ES2602322T3

ES2602322T3 - Herramienta de soldadura por fricción con hombro no periférico y procedimiento de soldadura por fricción realizable con ella

Info

Publication number: ES2602322T3
Application number: ES13002881.4T
Authority: ES
Inventors: Silvanus Jürgen; Tommy Brunzel
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2017-02-20
Anticipated expiration: 2033-06-05
Also published as: JP2014237174A; CN104227222B; EP2810735B1; CN104227222A; US20170312989A9; EP2810735A1; US20140360650A1

Abstract

Herramienta de fricción-agitación (30) para realizar una operación de fricción-agitación, que comprende un hombro (34) para presionar sobre una superficie de pieza de trabajo (14) y un vástago (32) accionable giratoriamente, sobresaliente del hombro (34), para su introducción con efecto de plastificación en al menos una pieza de trabajo a mecanizar (10, 12), caracterizada por que el hombro (34) presenta en una zona periférica, en una zona de captura (40) configurada para el ataque de fricción de piezas de trabajo (10, 12), una abertura de interrupción (42) que se extiende continuamente en la zona de captura (40) desde el exterior hasta el vástago (32), de modo que el hombro (34) no es guiado alrededor del perímetro completo del vástago (32).

Description

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DESCRIPCION

Herramienta de soldadura por friccion con hombro no periferico y procedimiento de soldadura por friccion realizable con ella

La invencion concierne a una herramienta de friccion-agitacion para realizar una operacion de friccion-agitacion, que comprende un hombro para presionar sobre una superficie de pieza de trabajo y un vastago accionable de manera giratoria, que sobresale del hombro, para introducirse con efecto de plastificacion en al menos una pieza trabajo a mecanizar. Ademas, la invencion concierne a un dispositivo de friccion-agitacion provisto de una herramienta de friccion-agitacion de este tipo. Asimismo, la invencion concierne a un procedimiento de friccion-agitacion realizable con una herramienta de friccion-agitacion de este tipo o con un dispositivo de friccion-agitacion de este tipo.

La invencion se basa en el campo de la friccion-agitacion (en ingles: “Friction Stir Processing”) que se utiliza en la reparacion, mecanizado y afinado y, en particular, en la union de piezas de trabajo. Durante la friccion-agitacion se introduce, con un movimiento giratorio, un saliente en forma de vastago en al menos una herramienta para modificar el material de la pieza de trabajo al menos en la zona de contacto del vastago de soldadura. Para fines de reparacion, el vastago giratorio se introduce, por ejemplo, en una fisura de una pieza de trabajo.

Un caso excepcional de la friccion-agitacion es la soldadura por friccion-agitacion o “Friction Stir Welding” (FSW), que se utiliza cada vez mas en la tecnica de aeronavegacion y en la tecnica espacial, en la tecnica de trafico ferroviario, en la electronica de entretenimiento y en la fabricacion de automoviles. Se trata en este caso de un procedimiento de ensamble sencillo, limpio e innovador que se caracteriza por un elevado rendimiento y un alto potencial de automatizacion, con lo que se reducen los costes de fabricacion y se rebaja el peso de las estructuras fabricadas con dicho procedimiento.

La soldadura por friccion-agitacion se describe en particular en el documento WO 93/10935. En este caso, se ponen en contacto dos piezas de trabajo a soldar una con otra y se las mantiene en esta posicion. En la zona de union de las piezas de trabajo se introduce, con movimiento giratorio, un vastago de soldadura o saliente en forma de vastago de una herramienta correspondiente hasta que un hombro dispuesto en la herramienta por encima del vastago viene a descansar sobre la superficie de las piezas de trabajo. En este caso, por medio del movimiento relativo entre la herramienta y las piezas de trabajo se genera calor de friccion, de modo que las zonas contiguas de las piezas de material adoptan un estado plastificado en la zona de union. La herramienta, mientras el vastago giratorio esta en contacto con la zona de union, se mueve hacia delante en la direccion de avance a lo largo de una lmea de union de las piezas de trabajo, de modo que el material que se encuentra alrededor del vastago se plastifica y a continuacion se consolida. Antes de que el material se endurezca completamente, el vastago de soldadura se retira de la zona de union o de las piezas de trabajo.

