Proyecto de máquina de soldadura de proyección de soporte para reguladores de ventanas

Los soportes de los elevalunas de automoción soportan el motor de elevación, la guía y los componentes de la puerta relacionados. Dado que estos soportes se forman comúnmente a partir de acero estampado fino, la soldadura de tuercas en ellos requiere un posicionamiento preciso, una entrada de calor controlada y una fuerza de electrodo estable.

En este proyecto, el proceso anterior del cliente producía posiciones de tuerca inconsistentes, resistencia de unión insuficiente y deformación visible de la superficie del soporte. HaifeiI desarrolló una máquina de soldadura por proyección dedicada para soportes de elevalunas con utillaje específico para la aplicación y parámetros de soldadura controlados.

El proceso de soldadura y el utillaje se verificaron con los soportes reales del cliente y las especificaciones de las tuercas antes de la aceptación del equipo.

Resumen del proyecto

La identidad del cliente, las dimensiones del soporte, el grado del material, el espesor de la chapa, las especificaciones de las tuercas y los datos de producción permanecen confidenciales.

¿Qué necesitaba soldar el cliente?

El cliente fabrica soportes de elevalunas de automoción, soportes de herrajes de puertas y componentes relacionados para el montaje del elevalunas.

Las tuercas deben soldarse por proyección en posiciones definidas en los soportes estampados. Después de la soldadura, la posición y la perpendicularidad de la tuerca deben permanecer dentro de los requisitos de montaje para que el soporte pueda conectarse correctamente al motor, la guía o la estructura de la puerta.

Las tuercas soldadas también están sujetas a par de montaje, vibración y cargas repetidas durante el funcionamiento del vehículo. Por lo tanto, la calidad de la unión no puede juzgarse solo por la apariencia superficial. La posición, el estado de la rosca, la resistencia al par y la resistencia a la extracción pueden necesitar ser verificados según el estándar de aceptación del cliente.

¿Qué problemas afectaron al proceso anterior?

Los soportes finos se deformaron durante la soldadura

Los soportes estampados tenían una resistencia limitada a la deformación térmica. Cuando la energía de soldadura estaba mal concentrada o la pieza estaba inadecuadamente soportada, la superficie del soporte podía desarrollar deformaciones, indentaciones o distorsiones locales.

Estos cambios dimensionales podían afectar la instalación de la guía y el movimiento del conjunto del elevalunas.

La posición de la tuerca era inconsistente

La colocación manual de la tuerca y las referencias de localización inconsistentes de la pieza de trabajo crearon variaciones en la posición central y la perpendicularidad de la tuerca.

Incluso cuando la tuerca estaba firmemente sujeta, un posicionamiento incorrecto podía dificultar el montaje posterior o hacer que el sujetador entrara en ángulo.

La resistencia de la unión variaba entre piezas

La coordinación inestable entre la corriente de soldadura, la fuerza del electrodo, el tiempo de soldadura y el tiempo de sujeción dio lugar a un colapso inconsistente de las proyecciones de la tuerca.

Algunas uniones no desarrollaron suficiente fusión en cada proyección, lo que aumentó el riesgo de una resistencia al par o un rendimiento de extracción débiles.

La producción dependía en gran medida del operador

La colocación de la tuerca, la carga del soporte y los ajustes de soldadura dependían de la experiencia del operador. Esto dificultó el mantenimiento de la consistencia del lote y aumentó la variación entre turnos o cambios de producto.

Los ajustes del proceso eran difíciles de reproducir

Sin programas de soldadura almacenados y registros claros del proceso, los cambios de parámetros no podían gestionarse de forma consistente. Cuando se introducía una especificación de soporte o tuerca diferente, los ajustes aprobados debían modificarse manualmente.

¿Qué requería el cliente?

El cliente necesitaba un sistema de soldadura capaz de:

• Soldar tuercas de forma segura en soportes estampados finos
• Controlar la entrada de calor para reducir la deformación del soporte
• Mantener una posición y perpendicularidad de tuerca consistentes
• Coordinar la fuerza de soldadura, la corriente, el tiempo y el tiempo de sujeción
• Soportar diferentes especificaciones de soportes y tuercas
• Reducir la dependencia del posicionamiento manual
• Almacenar programas de soldadura para producción repetida
• Proporcionar información del proceso para el control de la producción
• Mantener un funcionamiento estable durante ciclos de soldadura repetidos

La configuración final del equipo debía basarse en pruebas con componentes reales del cliente.

¿Cómo desarrolló Haifei la solución de soldadura?

Evaluación de la pieza de trabajo y la unión

Los ingenieros de Haifei revisaron la estructura del soporte, el tipo de tuerca, la disposición de las proyecciones, el estado de la chapa y la posición de soldadura.

La evaluación consideró más que la potencia nominal de la máquina. El equipo también evaluó:

• Cómo debía soportarse el soporte
• Cómo debía localizarse la tuerca
• Si el electrodo podía contactar uniformemente con la unión
• Cómo pasaría la fuerza a través de las proyecciones de la tuerca
• Qué áreas del soporte eran vulnerables a la deformación
• Cómo se retiraría la pieza soldada sin dañar la rosca

Esta revisión proporcionó la base para el diseño de la máquina y el utillaje.

