ES2308261T3 - Procedimiento para controlar un proceso de soldadura. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para controlar y/o regular un proceso de soldadura, con un alambre de soldadura (13) que se funde, en el que después de encender un arco eléctrico se lleva a cabo un proceso de soldadura ajustado a partir de varios parámetros de soldadura diferentes, el cual es controlado y/o regulado por un dispositivo de control y/o una fuente de corriente de soldadura, caracterizado porque durante el proceso de soldadura se lleva a cabo al menos un proceso mecánico de compensación (41) para establecer la posición del alambre de soldadura (13), en donde el alambre de soldadura (13) se utiliza como sensor.
Description
Procedimiento para controlar un proceso de
soldadura.
La invención se refiere a un procedimiento para
controlar y/o regular un proceso de soldadura, en el que después de
encender un arco eléctrico se lleva a cabo un proceso de soldadura
ajustado a partir de varios parámetros de soldadura diferentes, el
cual es controlado y/o regulado por un dispositivo de control y/o
una fuente de corriente de soldadura.
Por el documento EP 0 774 317 B1 se conoce un
procedimiento de soldadura de arco eléctrico por impulsos para
soldar mediante alimentación de una corriente pulsatoria y una
corriente básica, alternativamente, a través de un electrodo de
consumo y un metal base. En el caso de este procedimiento se
controla de tal manera la longitud del arco eléctrico, que el valor
medio o el valor integrado del tiempo se corresponde con un valor
nominal. En el caso de un valor medio o valor integrado mayor del
tiempo se reduce la corriente básica, y en el caso de un valor
menor se aumenta. Asimismo puede reducirse o aumentarse el tiempo de
alimentación de la corriente pulsatoria y de la corriente básica
con base en el establecimiento de la longitud del arco eléctrico.
Normalmente se establece la longitud del arco eléctrico y con ello
la distancia entre el extremo del alambre de soldadura y la pieza
de trabajo, mediante la medición de la tensión de soldadura y de la
corriente de soldadura y del cálculo subsiguiente. El inconveniente
de la invención antes citada estriba en que no puede determinarse
exactamente la posición o la distancia entre el extremo del alambre
de soldadura y la pieza de trabajo, a causa de las influencias más
diversas en los procesos de soldadura.
La misión de la presente invención consiste por
ello en la creación de un procedimiento antes citado para controlar
y/ regular un proceso de soldadura, en el que pueda determinarse la
posición o la distancia entre el extremo del alambre de soldadura y
una pieza de trabajo.
Esta misión es resuelta debido a que durante el
proceso de soldadura se lleva a cabo al menos un proceso mecánico
de compensación para establecer la posición del alambre de
soldadura, en donde el alambre de soldadura se utiliza como sensor.
A este respecto el proceso de compensación puede activarse después
de una o varias fases de proceso del proceso de soldadura.
La ventaja estriba en que la posición del
alambre de soldadura o del extremo del alambre de soldadura con
respecto a la pieza de trabajo se determina o establece
mecánicamente y, por medio de esto, se consigue una regulación
precisa de la longitud del arco eléctrico. Mediante la determinación
mecánica de posición se evita en gran medida que el proceso de
soldadura influya en el procedimiento de compensación, con lo que se
consigue una precisión muy elevada. En el caso del procedimiento
conocido del estado de la técnica para controlar y/o regular un
proceso de soldadura sólo puede calcularse o medirse la posición del
extremo del alambre de soldadura durante el proceso de soldadura,
con lo que tiene lugar un inmenso retardo de tiempo de regulación y,
aparte de esto, sólo puede entregarse un resultado "relativo"
y con ello no puede determinarse ni establecerse la posición exacta
del extremo del alambre de soldadura con relación a la pieza de
trabajo. Una ventaja esencial del procedimiento presente estriba en
que esta clase de determinación de posición también puede usarse
cuando se utilizan o usan combinaciones de materiales de alambre,
gases, etc., en las que la tensión del arco eléctrico no se
comporta proporcionalmente a la longitud del arco eléctrico, con lo
que no es posible una determinación exacta mediante medición o
cálculo de la longitud del arco eléctrico. Asimismo la longitud del
arco eléctrico puede sufrir también una variación a causa de
movimientos del arco eléctrico sobre la pieza de trabajo, sin que
varíe la distancia entre el extremo del alambre de soldadura y la
pieza de trabajo, lo que influiría también negativamente en la
precisión de un cálculo.
En el caso del establecimiento conforme a la
invención de la posición del alambre de soldadura sólo es necesaria
una reducida carga de regulación o control del dispositivo de
control para determinar la distancia, es decir, para encender el
arco eléctrico puede utilizarse un procedimiento conocido, por
ejemplo el llamado principio de Lift-Arc.