Por el documento WO2009/127981 se conoce una herramienta de friccion-agitacion con un hombro que rodea un vastago en su periferia completa, presentando el hombro una abertura de paso axial para introducir una fibra de refuerzo. Puede producirse una costura de soldadura en piezas de trabajo de materiales reforzados con fibra, estando reforzada la propia costura de soldadura por una fibra de refuerzo.

Por el documento US 2009/0120995 A1 se conoce una herramienta de friccion-agitacion con un vastago, un primer hombro radialmente interior que rodea completamente el vastago y un segundo hombro exterior dispuesto radialmente por fuera del primer hombro alrededor de este. En una forma de realizacion, el segundo hombro no es continuo, sino que presenta dos aberturas de interrupcion que, no obstante, se extienden solamente hasta el primer hombro, que a su vez rodea completamente el vastago. La configuracion con un primer hombro interior y un segundo hombro exterior se elige para la soldadura de capas de chapa muy delgadas para minimizar un abollamiento de las capas de chapa delgadas.

Por el documento DE 10 2005 030 800 B4 se conocen una herramienta de friccion-agitacion, un dispositivo de friccion-agitacion provisto de ella y un procedimiento de friccion-agitacion en forma de un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion para soldar al menos dos piezas de trabajo yuxtapuestas a lo largo de una lmea de union por medio de friccion-agitacion. El procedimiento de soldadura por friccion-agitacion conocido por el documento DE 10 2005 030 800 B4 se caracteriza por que, en contraposicion a los procedimientos de soldadura por friccion-agitacion conocidos previamente, unicamente el vastago es accionado de manera giratoria durante el proceso de soldadura, mientras que el hombro se mantiene con un numero de revoluciones n=0. Por tanto, el hombro y el vastago estan configurados de manera giratoria uno con relacion a otro. Se puede materializar asf un

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gran numero de tareas de soldadura diffciles.

Ademas, una union de piezas de trabajo de diferentes grosores representa un desaffo mayor. En particular, una soldadura por friccion-agitacion a lo largo de un escalon o una desviacion de los cantos entre las piezas de trabajo es cualquier cosa menos trivial.

En el documento DE 100 63 920 A1 se propone para ello colocar en la desviacion de los cantos un zocalo que sustenta la pieza de trabajo mas delgada, y, a continuacion, desde el lado trasero en donde las dos piezas de trabajo vienen a quedar en un plano con sus lados exteriores superiores, realizar el procedimiento de soldadura por friccion-agitacion. No obstante, un procedimiento de soldadura de este tipo no se puede realizar en todas las tareas de soldadura, deseandose con frecuencia precisamente una soldadura desde el lado con la desviacion de los cantos. En particular, en lugar de la desviacion de los cantos, se desea generar una transicion correspondientemente aplanada o biselada. De todos modos, como se explica en el documento DE 100 63 920 A1, esto esta ligado precisamente a dificultades.

En el documento DE 102 96 452 T5 (traduccion alemana del documento WO 02/070186) y el documento DE 601 08 812 T2 (traduccion alemana del documento EP 1 166 946 B1) se propone, para unir dos piezas de trabajo de diferente grosor con desviacion de los cantos, aplicar la herramienta de friccion-agitacion con el hombro y el vastago sobresaliente del hombro bajo un angulo de incidencia con relacion a las piezas de trabajo a unir y trasladarla con este angulo de incidencia en la direccion de avance para formar la costura de soldadura.

Para ello, segun el documento DE 102 96 452 T5, la herramienta de friccion-agitacion giratoria en su totalidad, con el hombro y con el vastago sobresaliente configurado integralmente con el hombro, con un eje de rotacion dispuesto oblicuamente con respecto a la superficie de las piezas de trabajo a unir se desplaza en la direccion de avance a traves de la lmea de union. Esto se puede conseguir, por ejemplo, por medio de un brazo de robot con varias articulaciones. No obstante, la ejecucion del proceso de un procedimiento de soldadura de este tipo es todo menos trivial. El robot debe estar provisto de al menos cinco articulaciones y ser guiado de manera correspondientemente precisa. Por tanto, hay que prever un dispositivo de friccion-agitacion complicado con una sujecion complicada para la herramienta de friccion-agitacion.

