding has been performed.
  • This invention has its application within the industry dedicated to the manufacture of apparatus, devices and auxiliary elements for laser welding.
  • the bottom is welded, the oil inlet fitting on the bottom side is welded, this process being carried out with an automatic machine in a time ranging from 140 seconds to a few more.
  • the welding requested to the invention will not create pores in its fusion and, consequently, the required tightness will be achieved.
  • the laser welding procedure for hydraulic cylinders that the invention proposes, achieves from a numerical control lathe a total guarantee of the maximum tolerance required for this work, and an operator will be placed on the bench all the cylinder components, such as the jacket, the two fittings and the bottom, or other accessories, and then the laser welding comes into operation by welding the oil inlets and then the bottom, estimating a Average time to perform these thirty-second operations.
  • the laser welding process for hydraulic cylinders object of the invention is constituted from a machine that will automatically perform the necessary welds in order to join the body of the cylinder, the bottom of the cylinder and the fittings of oil inlet
  • the cylinder liners, the bottom, and the oil inlet fittings will reach an area near the welding station.
  • the operator will take the cylinder liner to be manufactured, the bottom and the corresponding fittings and proceed to place the bottom and fittings on the sleeve.
  • the cylinder is removed to the storage area.
  • This equipment has a welding head with angle adjustment for lasers, which has standard water-cooled mirrors for laser beam addressing, being 360 degree movable.
  • the laser equipment is placed on a frame and the head will be mounted on three servo-controlled axes, which will be governed by a CNC in such a way that the welding path can be directed.
  • the laser welding procedure for hydraulic cylinders that is recommended is constituted from achieving the required welds in order to join the cylinder body, the bottom of the cylinder and the oil inlet fittings.
  • the operator mobilizes the cylinder sleeve to be manufactured, the bottom and the corresponding fittings and proceeds to place them on the jacket, at this time pre-assembling these elements, taking special care that they are perfectly assembled and joined so that There is no separation during the welding process.
  • the assembly is taken to the welding station, placing the cylinder in the proper position and the welding process will begin and, once the machine finishes performing the different welds, the cylinder is removed to the storage area and, in order to optimize the process, while the machine welds a cylinder, the operator will be placing the jacket, fittings and the bottom of the next cylinder to be welded.

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Abstract

Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos que consiste en incorporar en la zona próxima a la estación de soldadura, medios que desplazan las camisas de los cilindros y los racores previamente mecanizados, acoplándose la camisa del cilindro, el fondo, los racores correspondientes y otros accesorios, procediendo a colocar los racores en la camisa, llevando el conjunto hasta la zona en que se encuentran los fondos previamente mecanizados con la colaboración de una prensa, incorporando un cabezal de soldadura, provisto de espejos estándar, refrigerados por agua.