Es ventajosa una configuración según las
reivindicaciones 2 a 7, ya que por medio de esto se define una
distancia absoluta y precisa entre el extremo del alambre de
soldadura y la pieza de trabajo. En el caso de un contacto entre el
alambre de soldadura y la pieza de trabajo se activa y reconoce un
cortocircuito, en donde un valor para la distancia entre el alambre
de soldadura y la pieza de trabajo se pone a cero. En esta clase del
establecimiento de posición no se lleva a cabo ninguna medición de
tensión complicada, sino solamente una medición muy sencilla de la
tensión para reconocer un cortocircuito.
Es ventajosa una configuración según las
reivindicaciones 8 y 9, ya que después de hacer contacto el alambre
de soldadura lleva a cabo un movimiento retrógrado definido, es
decir un movimiento de la pieza de trabajo en la dirección del
soplete de soldar. De este modo se lleva a cabo una adaptación de
distancia constante de extremo del alambre de soldadura con
respecto a la pieza de trabajo a un valor nominal definido, sin que
a este respecto actúen influencias causadas por el proceso de
soldadura.
Una ventaja adicional estriba en la
configuración según las reivindicaciones 10 a 12, ya que la
activación del proceso mecánico de compensación o bien es fijada
por el fabricante, ajustada por el usuario o también por una señal
de disparo, que es activada, controlada o regulada por diferentes
parámetros durante la soldadura, con lo que se lleva a cabo de modo
y manera ventajosos, mediante una realización frecuente del proceso
de compensación, una corrección de la distancia al valor nominal
definido.
Sin embargo, también es ventajosa una
configuración según la reivindicación 13, ya que mediante el aumento
de la velocidad de transporte del alambre durante el proceso de
compensación, el proceso de soldadura sólo se retrasa o interrumpe
de forma insignificante o en absoluto.
Es ventajosa una configuración según la
reivindicación 14, ya que el proceso de compensación en el caso de
un proceso de soldadura por impulsos tiene lugar en la fase de
corriente básica y con ello entre dos fases de corriente
pulsatoria, de tal modo que sólo tiene lugar una perturbación
insignificante del proceso de soldadura por impulsos.
Una ventaja adicional se expone en la
configuración según la reivindicación 15, ya que de este modo puede
llevarse a cabo un reconocimiento de la longitud del alambre de
soldadura, que sobresale de la tobera de contacto del soplete de
soldar, la llamada "longitud de Stickout", de forma sencilla
adicionalmente al posicionamiento del alambre de soldadura.
Sin embargo, también es ventajosa una
configuración según las reivindicaciones 16 y 17, ya que mediante el
renovado encendido del arco eléctrico se prosigue sin problemas con
el proceso de soldadura después del proceso mecánico de
compensación.
Es ventajosa una configuración según la
reivindicación 18, que se consigue por medio de que al inicio de la
soldadura o del proceso de soldadura se ajusta la posición del
extremo del alambre de soldadura con respecto a la pieza de trabajo
a un valor definido, en especial a un valor nominal prefijado, con
lo que desde el comienzo se hace posible una soldadura sin
problemas.
Una ventaja adicional se expone en la
configuración según las reivindicaciones 19 y 20, ya que por medio
de esto puede iniciarse una soldadura adicional sin problemas tras
finalizar una primera soldadura, ya que está establecida la
posición del extremo del alambre de soldadura con respecto a la
pieza de trabajo, y el resultado de este establecimiento así como
del establecimiento de la longitud del alambre de soldadura, por el
que circula la corriente de soldadura, se transmite a un control
robótico.
La presente invención se explica con más detalle
con base en los dibujos adjuntos.
Aquí muestran:
la fig. 1 una representación esquemática de una
máquina de soldar o de un aparato de soldar;
la fig. 2 el desarrollo en el tiempo de la
tensión de soldadura durante una variante de realización del
procedimiento conforme a la invención;
la fig. 3 el desarrollo en el tiempo de la
corriente de soldadura I,
la fig. 4 el desarrollo en el tiempo
correspondiente de la velocidad del transporte de alambre;
la fig. 5 el desarrollo en el tiempo de la
posición representada esquemáticamente del alambre de soldadura;
las figs 6 a 9 los desarrollos en el tiempo de
la tensión U de la corriente de soldadura I, de la velocidad de
transporte de alambre V y de la posición del alambre de soldadura de
forma correspondiente a otro ejemplo de realización del
procedimiento conforme a la invención;
las figs. 10 a 13 los desarrollos en el tiempo
de la tensión de soldadura U, de la corriente de soldadura I, de la
velocidad de transporte de alambre V y de la posición esquemática
del alambre de soldadura de forma correspondiente a otro ejemplo de
realización del procedimiento conforme a la invención; y
las figs. 14 a 17 los desarrollos en el tiempo
de la tensión de soldadura U, de la corriente de soldadura I, de la
velocidad de transporte de alambre V y de la posición esquemática
del alambre de soldadura de forma correspondiente a otro ejemplo de
realización del la presente invención.