Por el contrario, en el documento DE 601 08 812 T2 se propone apoyar las piezas de trabajo a unir sobre un plano inclinado para prever asf el angulo de incidencia oblicuo para la herramienta igualmente giratoria en su totalidad. Esto tampoco es trivial, ya que las herramientas deben montarse de manera correspondientemente mas diffcil sobre el plano inclinado.

En general, el hombro de herramientas de friccion-agitacion esta previsto para evitar una salida de material plastificante. Por tanto, el hombro actua de manera hermetizante para mantener el material plastificado en el lugar de soldadura. En todo el estado de la tecnica el hombro esta previsto en un cuerpo de forma cilmdrico circular alrededor del vastago para cumplir esta funcion de estanqueidad. La simetna de rotacion y la extension completa del hombro en direccion periferica alrededor del eje de rotacion del vastago son, segun el estado de la tecnica, caractensticas absolutamente necesarias para cumplir la funcion del hombro. Esto se aplica particularmente a hombros de herramientas de friccion-agitacion giratorias de una pieza que se utilizan para soldar en un escalon o en una desviacion de los cantos de piezas de trabajo. No obstante, precisamente la soldadura en una desviacion de los cantos sigue ofreciendo dificultades. Como se explica en el documento DE 100 63 920 A1, se tiene que, por ejemplo en la soldadura de piezas de trabajo con desviacion de los cantos, se ablanda el canto libre superior de la pieza de trabajo mas gruesa y se le presiona de plano por la superficie de friccion de la herramienta - que esta prevista en el hombro - hasta la altura de la chapa mas delgada o hasta formar una zona de transicion. En este caso, no obstante, junto a la herramienta se forma un engrosamiento no deseado. Ademas, pueden compensarse solamente pequenos saltos de grosor. Con saltos de grosor mayores resulta, en la transicion de grosores, una accion de entalladura que es cntica con respecto al procesamiento ulterior del componente ensamblado ya que puede llevar a fallos del componente.

Por tanto, en los actuales procedimientos de soldadura por friccion-agitacion con desviacion de los cantos debe seleccionarse un angulo de incidencia oblicuo adecuado y debe mantenerse este durante el proceso de soldadura. Esto es diffcil de manejar desde el punto de vista de la tecnica del proceso.

Por tanto, el problema de la invencion es crear una herramienta de friccion-agitacion y un dispositivo de friccion- agitacion provisto de ella, con los que especialmente - aunque no en exclusiva - pueda realizarse una soldadura por

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friccion-agitacion de partes ensambladas con desviacion de los cantos, garantizando una ejecucion robusta del proceso incluso en condiciones marginales variables, pero de una manera mas sencilla y con medios mas sencillos que hasta ahora.

Este problema se resuelve por medio de una herramienta de friccion-agitacion con las caractensticas de la reivindicacion adjunta 1. Un dispositivo de friccion-agitacion provisto de ella es objeto de la reivindicacion paralela. Un procedimiento de friccion-agitacion realizable con una herramienta de friccion-agitacion de este tipo y un dispositivo de friccion-agitacion de este tipo es objeto de la otra reivindicacion paralela.

Ejecuciones ventajosas de la invencion son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

La invencion, segun un aspecto de ella, crea una herramienta de friccion-agitacion para realizar una operacion de friccion-agitacion, que comprende un hombro para presionar sobre una superficie de pieza de trabajo y un vastago accionable de forma giratoria, sobresaliente del hombro, para introducirse con efecto de plastificacion en al menos una pieza de trabajo a mecanizar, en donde el hombro presenta en una zona periferica, en una zona de captura configurada para el ataque por friccion de piezas de trabajo, una abertura de interrupcion que se extiende continuamente en la zona de captura desde el exterior hasta el vastago, de modo que el hombro no es guiado completamente alrededor del penmetro del vastago.