Pruebas de soldadura por proyección

Se realizaron pruebas para las diferentes estructuras de soportes, condiciones de chapa y especificaciones de tuercas del cliente.

Las pruebas se centraron en coordinar:

• Corriente de soldadura
• Fuerza del electrodo
• Tiempo de soldadura
• Tiempo de sujeción
• Colapso de las proyecciones de la tuerca
• Contacto del electrodo
• Soporte de la pieza de trabajo
• Entrada de calor

El objetivo era obtener una unión segura sin aplicar calor innecesario a la chapa fina circundante.

Los parámetros aprobados para un soporte no debían utilizarse automáticamente para otro modelo. Los cambios en el espesor de la chapa, el recubrimiento, el tamaño de la tuerca, la forma de la proyección o la posición de la unión podían requerir un programa de soldadura separado.

Máquina de soldadura por proyección dedicada

HAIFEI configuró una máquina de soldadura por proyección dedicada en torno a la aplicación real de soportes de elevalunas.

La máquina aplica fuerza controlada mientras la corriente de soldadura pasa a través de las proyecciones de la tuerca. Concentrar la corriente en estos puntos de contacto ayuda a formar la unión en un ciclo de soldadura corto y limita la propagación del calor por el soporte.

La secuencia de presión y sujeción también ayuda a mantener la tuerca y el soporte en posición mientras el área soldada se enfría inicialmente.

Utillaje de posicionamiento personalizado

Se diseñó un utillaje dedicado según el perfil del soporte y las características de localización.

El utillaje establece una referencia repetible tanto para el soporte como para la tuerca, ayudando a controlar:

• Posición central de la tuerca
• Perpendicularidad de la tuerca
• Orientación del soporte
• Contacto entre los dos componentes
• Movimiento durante la soldadura
• Soporte alrededor del área de soldadura

Soportar el soporte fino cerca de la unión también ayuda a limitar la indentación y la deformación local.

El utillaje debe desarrollarse en torno a la pieza de trabajo real. No se puede asumir que un utillaje diseñado para un soporte se ajuste a otro soporte con diferentes orificios de localización, superficies formadas o posiciones de tuerca.

Programas de soldadura almacenados

El sistema de control permite almacenar ajustes de soldadura adecuados para especificaciones de productos compatibles.

Cuando la producción cambia de un modelo de soporte aprobado a otro, se puede recuperar el programa correspondiente. Esto reduce el ajuste manual repetido y facilita la reproducción del proceso validado.

Los ajustes almacenados pueden incluir la corriente de soldadura, el tiempo de soldadura, la secuencia de fuerza del electrodo y el tiempo de sujeción, dependiendo de la configuración de control final.

Configuración final del proyecto

¿Qué abordó la solución completada?

• El utillaje personalizado proporcionó una referencia de localización más consistente para el soporte y la tuerca. Esto redujo la variación posicional asociada con la alineación manual.
• La energía y la fuerza de soldadura controladas ayudaron a concentrar el calor alrededor de las proyecciones de la tuerca en lugar de extenderlo innecesariamente por el soporte fino. El soporte del componente cerca del área de soldadura también ayudó a controlar la deformación local.
• Los programas de soldadura almacenados facilitaron la reproducción de los ajustes aprobados al volver a un modelo de producto compatible.
• El proyecto demuestra que la soldadura por proyección fiable de tuercas de automoción depende del proceso completo, no solo de la fuente de alimentación de soldadura. La condición de las proyecciones de la tuerca, el soporte del soporte, la alineación del electrodo, la fuerza de soldadura, la entrada de calor y los requisitos de inspección deben evaluarse conjuntamente.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Por qué se utiliza la soldadura por proyección para tuercas en soportes de elevalunas?

R: Las proyecciones de la tuerca concentran la corriente y el calor de soldadura en puntos de contacto definidos. Esto permite unir la tuerca al soporte sin crear una gran área de soldadura en la chapa fina. El proceso aún debe adaptarse al diseño de la tuerca, el material, el recubrimiento y el espesor del soporte.

P2: ¿Cómo se puede reducir la deformación del soporte?

R: La deformación se controla mediante la corriente de soldadura adecuada, la fuerza del electrodo, el tiempo de soldadura, el tiempo de sujeción y el soporte del utillaje. El calor excesivo o el soporte inadecuado alrededor de la unión pueden causar indentaciones, deformaciones o cambios dimensionales.

P3: ¿Cómo se inspecciona la tuerca soldada?

R: Dependiendo del estándar del cliente, la inspección puede incluir la medición de la posición de la tuerca, comprobaciones de perpendicularidad, inspección visual, inspección de roscas, pruebas de par y pruebas de empuje o extracción.

P4: ¿Puede una máquina soldar diferentes modelos de soportes?

R: Puede ser posible cuando la máquina tiene un rango de trabajo suficiente y los productos pueden utilizar utillajes reemplazables o ajustables. Cada combinación de soporte y tuerca aún requiere un programa de soldadura validado.

P5: ¿Se puede añadir alimentación automática de tuercas?

R: La alimentación automática de tuercas, la detección de presencia y el manejo asistido de piezas de trabajo pueden evaluarse según la especificación de la tuerca, la estructura del soporte y el rendimiento de producción requerido. La página original del proyecto no confirma la configuración exacta de alimentación utilizada en este sistema.

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