En la fig. 1 se muestra un aparato de soldadura
1 o una instalación de soldadura para diferentes procesos o
procedimientos, como p.ej. soldadura MIG/MAG o soldadura WIG/TIG o
procedimientos de soldadura por electrodos, procedimientos de
soldadura de alambre doble/tándem, procedimientos de plasma o
estañado, etc.
El aparato de soldadura 1 comprende una fuente
de corriente 2 con una parte de potencia 3, un dispositivo de
control 4 y un elemento de conmutación 5 asociado a la parte de
potencia 3 o al dispositivo de control 4. El elemento de
conmutación 5 o el dispositivo de control 4 está unido a una válvula
de control 6, que está dispuesta en un conducto de suministro 7 para
un gas 8, en especial un gas protector, como por ejemplo CO_{2},
helio o argón, etc., entre un acumulador de gas 9 y un soplete de
soldar 10 o un quemador.
Además de esto a través del dispositivo de
control 4 puede controlarse también un aparato de avance de alambre
11, que es habitual para la soldadura MIG/MAG, en donde a través de
un conducto de suministro 12 se alimenta un material accesorio o un
alambre de soldadura 13 desde un tambor de reserva 14 o un rodillo
de alambre hasta la región del soplete de soldar 10. Naturalmente
es posible que el aparato de avance de alambre 11, como se conoce
del estado de la técnica, esté integrado en el aparato de soldadura
1, en especial en la carcasa base y no esté configurado como aparato
suplementario, como se ha representado en la fig. 1.
También es posible que el aparato de avance de
alambre 11 alimente el alambre de soldadura 13 o el material
accesorio por fuera del soplete de soldar 10 hasta el punto de
procesamiento, en donde para esto en el soplete de soldar 10 está
dispuesto con preferencia un electrodo que no se funde, como es
habitual en la soldadura WIG/TIG.
La corriente para establecer un arco eléctrico
15, en especial un arco eléctrico de trabajo, entre el electrodo y
una pieza de trabajo 16, se alimenta a través de un conducto de
soldadura 17 desde la parte de potencia 3 de la fuente de corriente
2 al soplete 10, en especial al electrodo, en donde la pieza de
trabajo 16 a soldar, que está formada por varias partes, está unida
a través de otro conducto de soldadura 18 también al aparato de
soldadura 1, en especial a la fuente de corriente 2, y de este modo
puede instalarse para un proceso un circuito de corriente a través
del arco eléctrico 15 o del rayo de plasma formado.
Para refrigerar el soplete de soldar 10 puede
unirse a través de un circuito de refrigeración 19 el soplete de
soldar 10, con intercalación de un controlador de paso caudal 20, a
un recipiente de líquido, en especial a un recipiente de agua 21,
con lo que durante la puesta en marcha del soplete de soldar 10 se
inicia el circuito de refrigeración 19, en especial una bomba de
líquido utilizada para el líquido dispuesto en el recipiente de
agua 21, y de este modo puede producirse una refrigeración del
soplete de soldar 10.
El aparato de soldadura 1 presenta asimismo un
dispositivo de entrada y/o salida 22, a través del cual pueden
ajustarse o activarse los más diversos parámetros de soldadura,
clases de funcionamiento o programas de soldadura del aparato de
soldadura 1. A este respecto se transmiten al dispositivo de control
4 los parámetros de soldadura, clases de funcionamiento o programas
de soldadura ajustados a través del dispositivo de entrada y/o
salida 22, y desde aquel se activan a continuación los diferentes
componentes de la instalación de soldadura o del aparato de
soldadura 1 o se prefijan valores nominales correspondientes para la
regulación o el control.
Asimismo en el ejemplo de realización
representado el soplete de soldar 10 está unido, a través de un
paquete de tubos flexibles 23, al aparato de soldadura 1 o a la
instalación de soldadura. En el paquete de tubos flexibles 23 están
dispuestos los diferentes conductos entre el aparato de soldadura 1
y el soplete de soldar 10. El paquete de tubos flexibles 23 se une
a través de un dispositivo de acoplamiento 24 al soplete de soldar
10, mientras que los diferentes conductos en el paquete de tubos
flexibles 23 están unidos a los diferentes contactos del aparato de
soldadura 1, a través de casquillos de conexión o conexiones de
enchufe. Para que se garantice una contra tracción correspondiente
del paquete de tubos flexibles 23, el paquete de tubos flexibles 23
está unido a través de un dispositivo de
contra-tracción a una carcasa 26, en especial a la
carcasa base del aparato de soldadura 1. Como es natural es posible
que el dispositivo de acoplamiento 24 también pueda usarse para la
unión al aparato de soldadura 1.
Básicamente cabe citar que para los diferentes
procesos de soldadura o aparatos de soldadura 1, como por ejemplo
aparatos WIG o aparatos MIG/MAG o bien aparatos de plasma, no es
necesario utilizar o usar todos los componentes citados
anteriormente. Para esto es por ejemplo posible que el soplete de
soldar 10 puede realizase como soplete de soldar 10 refrigerado por
aire.