En otras palabras, se crea una herramienta de friccion-agitacion con un hombro no periferico.

La utilizacion de una herramienta de friccion-agitacion de la clase mostrada en los documentos DE 102 96 452 T5 o DE 601 08 812 T2 utilizando un angulo de incidencia oblicuo crea ciertamente robustez en la soldadura de partes ensambladas con desviacion de los cantos, pero a condicion de una tecnica de manipulacion complicada, en particular para la realizacion de costuras no lineales. En particular, cuando se modifica la direccion de avance, se debe reajustar el angulo de incidencia. Ademas, es limitado el efecto positivo del angulo de incidencia de la herramienta para aumentar de la tolerancia del proceso frente a la desviacion de los cantos.

Frente a esto, en la invencion se elige otro enfoque. Segun la invencion, no se utiliza un hombro que se extienda completamente en direccion periferica, sino que, por el contrario, el hombro presenta una abertura de interrupcion en una zona periferica. Preferiblemente, el vastago no es rodeado completamente por el hombro.

Como han demostrado los ensayos, con una forma de realizacion preferida, utilizando preferiblemente un hombro no giratorio, puede lograrse, gracias a una abertura del hombro de la herramienta, una tolerancia extrema del proceso frente a la desviacion de los cantos, sin que deba ajustarse un angulo de incidencia y deban aceptarse sus complicaciones.

En total, con una herramienta de friccion-agitacion segun la invencion o sus ejecuciones ventajosas se puede aumentar la robustez del proceso y simplificar sustancialmente la tecnica de manipulacion.

Se prefiere que la abertura de interrupcion en direccion axial este configurada en forma de segmento circular, visto con relacion al eje de giro del vastago.

Se prefiere que la herramienta de friccion-agitacion este configurada como herramienta de soldadura por friccion- agitacion para unir dos piezas de trabajo a lo largo de una costura de soldadura mediante soldadura por friccion- agitacion.

Se prefiere que el vastago sea giratorio con relacion al hombro y/o que el hombro este configurado para presentar un numero de revoluciones n=0 cuando el vastago gira en el curso de la friccion-agitacion.

De acuerdo con un aspecto adicional, la invencion crea un dispositivo de friccion-agitacion con una herramienta de friccion-agitacion de la clase mencionada previamente con un hombro no periferico y un dispositivo de guiado de herramienta para mover y guiar la herramienta de friccion-agitacion en una direccion de avance, por ejemplo durante una soldadura de costura. El dispositivo de friccion-agitacion esta configurado de tal manera que la abertura de interrupcion del hombro esta orientada en la direccion de avance.

Segun una aspecto adicional, la invencion crea un procedimiento de friccion-agitacion para mecanizar al menos una pieza de trabajo por medio de friccion-agitacion, que comprende las etapas de:

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introducir un vastago giratorio en la al menos una pieza de trabajo y plastificar el material de la pieza de trabajo por medio de friccion-agitacion, e impedir una salida de material plastificado por presionado de un hombro que rodea al menos parcialmente el vastago, con una zona de captura del hombro, sobre la superficie de la al menos una pieza de trabajo, en donde se utiliza un hombro con una abertura de interrupcion, en una zona periferica, que se extiende continuamente en la zona de captura desde el exterior hasta el vastago, de modo que el hombro no rodea completamente el vastago.

Se prefiere que el procedimiento de friccion-agitacion sea un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion para unir unas piezas de trabajo primera y segunda mediante soldadura por friccion-agitacion.

Una ejecucion preferida de un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion de este tipo presenta las etapas de:

mover el vastago y el hombro en una direccion de avance para formar una costura de soldadura,

inmovilizar el hombro durante el proceso de soldadura mientras gira el vastago, con la abertura de interrupcion orientada en la direccion de avance, de modo que el hombro se mueva de manera no giratoria a traves de la costura de soldadura a formar, con la abertura de interrupcion orientada hacia delante en la direccion de avance.

Se preven ademas preferiblemente la siguiente etapa: soldar la primera pieza de trabajo y la segunda pieza de trabajo a lo largo de un escalon o una desviacion de los cantos entre las piezas de trabajo.