Description

PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA POR LÁSER PARA CILINDROS
HIDRÁULICOS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente memoria descriptiva se refiere a un procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos, cuya evidente finalidad estriba en lograr la fabricación de cilindros hidráulicos que incorpore un acabado adecuado, mejorando su calidad, así como la estanqueidad del cilindro al evitar cualquier tipo de fuga por la zona donde se ha realizado la soldadura.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención tiene su aplicación dentro de la industria dedicada a la fabricación de aparatos, dispositivos y elementos auxiliares para la soldadura por láser.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El solicitante conoce los procedimientos que se utilizan actualmente para la fabricación de cilindros hidráulicos, que se basan en una primera operación de cortar el tubo lapeado y se renfrentan por los lados, taladrándose los orificios de entrada de aceite para posteriormente soldar el racor de entrada de aceite opuesto al fondo, generándose una deformación interior del tubo o camisa del cilindro.
Posteriormente, se mecaniza la rosca y el asiento por el interior en el lado opuesto al fondo y en esta etapa se elimina la deformación al mecanizar por el interior del tubo.
Se suelda el fondo, se suelda el racor de entrada de aceite del lado del fondo, realizándose este proceso con una máquina automática en un tiempo que oscila entre 140 segundos y pocos más.
La solución evidente a esta problemática sería la de contar con una soldadura por láser que no calentara y, consecuentemente, no deformara, consiguiendo fundir las partes a unir no requiriendo aportación alguna de material, siendo sustancialmente más veloz la operación, quedando la terminación del cilindro más estética.
Debe indicarse que sería deseable contar con el hecho de que la soldadura efectuada por láser sea lo suficientemente robusta con cualidades para aguantar las presiones a las cuales va a ser sometido el cilindro hidráulico y los materiales serán compatibles al fusionarse.
La soldadura solicitada a la invención no creará poros en su fusión y, en consecuencia, se logrará la estanqueidad requerida.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos que la invención propone, logra a partir de un torno de control numérico una garantía total de la tolerancia máxima exigida para este trabajo, y un operario irá situando sobre la bancada todos los componentes del cilindro, tal y como puede ser la camisa, los dos racores y el fondo, u otros accesorios y, a continuación, entra en función la soldadura láser soldando las entradas de aceite y, a continuación, el fondo, estimando un tiempo medio para realizar estas operaciones de treinta segundos.
De forma más concreta, el procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos objeto de la invención está constituido a partir de una máquina que realizará de forma automática las soldaduras necesarias con objeto de unir el cuerpo del cilindro, el fondo del mismo y los racores de entrada de aceite .
El ensamblaje que se pretende obtener de los cilindros sería el siguiente:
A una zona próxima a la estación de soldadura llegarán las camisas de los cilindros, el fondo, y los racores de entrada de aceite .
El operario cogerá la camisa del cilindro que se desea fabricar, el fondo y los racores correspondientes y procede a colocar el fondo y los racores en la camisa.
- Después de tener bien colocados todos los elementos en la zona correspondiente, se lleva el conjunto hasta la estación de soldadura.
- Una vez que la máquina termina de realizar las diferentes operaciones de soldadura, se retira el cilindro a la zona de almacenaje.
Para realizar los ensayos de soldadura se va a utilizar un equipo láser de CO2 de 4500 vatios de potencia, refrigerado por difusión, excitado por radiofrecuencia y con un pulsado normal polarizado.
Este equipo dispone de un cabezal de soldadura con ajuste en ángulo para láseres, el cual dispone de espejos estándar refrigerados por agua para el direccionamiento del haz láser, siendo movilizable 360 grados.
El equipo láser está colocado sobre un bastidor y el cabezal se montará sobre tres ejes servocontroladσs, que estarán gobernados por un CNC de forma tal que se pueda direccionar la trayectoria de la soldadura.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
De forma más concreta el procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos que se preconiza está constituido a partir de lograr las soldaduras requeridas con objeto de unir el cuerpo del cilindro, el fondo del mismo y los racores de entrada de aceite .
A una zona próxima a la estación de soldadura llegarán las camisas de los cilindros y los racores, y los fondos, y estos elementos deben haber sido previamente mecanizados con objeto de asegurar que encajan de forma adecuada, y de esta manera se constata de una forma clara el hecho de estar definida la zona de unión entre ambos y, por lo tanto, la zona en la que debe realizarse la soldadura, pues de lo contrario no será válido ya que el proceso de soldadura por láser requiere de una elevada precisión en cuanto a la mecanización de los contornos se refiere.
El operario moviliza la camisa del cilindro que se desea fabricar, el fondo y los racores correspondientes y procede a colocarlos sobre la camisa, efectuando en este momento el premontaje de estos elementos, teniendo especial cuidado de que los mismos queden ensamblados perfectamente y unidos para que no exista separación alguna durante el proceso de soldadura.
El proceso de encajar el fondo, los racores y la camisa se realiza en una prensa y, al montar estos componentes con apriete, se asegura que no se van a mover durante las manipulaciones para trasladarlos a la estación de soldadura ni durante el proceso de soldadura y, por otra parte, al estar las piezas mecanizadas también se garantiza que estén bien centradas, y queda perfectamente definida la zona donde debe efectuarse la soldadura en cuestión.
Después de tener bien colocados todos los elementos en la zona correspondiente se lleva el conjunto hasta la estación de soldadura, colocando el cilindro en la posición adecuada y dará comienzo el proceso de soldadura y, una vez que la máquina termina de realizar las diferentes soldaduras, se retira el cilindro a la zona de almacenaje y, con objeto de optimizar el proceso, mientras la máquina suelda un cilindro, el operario estará colocando la camisa, los racores y el fondo del siguiente cilindro a soldar.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. - Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos, de los que incorporan una máquina aplicable para realizar de forma automática las soldaduras necesarias para unir el cuerpo del cilindro, el fondo del mismo y los elementos donde se sitúan los racores, u otros accesorios, caracterizado porque en una zona próxima a la estación de soldadura se desplazan las camisas de los cilindros, el fondo y los racores y otros accesorios previamente mecanizados, acoplándose a la camisa del cilindro, el fondo y los racores u otros accesorios, con la colaboración de una prensa, pasando todos los elementos a una estación de soldadura, retirándose posteriormente el cilindro a la zona de almacenaje.
2. - Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos, según la primera reivindicación, caracterizado porque el equipo utilizado incorpora un cabezal de soldadura provisto de espejos estándar refrigerados por agua, movilizable 360 grados.
3. - Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos, según la primera reivindicación, caracterizado porque el primer eje está servocontrolado y posicionado verticalmente, mientras que el segundo eje, igualmente servocontrolado, se configura como un divisor circular, y el tercer eje del cabezal es horizontal, capacitado para realizar movimientos de avance y retroceso.
4. - Procedimiento de soldadura por láser para cilindros hidráulicos, según la primera reivindicación, caracterizado porque la pieza a soldar, situada sobre una bancada, incorpora un cuarto eje servocontrolado generador del giro del cilindro y un quinto eje para efectuar el desplazamiento de la pieza.
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