En las figuras 2 a 5 se ha representado el
desarrollo en el tiempo de la tensión de soldadura U de la corriente
de soldadura I de la velocidad V del transporte de alambre y de la
posición del alambre de soldadura, conforme a una forma de
realización del procedimiento conforme a la invención. El ejemplo se
explica con base en un proceso de soldadura por impulsos.
Una fase de inicio 27 del proceso de soldadura
por impulsos se lleva a cabo en forma del llamado "principio de
Lift-Arc". En el caso de este procedimiento de
encendido por contacto se coloca el alambre de soldadura 13 sobre
la pieza de trabajo 16 y después se curva ligeramente, con
acoplamiento de la corriente de soldadura I, con lo que se enciende
un arco eléctrico 15. A este respecto se aplica una tensión de
soldadura U (véase el momento 28) al inicio del proceso de
soldadura por impulsos, es decir en el primer accionamiento del
pulsador del soplete de soldar 10. Al mismo tiempo que la
aplicación de la tensión de soldadura U se mueve el alambre de
soldadura 13 en la dirección de la pieza de trabajo 16, de forma
correspondiente a la dirección de la flecha 29. En el caso de hacer
contacto el alambre de soldadura 13 con la pieza de trabajo 16 se
produce en el momento 30 un cortocircuito, y decae la tensión de
soldadura U. Esto es reconocido por el dispositivo de control 4 del
aparato de soldadura 1, tras lo cual se aumenta de tal modo la
corriente de soldadura I de forma limitada, que se evita la
fundición del alambre de soldadura 13. A continuación se invierte el
transporte de alambre, es decir el alambre de soldadura 13 se aleja
de la pieza de trabajo 16 en la dirección de la flecha 31. Al
elevar el alambre de soldadura 13 desde la pieza de trabajo 16 se
enciende un arco eléctrico 15 a causa de la corriente I aplicada. A
este respecto es posible que durante el movimiento retrógrado del
alambre de soldadura 13 se aumente de nuevo la corriente de
soldadura I, para mantener mejor y de forma más estable el arco
eléctrico 15 en el caso de una longitud de arco eléctrico
prolongada, es decir, en el caso de una mayor distancia entre el
extremo del alambre de soldadura y la pieza de trabajo 16. El
alambre de soldadura 13 se mueve hacia atrás hasta una posición
base, con una distancia predefinida 32 a la pieza de trabajo 16.
Esta distancia 32 puede ser definida por el usuario o estar
ajustada fijamente.
\newpage
Una vez alcanzada esta posición base está
concluida la fase de inicio 27 y comienza a partir del momento 33
el verdadero proceso de soldadura, por ejemplo un proceso de
soldadura por impulsos. La soldadura por impulsos está formada
alternativamente por una fase de corriente pulsatoria 34 y una fase
de corriente base 35, en donde en cada fase de corriente pulsatoria
34 se produce un desprendimiento de gota desde el alambre de
soldadura 13. La tensión de soldadura U y/o la corriente de
soldadura I se mantienen en la fase de corriente base 35 en un
valor base 36, en el que el arco eléctrico 15 se mantiene y el
alambre de soldadura 13 se mueve en la dirección de la pieza de
trabajo 16. En la fase de corriente pulsatoria 34 se aumenta la
corriente de soldadura I, durante un periodo de tiempo prefijado
38, hasta un determinado valor 37, con lo que se forma una gota 39
en el extremo del alambre de soldadura y se produce un
desprendimiento de gota, como puede verse por ejemplo en el momento
40. Después de desprenderse la gota 39 está finalizada la fase de
corriente pulsatoria 34, y a continuación sigue la fase de
corriente base 35.
Debido a que tras varios desprendimientos de
gota ya no puede determinarse exactamente cuánto alambre de
soldadura 13 se ha fundido, no puede determinarse exactamente la
posición del extremo del alambre de soldadura. Para poder
determinar una posición precisa del alambre de soldadura 13, o para
establecerla o ajustarla de nuevo, se lleva a cabo un proceso
mecánico de compensación 41 durante el proceso de soladura, que se
realiza por ejemplo durante la soldadura por impulsos entre dos
fases de corriente pulsatoria 34, en donde tras una o varias fase
de proceso 34 pueden llevarse a cabo uno o varios procesos de
compensación 41. En el caso del proceso mecánico de compensación 41
se utiliza el alambre de soldadura 13 como sensor. En este ejemplo
de realización se lleva a cabo el proceso mecánico de compensación
41 por lo tanto en el caso de un proceso de soldadura sin
cortocircuitos, en especial en el caso de un proceso de soldadura
por impulsos, en donde tras cada tercera fase de corriente
pulsatoria 34 se realiza el proceso mecánico de compensación 41.
Naturalmente el proceso de compensación 41 puede llevarse a cabo
también en combinación con procesos de soldadura afectados de
cortocircuitos, en especial con un proceso de soldadura por arco
eléctrico corto.