Los ensayos han demostrado que, abandonando el camino seguido hasta ahora, segun el cual el hombro se ha guiado siempre de manera necesaria alrededor del vastago, y, por el contrario, previendo un hombro provisto parcialmente de una abertura de interrupcion en la periferia, puede lograrse una soldadura mejor en la zona de desviaciones de los cantos de piezas de trabajo. La funcion de sellado del hombro se puede conseguir en la zona de la abertura de interrupcion a traves del canto sobresaliente hacia arriba.

Para ello, durante la realizacion de un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion se orienta la abertura de interrupcion preferiblemente hacia delante en la direccion de avance, de modo que el canto sea guiado a traves de la abertura de interrupcion hacia el vastago giratorio y hacia dentro de la herramienta de friccion-agitacion. Se plastifica allf el canto por el calor de friccion que se genera por el giro del vastago. El material aun no plastificado del canto cuida de que el material ya plastificado no se salga por la abertura de interrupcion. El hombro esta realizado preferiblemente de tal modo que el hombro rodee completamente el vastago en las zonas restantes. Por ejemplo, el hombro esta abierto en un segmento de la periferia total con un intervalo angular de 0° a 90°, preferiblemente con un intervalo angular de aproximadamente 5° a 45°. En la zona restante de toda la periferia sigue estando presente el hombro.

El hombro se inmoviliza preferiblemente con relacion a las piezas de trabajo a mecanizar de modo que no gire juntamente con el vastago. Para ello, pueden tomarse las medidas que se han descrito y mostrado en el documento DE 10 2005 030 800 B4. En una ejecucion, el hombro puede estar colocado mediante un soporte sobre un cuerpo giratorio accionado de manera giratoria y dotado del vastago.

Un hombro de este tipo se inmoviliza por medio de su colocacion sobre las piezas de trabajo, aun cuando el vastago sea accionado de manera giratoria. Si se desliza la herramienta de friccion-agitacion aproximandola en la direccion de avance, la abertura de interrupcion puede seguir el recorrido de los cantos.

En otra ejecucion, el hombro se mantiene separado del vastago en una sujecion propia. Esta sujecion puede realizarse tambien de manera controladamente giratoria para adaptar asf la orientacion del hombro a una modificacion de la direccion de avance.

Por otro lado, el hombro no debe estar configurado de manera absolutamente estacionaria, sino que podna mantenerse tambien oscilando en vaiven dentro de intervalos angulares para generar asf, cuando sea necesario, calor de friccion adicional. Para ello, podna aprovecharse, por ejemplo, una disposicion similar a la de la figura 3 del documento EP 1 021 270 B1, con la modificacion de que el hombro presente una abertura de interrupcion - que se extiende, por ejemplo, de manera correspondiente hasta el vastago - en una zona parcial de la periferia.

Campos de utilizacion ventajosos de la invencion comprenden una union de piezas de trabajo de diferentes

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grosores, por ejemplo una union de chapas de diferentes grosores - palabra clave: Taylored Blanks -.

Se explican seguidamente con mas detalle ejemplos de realizacion de la invencion con ayuda de los dibujos. Muestran en estos:

La figura 1, una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo que se aplican una a otra con una desviacion de los cantos y pueden unirse una con otra en la zona de la desviacion de los cantos mediante un procedimiento de friccion-agitacion;

La figura 2, una vista lateral de una forma de realizacion de una herramienta de friccion-agitacion para realizar el procedimiento de friccion-agitacion;

La figura 3, una vista en planta de la herramienta de la figura 2;

La figura 4, una representacion esquematica muy simplificada de una forma de realizacion de un dispositivo de friccion-agitacion; y

La figura 5, un croquis esquematico que indica una realizacion de un procedimiento de soldadura por friccion- agitacion para soldar las dos piezas de trabajo mostradas en la figura 1 por medio de la herramienta de friccion-agitacion mostrada en las figuras 2 y 3.