El proceso mecánico de compensación 41 se usa
para establecer a posición del alambre de soldadura 13, en especial
la distancia 32 entre el extremo del alambre de soldadura y la pieza
de trabajo 16, o para llevar a cabo una corrección o un nuevo
ajuste de la distancia 32 entre el extremo del alambre de soldadura
y la pieza de trabajo 16 a un valor nominal prefijado.
El proceso mecánico de compensación 41 se lleva
a cabo en la fase de corriente base 35, con lo que se garantiza que
en el extremo del alambre de soldadura no se forme ninguna gota 38
y, de este modo, no se produzca ninguna fusión de material o
entrega de material a la pieza de trabajo 16, o sólo una reducida.
El proceso mecánico de compensación 41 se forma de tal modo que el
alambre de soldadura 13 se mueve, hasta hacer contacto con la pieza
de trabajo 16, en la dirección de la flecha 29 hacia la pieza de
trabajo 16. En el caso de hacer contacto el alambre de soldadura 13
con la pieza de trabajo 16 se produce de este modo un cortocircuito
controlado de forma intencionada, que es reconocido por el
dispositivo de control 4, en donde durante el proceso mecánico de
compensación el dispositivo de control suprime una activación del
cortocircuito a causa de un aumento de corriente. El dispositivo de
control 4 detecta la posición exacta del extremo del alambre de
soldadura con respecto a la pieza de trabajo 16, que es cero en el
caso del cortocircuito. Desde esta posición de partida del alambre
de soldadura 13 en el caso del cortocircuito se aleja el alambre de
soldadura 13 de la pieza de trabajo 16, hasta una distancia 32
determinada.
Esto puede realizarse de tal modo que el
movimiento retrógrado se produzca mediante una detección de valores
reales de alambre, por ejemplo con un transmisor incremental, de tal
modo que con una comparación nominal/real el extremo del alambre de
soldadura se transporte hasta una distancia 32 determinada. Como es
natural también es posible conseguir, mediante una sencilla
prefijación de tiempo para los movimientos retrógrados, una posición
prefijada o una distancia 32 prefijada del extremo del alambre de
soldadura, ya que a causa de la velocidad de transporte definida y
de la prefijación de tiempo se alcanza una y otra vez la misma
posición. Asimismo puede usarse naturalmente también, según otros
métodos diferentes, la posición del extremo del alambre de
soldadura o el recorrido del movimiento retrógrado o de la distancia
nominal entre la pieza de trabajo y el extremo del alambre de
soldadura. También es posible que durante el proceso mecánico de
compensación 41 se mueva el soplete de soldar hacia la pieza de
trabajo y de nuevo de vuelta.
Para mantener corta la interrupción temporal del
proceso de soldadura a causa del proceso mecánico de compensación
41, durante el proceso de compensación 41 se transporta el alambre
de soldadura 13 en el momento 42 con preferencia con una mayor
velocidad de transporte de alambre, de forma correspondiente a la
flecha 43 durante el proceso de soldadura (de forma correspondiente
a la flecha 29 en la fase de corriente pulsatoria 34 y la fase de
corriente base 35), hasta la pieza de trabajo 16. A este respecto
se mantiene con preferencia el arco eléctrico 15, pero se evita una
fundición del alambre de soldadura 13, es decir una formación de
gotas. De este modo durante el proceso mecánico de compensación 41
no se produce ninguna introducción de material del alambre de
soldadura 13 o sólo una reducida a la pieza de trabajo 16, es decir
en el baño de fusión. El aumento de la velocidad de avance de
alambre V puede realizarse también durante el movimiento retrógrado
del alambre de soldadura 13. Es decir, que durante el proceso
mecánico de compensación 41 no se modifican la corriente de
soldadura I y la tensión de soldadura U con relación a la fase de
corriente base 35, pero se aumenta la velocidad de transporte V del
alambre de soldadura 13, como puede verse en la fig. 4. Como es
natural también es posible que pueda realizarse una reducción o una
desconexión de la corriente de soldadura I o de la tensión de
soldadura U, para impedir eficazmente una fundición del alambre de
soldadura 13.
El dispositivo de control 4 reconoce el
cortocircuito a través de un dispositivo de reconocimiento de
cortocircuito en el caso de un proceso mecánico de compensación 41,
tras lo cual el dispositivo de control 4 repone a cero el valor
para la distancia 32 al extremo del alambre de soldadura. Después
del contacto en el momento 42 se invierte el sentido de transporte
del alambre de soldadura 13 en un movimiento retrógrado y el alambre
de soldadura 13 se transporta de vuelta hasta una distancia 32
prefijada fijamente o ajustable. A este respecto la distancia 32 es
con preferencia de entre 2 mm y 6 mm. Una vez alcanzada la distancia
32 está concluido el proceso mecánico de compensación 41 en el
momento 44 y se prosigue con el proceso de soldadura, durante el
cual se invierte de nuevo el sentido de transporte de alambre en el
sentido hacia la pieza de trabajo 16.
Para que durante el proceso mecánico de
compensación 41 el arco eléctrico 15 se encienda de nuevo, es
necesario que después del cortocircuito esté prevista una corriente
de soldadura I suficientemente elevada, de tal modo que al levantar
el alambre de soldadura 13 desde la pieza de trabajo 16 se forme de
nuevo un arco eléctrico 15. Sin embargo, también es posible que
después del proceso mecánico de compensación 41 no se encienda de
nuevo el arco eléctrico 15 hasta alcanzarse la distancia 32. Esto
puede llevarse a cabo por ejemplo con un encendido HF.
La realización o el momento de activación del
proceso de compensación 41 pueden ser ajustados a voluntad por el
usuario. A este respecto puede realizarse la definición del momento
del proceso mecánico de compensación 41, por ejemplo mediante la
indicación del número de fases de corriente pulsatoria 34 o mediante
la prefijación de un intervalo de tiempo. Como es natural también
es posible que el proceso de compensación se realice en momentos
prefijados de forma fija. Asimismo es también posible activar el
proceso de compensación 41 mediante una señal de disparo. Esto
puede realizarse por ejemplo mediante la supervisión de la tensión
de soldadura U, en donde si se supera o se baja por debajo de un
valor umbral definido se activa una señal de disparo y el
dispositivo de control inicia el proceso mecánico de compensación
41.
El proceso mecánico de compensación 41 se
realiza para establecer la distancia 32 entre el extremo del alambre
de soldadura y la pieza de trabajo o para corregir o posicionar de
nuevo el alambre de soldadura 13. En el caso del proceso mecánico
de compensación 41 se ajusta una y otra vez una distancia definida
32 de la posición del alambre de soldadura con relación a la pieza
de trabajo 16, y por medio de esto puede impedirse que en el caso
de un proceso de soldadura que dure más tiempo, por ejemplo en el
caso de una velocidad de transporte de alambre V excesivamente
reducida, el alambre de soldadura 13 arda de vuelta hasta el tubo de
contacto del soplete de soldar o que, en el caso de una velocidad
de transporte V excesivamente elevadas, se reduzca constantemente
la longitud del arco eléctrico.
La gran ventaja del proceso mecánico de
compensación 41 estriba en que el proceso mecánico de compensación
41 es independiente del proceso de soldadura. La determinación de la
posición del alambre de soldadura se realiza de este modo
independientemente de los materiales, gases y otros parámetros de
soldadura utilizados, con los que la tensión del arco eléctrico se
comporta desproporcionadamente con relación a la longitud del arco
eléctrico. En un caso así no sería posible establecer la longitud
del arco eléctrico a través de la medición de la tensión del arco
eléctrico. Aparte de esto se producen en la pieza de trabajo 16, a
causa de movimientos del arco eléctrico 15, variaciones de la
longitud del arco eléctrico que, a la hora de establecer la longitud
del arco eléctrico a través de la tensión del arco eléctrico,
conducirían a problemas.
En el otro ejemplo de realización conforme a las
figs. 6 a 9 se lleva a cabo, a diferencia del ejemplo de
realización conforme a las figs. 2 a 5, después de cada fase de
corriente pulsatoria 34 un proceso mecánico de compensación 41.
La fase inicial del proceso de soldadura por
impulsos se describe en las anteriores figs. 2 a 5, y por ello no
se trata ya con más detalle y se ha prescindido de su
representación.
Después de la fase inicial para encender por
primera vez el arco eléctrico 15 el alambre de soldadura 13 lleva a
cabo, de forma correspondiente a la flecha 29, un movimiento
continuo en la dirección de la pieza de trabajo 16. Durante la fase
de corriente pulsatoria 34 se aumenta la corriente de soldadura I en
el momento 45, para obtener una formación de gotas. Una vez
transcurrido un periodo de tiempo 38 se produce el desprendimiento
de gota, y la fase de corriente pulsatoria 34 está concluida. En la
subsiguiente fase de corriente base 35 se lleva a cabo el proceso
mecánico de compensación 41.