En la figura 1 se muestran una primera pieza de trabajo 10 y una segunda pieza de trabajo 12 que estan dispuestas una junto a otra formando una junta a tope y que pueden soldarse una con otra. La primera pieza de trabajo 10 es mas gruesa que la segunda pieza de trabajo 12. Por tanto, en una superficie de pieza de trabajo 14, en la zona de la junta a tope 16, se origina una desviacion de cantos 18 que, en piezas de trabajo 10, 12 aun no soldadas, se presenta en forma de un escalon 20.

Las dos piezas de trabajo 10, 12 deben unirse una con otra en la zona de la junta a tope 16 mediante un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion.

La figura 2 muestra para ello un ejemplo de realizacion de una herramienta de friccion-agitacion 30 para realizar una operacion de friccion-agitacion, en donde la herramienta de friccion-agitacion 30 presenta un vastago 32 (tambien llamado sonda, vastago de soldadura o sonda de soldadura) accionable giratoriamente que sobresale de un hombro 34, visto en direccion axial con respecto a un eje de giro 36 del vastago 32.

El hombro 34 esta configurado en un cuerpo 38 de la herramienta de friccion-agitacion 30. Preferiblemente, el cuerpo 38 esta configurado de manera giratoria con respecto al vastago 32.

La figura 3 muestra una vista en la herramienta de friccion-agitacion 30 en una configuracion comparable a la de la figura 2, visto en direccion axial desde abajo en la figura 2.

Como se muestra en las figuras 2 y 3, el hombro 34 no es guiado de manera completa en direccion periferica alrededor del penmetro del vastago 32, sino que, por el contrario, el hombro 34 presenta una abertura de interrupcion 42 en la zona de captura 40 que esta configurada para el ataque por friccion de las piezas de trabajo 10, 12. La abertura de interrupcion 42 se extiende continuamente desde la periferia exterior del hombro 34 en la zona de captura 40 hasta el vastago 32.

La abertura de interrupcion 42 esta configurada en forma de segmento circular, visto especialmente en vista en planta en direccion axial (vease la figura 3), y se abre con un angulo W que esta configurado preferiblemente como un angulo agudo en el intervalo de 0° a 90°. De manera especialmente preferida, el angulo W es menor de aproximadamente 45° y mas preferiblemente menor de 20°. El angulo de abertura W y la extension de la abertura de interrupcion 42 en direccion axial pueden configurarse de forma diferente segun la tarea de soldadura.

El cuerpo 38 que presenta el hombro 34 puede girar con relacion al vastago 32. En particular, el cuerpo 38 con el hombro 34 esta configurado de tal manera que no gire durante la friccion-agitacion, sino que presente un numero de revoluciones n=0. Por ejemplo, la herramienta de friccion-agitacion 30 esta configurado con respecto a la movilidad relativa del vastago 32 y del cuerpo 38 como se revela en el documento DE 10 2005 030 800 B4.

La figura 4 muestra un ejemplo de un dispositivo de friccion-agitacion 50 para realizar una operacion de friccion- agitacion, que presenta la herramienta de friccion-agitacion 30 con la abertura de interrupcion 42 en el hombro 34 y un dispositivo 52 de movimiento de la herramienta para mover y guiar la herramienta de friccion-agitacion 30.

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El dispositivo 52 de movimiento de la herramienta esta configurado para guiar y mover la herramienta de friccion- agitacion 30 en diferentes direcciones. Para ello, en el ejemplo representado en la figura 4, que indica una forma de realizacion sencilla del dispositivo 52 de movimiento de la herramienta, esta previsto un primer dispositivo de guiado 54 para mover la herramienta de friccion-agitacion 30 en una primera direccion R1 (por ejemplo la direccion X) y un segundo dispositivo de guiado 56 para mover la herramienta de friccion-agitacion 30 en una segunda direccion R2 (por ejemplo la direccion Y). Por supuesto, puede preverse tambien aun un tercer dispositivo de guiado (no representado) para mover la herramienta de friccion-agitacion 30 en una tercera direccion (por ejemplo, la direccion de la altura, la direccion Z).

El dispositivo de friccion-agitacion 50 presenta ademas un bastidor 58 o una carcasa que pueden moverse por medio del dispositivo 52 de movimiento de la herramienta bajo el control de un controlador 60, en la respectiva direccion adecuada para realizar el proceso de friccion-agitacion deseado.