Al principio del proceso mecánico de
compensación 41, es decir en el momento 46, se aumenta la velocidad
de avance del alambre V conforme a la flecha 43 y se transporta el
alambre de soldadura 13 hasta hacer contacto con la pieza de
trabajo 16 en el momento 47. La magnitud de la corriente de
soldadura I durante el proceso mecánico de compensación 41 está
ajustada de tal modo, que sólo se consigue una fundición lo más
reducida posible del alambre de soldadura 13 sin formación de
gotas. Después de que el dispositivo de control 4 haya reconocido
el cortocircuito a través de un dispositivo de reconocimiento de
cortocircuito durante el proceso mecánico de compensación 41, y el
dispositivo de control 4 haya puesto a cero el valor para la
distancia 32 al alambre de soldadura 13, se mueve de nuevo hacia
atrás el alambre de soldadura 13 en la dirección de la flecha 31,
hasta que se alcanza una distancia definida 32, tras lo cual se
produce de nuevo una inversión del sentido de transporte de
alambre. Una gran ventaja de este ejemplo de realización estriba en
que, en el caso de una variación de distancia entre el soplete de
soldar 10 y la pieza de trabajo 16, como es habitual en el caso de
soldaduras manuales o en el caso de aplicaciones robóticas al soldar
por encima de etapas de piezas de trabajo, la distancia 32 entre el
extremo del alambre de soldadura y la pieza de trabajo 16 se corrige
muy rápidamente y de este modo se mantiene constante. Por ejemplo
se utiliza en el caso de una soldadura manual habitual, como es
conocida del estado de la técnica, en la que se utiliza un proceso
de soldadura por impulsos, una cadencia de entre 20 y 70 hercios
por segundo. Por medio de esto el usuario no tiene que llevar a cabo
un movimiento obligatoriamente uniforme del soplete de soldar
10.
En el caso de un proceso de soldadura manual, en
el que se lleva a cabo un movimiento pendular en el que se produce
una variación de movimiento constante del soplete de soldar 10 o del
extremo del alambre de soldadura a la pieza de trabajo 16, puede
conseguirse mediante la misma ventaja una mejor soldadura.
En las figs. 10 a 13 se ha representado otro
ejemplo de realización de un proceso de soldadura, en especial de
un proceso de soldadura por impulsos.
La fase inicial del proceso de soldadura no se
trata de nuevo con detalle, ya que se explica en el ejemplo de
realización de las figs. 2 a 5.
La corriente de soldadura I se regula en este
ejemplo de realización durante el proceso de soldadura a un valor
constante, prefijado, como por ejemplo en el caso de un proceso de
soldadura por arco eléctrico de pulverización. Mediante la
corriente I aplicada se configura en el extremo del alambre de
soldadura una cadena de gotas 48. Después de un tiempo preajustado
por el usuario se lleva a cabo en el momento 51 el proceso mecánico
de compensación 41. A este respecto se reduce durante el proceso
mecánico de compensación 41 la corriente de soldadura I a un valor
base 36, de tal modo que no se produce ninguna entrega de material
adicional. El valor base 36 se elige de tal modo que tiene lugar
una fundición reducida del extremo del alambre de soldadura, de tal
manera que se impide una fijación por pegado del alambre de
soldadura 13 sobre la pieza de trabajo 16. Al mismo tiempo se
transporte el alambre de soldadura 13 con una mayor velocidad de
transporte de alambre V en la dirección de la pieza de trabajo 16,
hasta hacer contacto con la pieza de trabajo 16. Mediante el
cortocircuito resultante del contacto en el momento 52 decae la
tensión de soldadura U. El cortocircuito durante el proceso mecánico
de compensación 41 es reconocido por el dispositivo de control 4,
tras lo cual el dispositivo de control 4 pone a cero el valor de la
distancia 32 entre el extremo del alambre de soldadura y la pieza de
trabajo 16. El alambre de soldadura 13 lleva a cabo después un
movimiento retrógrado en la dirección de la flecha 31, es decir, un
movimiento de la pieza de trabajo 16 en la dirección del soplete de
soldar 10, hasta que se alcanza la distancia 32. La corriente de
soldadura I se aumenta de nuevo hasta el valor prefijado, y el
proceso mecánico de compensación 41 está finalizado en el momento
53, y el proceso de soldadura comienza de nuevo o se sigue llevando
a cabo.
Con base en el ejemplo de realización conforme a
las figs. 14 a 17 se describe otra variante, en la que durante el
proceso mecánico de compensación 41 se mide la longitud del alambre
de soldadura 13 a través del cual fluye la corriente de soldadura
I. El proceso mecánico de compensación 41 comienza aproximadamente
en el momento 54 y finaliza en un momento 59. Esto es hasta este
punto importante, ya que esta longitud de alambre medida tiene una
importante influencia en el proceso de soldadura y, de este modo,
puede llevarse a cabo una adaptación de los parámetros para el
proceso de soldadura. Esto se produce de tal modo que, tras
producirse el cortocircuito que tiene lugar en el momento 55, por
ejemplo en el momento 57, se aplica una corriente de medición 58
predefinida y la tensión U se mide en este momento sobre el alambre
de soldadura 13. El dispositivo de control 4 calcula a partir de
esto toda la resistencia. A causa de la resistencia específica
conocida del alambre de soldadura 13 el dispositivo de control 4
calcula a continuación la longitud del alambre de soldadura 13, por
el que fluye la corriente de soldadura. La resistencia específica
puede introducirse a este respecto directamente o el dispositivo de
control 4 puede leerse en una memoria, mediante el ajuste del
material del alambre de soldadura 13. Una vez realizada la medición
se prosigue con el proceso mecánico de compensación 41.