En el bastidor 58 (o en la carcasa) esta previsto un primer accionamiento de giro 61 para girar el vastago 32.

En el ejemplo de realizacion aqrn representado del dispositivo de friccion-agitacion 50 esta previsto ademas en el bastidor 58 (o en la carcasa) un accionamiento de pivotamiento 62 controlado por el controlador 60, por medio del cual el cuerpo 38 con el hombro 34 puede moverse en una orientacion angular cualquiera, en la que se inmoviliza el cuerpo 38 seguidamente. El accionamiento de pivotamiento 62 se une con el cuerpo 38, por ejemplo, a traves de una rueda dentada 64 y una corona dentada 66. Por ejemplo, el accionamiento de pivotamiento 62 presenta un motor de pasos.

El controlador 60 esta configurado preferiblemente de tal manera que pueda realizarse con el dispositivo de friccion- agitacion 50 una soldadura por friccion-agitacion para unir la primera pieza de trabajo 10 y la segunda pieza de trabajo 12. Para ello, se acciona el vastago 32 de manera giratoria con el accionamiento de giro 61 y se le introduce en la zona de la junta a tope 16 (u otra zona de union) de las piezas de trabajo 10, 12. Gracias al calor de friccion entre el vastago 32 y las piezas de trabajo 10, 12 se plastifican los materiales de las piezas de trabajo 10, 12. Para la operacion de friccion-agitacion se mueve la herramienta de friccion-agitacion 30 de manera controlada por el controlador 60 en una direccion de avance V. El hombro 34 se orienta entonces por medio del accionamiento de pivotamiento 62 de tal modo que la abertura de interrupcion 42 se mire siempre en la direccion de avance V.

La orientacion de la abertura de interrupcion 42 puede modificarse por medio del accionamiento de pivotamiento 62 de manera correspondiente al recorrido de la junta a tope 16 y en funcion de una modificacion correspondiente de la direccion de avance V. Esto esta indicado en la figura 4 por un recorrido curvo de la junta a tope 16 y la desviacion 18 de los cantos por medio de lmeas de puntos; a lo largo de este recorrido curvo puede formarse asf tambien una costura de soldadura curvada 70.

La figura 5 muestra una representacion fuertemente esquematizada de la herramienta de friccion-agitacion 30 en el transcurso de la soldadura por friccion-agitacion con ataque en la primera pieza de trabajo 10 y en la segunda pieza de trabajo 12.

Hasta ahora, se ha partido de que los hombros de las herramientas de friccion-agitacion deben guiarse completamente alrededor del penmetro del vastago 32, para que estos puedan cumplir su funcion de retencion del material plastificado en el lugar de soldadura. Como se muestra en la figura 5, en el hombro no completamente periferico 34 esta prevista la abertura de interrupcion 42; no obstante, la desviacion de cantos 18 de las piezas de trabajo aun no soldadas 10, 12 aqrn cumple la funcion de retencion del material plastificado.

Los ensayos han demostrado que con una herramienta de friccion-agitacion 30 de este tipo con un hombro no completamente periferico 34 puede realizarse una friccion-agitacion de piezas de trabajo 10, 12 con una desviacion de cantos 18 con gran seguridad del proceso, sin que deba ajustarse un angulo de incidencia oblicuo de la herramienta de friccion-agitacion 30. Un angulo de incidencia oblicuo de este tipo es difmil de manejar, en particular en el caso de un recorrido curvado de la costura de soldadura 70, como se indica con lmeas de puntos en la figura 4.

Son posibles diferentes ejecuciones de la herramienta de friccion-agitacion 30 y del dispositivo de friccion-agitacion 50. Asf, la forma de la abertura de interrupcion 42 puede diferenciarse de la forma representada.

En lugar de la version sencilla, indicada en la figura 4, del dispositivo 52 de movimiento de la herramienta puede preverse tambien - como es bien conocido - un brazo de robot como dispositivo 52 de movimiento de la

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herramienta, en cuyo extremo este previsto el bastidor 58 o la carcasa con el accionamiento de giro 61. El accionamiento de pivotamiento 62 puede configurarse, por ejemplo, por medio de una posibilidad de pivotamiento correspondiente de la conexion de herramienta del brazo de robot.