También es posible que antes del proceso de
soldadura a llevar a cabo se lleve a cabo el proceso mecánico de
compensación 41. Asimismo también puede llevarse a cabo el proceso
mecánico de compensación 41 al final del proceso de soldadura, con
lo que para el siguiente proceso de soldadura puede ajustarse para
el siguiente proceso de soldadura una distancia definida 32 entre
el extremo del alambre de soldadura y la pieza de trabajo 16, o
entre el extremo del tubo de contacto. De este modo se garantiza que
se conozca la distancia 32 entre el extremo del alambre de
soldadura y el tubo de contacto del soplete de soldar 10, durante el
inicio de una siguiente soldadura o una subsiguiente. El resultado
del proceso mecánico de compensación 41 y del establecimiento de la
longitud del alambre de soldadura 13, a través del cual fluye la
corriente de soldadura, puede transmitirse asimismo también a un
control robótico.
Claims (20)
1. Procedimiento para controlar y/o regular un
proceso de soldadura, con un alambre de soldadura (13) que se
funde, en el que después de encender un arco eléctrico se lleva a
cabo un proceso de soldadura ajustado a partir de varios parámetros
de soldadura diferentes, el cual es controlado y/o regulado por un
dispositivo de control y/o una fuente de corriente de soldadura,
caracterizado porque durante el proceso de soldadura se
lleva a cabo al menos un proceso mecánico de compensación (41) para
establecer la posición del alambre de soldadura (13), en donde el
alambre de soldadura (13) se utiliza como sensor.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque durante el proceso mecánico de
compensación (41) se regulan los parámetros de soldadura, en
especial la corriente de soldadura (I), de tal modo que no se
produce ninguna fusión de material del alambre de soldadura (13) o
sólo una reducida.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque durante el proceso mecánico de
compensación (41) se lleva a cabo un contacto del alambre de
soldadura (13) con la pieza de trabajo (16), por medio de que se
mueve el alambre de soldadura (13) hacia la pieza de trabajo
(16).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque durante el movimiento del alambre de
soldadura (13) hacia la pieza de trabajo (16) se regulan de tal
modo los parámetros de soldadura, que el arco eléctrico (15) se
mantiene hasta justo antes de que el alambre de soldadura (13) haga
contacto con la pieza de trabajo (16), pero se evita una fusión del
alambre de soldadura (13).
5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque el contacto entre el alambre de
soldadura (13) y la pieza de trabajo (16) se detecta a través del
reconocimiento del cortocircuito.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque después de la detección del contacto se
reinicializa la posición del extremo del alambre de soldadura, en
especial se repone a cero.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el alambre de
soldadura (13) se mueve hacia atrás tras hacer contacto con la
pieza de trabajo (16).
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque después de que
el alambre de soldadura (13) haga contacto con la pieza de trabajo
(16), el alambre de soldadura (13) se mueve hasta una distancia
(32) prefijada de forma fija o ajustable a la pieza de trabajo (16),
con preferencia de entre 2 mm y 6 mm, o se aleja de la misma.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque la distancia (32) se establece a través
de la tensión de soldadura (U), la corriente de soldadura (I) o a
través del tiempo (t) durante el movimiento del alambre de
soldadura (13).
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el proceso
mecánico de procesamiento (41) se activa mediante ajustes, que son
elegidos por el usuario o se prefijan de forma fija.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el proceso
mecánico de procesamiento (41) se activa mediante una señal de
disparo, por ejemplo un valor umbral para la tensión de soldadura
(U).
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el proceso
mecánico de procesamiento (41) se activa en momentos definidos, una
vez transcurridos periodos de tiempo definidos o una vez
transcurrido un número definido de impulsos del proceso de
soldadura.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque durante el
proceso mecánico de procesamiento (41) se aumenta la velocidad de
avance del alambre (V).
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el proceso
mecánico de procesamiento (41) se lleva a cabo durante una fase de
corriente base (35) del proceso de soldadura, es decir, entre dos
impulsos del proceso de soldadura.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque durante el
proceso mecánico de procesamiento (41) se mide la longitud del
alambre de soldadura (13), por el que fluye la corriente de
soldadura.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque durante el
proceso mecánico de procesamiento (41), al elevar el alambre de
soldadura (13) desde la pieza de trabajo (16), se enciende de nuevo
al arco eléctrico (15).
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque durante el
proceso mecánico de procesamiento (41), al alcanzarse la distancia
deseada (32), se enciende el arco eléctrico (15).
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque al comienzo del
proceso de soldadura se lleva a cabo un proceso mecánico de
compensación (41).
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque al final del
proceso de soldadura se lleva a cabo un proceso mecánico de
compensación (41), de tal modo que para el siguiente proceso de
soldadura puede ajustarse una distancia definida (32) entre el
extremo del alambre de soladura y la pieza de trabajo (16).
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la posición del
alambre de soldadura (13), establecida durante el final del proceso
de soldadura (41), y en todo caso la longitud establecida del
alambre de soldadura (13), a través del cual fluye la corriente de
soldadura, se transmiten a un control robótico.
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