Aun cuando la herramienta de friccion-agitacion 30 y el dispositivo de friccion-agitacion 50 se han mostrado y descrito para utilizarse como herramienta de soldadura por friccion-agitacion para unir piezas de trabajo 10, 12 a lo largo de una costura de soldadura o como dispositivo de soldadura por friccion-agitacion para unir las piezas de trabajo 10, 12 a lo largo de la costura de soldadura, las posibilidades de utilizacion de la herramienta de friccion- agitacion 30 y el dispositivo de friccion-agitacion 50 no estan limitadas a este caso de aplicacion. Pueden realizarse tambien otras funciones de friccion-agitacion, como, por ejemplo, un alisado de una desviacion de cantos 18 en una pieza de trabajo enteriza (no representada) o una reparacion de una pieza de trabajo en la zona de una desviacion de los cantos o similares.

Lista de sfmbolos de referencia 10 Primera pieza de trabajo

12 Segunda pieza de trabajo

14 Superficie de pieza de trabajo

16 Junta a tope

18 Desviacion de cantos

20 Escalon

30 Herramienta de friccion-agitacion

32 Vastago

34 Hombro

36 Eje de giro

38 Cuerpo

40 Zona de captura

42 Abertura de interrupcion

50 Dispositivo de friccion-agitacion

52 Dispositivo de movimiento de herramienta

54 Primer dispositivo de guiado

56 Segundo dispositivo de guiado

58 Bastidor

60 Controlador

61 Accionamiento de giro

62 Accionamiento de pivotamiento

64 Rueda dentada

66 Corona dentada

70 Costura de soldadura

W Angulo de abertura

R1 Primera direccion

R2 Tercera direccion

V Dispositivo de avance

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REIVINDICACIONES

1. Herramienta de friccion-agitacion (30) para realizar una operacion de friccion-agitacion, que comprende un hombro (34) para presionar sobre una superficie de pieza de trabajo (14) y un vastago (32) accionable giratoriamente, sobresaliente del hombro (34), para su introduccion con efecto de plastificacion en al menos una pieza de trabajo a mecanizar (10, 12), caracterizada por que el hombro (34) presenta en una zona periferica, en una zona de captura (40) configurada para el ataque de friccion de piezas de trabajo (10, 12), una abertura de interrupcion (42) que se extiende continuamente en la zona de captura (40) desde el exterior hasta el vastago (32), de modo que el hombro (34) no es guiado alrededor del penmetro completo del vastago (32).
2. Herramienta de friccion-agitacion (30) segun la reivindicacion 1, caracterizada por que la abertura de interrupcion (42) esta configurada a modo de segmento de drculo, visto en direccion axial con respecto al eje de giro (36) del vastago (32).
3. Herramienta de friccion-agitacion (30) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la herramienta de friccion-agitacion (30) esta configurada como una herramienta de soldadura por friccion-agitacion para unir dos piezas de trabajo (10, 12) a lo largo de una costura de soldadura (70) mediante soldadura por friccion- agitacion.
4. Herramienta de friccion-agitacion (30) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el vastago (32) puede girar con relacion al hombro (34) y/o por que el hombro (34) esta configurado para presentar un numero de revoluciones n=0 mientras gira el vastago (32) en el transcurso de la operacion de friccion-agitacion.
5. Dispositivo de friccion-agitacion (50) que comprende una herramienta de friccion-agitacion (30) segun una de las reivindicaciones anteriores y un dispositivo de guiado de herramienta (54, 56) para mover y guiar la herramienta de friccion-agitacion (30) en una direccion de avance (V) durante una operacion de soldadura de costura, estando orientada la abertura de interrupcion (42) en la direccion de avance (V).
6. Procedimiento de friccion-agitacion para mecanizar al menos una pieza de trabajo (10, 12) por medio de una operacion de friccion-agitacion, que comprende las etapas de:

introducir un vastago giratorio (32) en la al menos una pieza de trabajo (10, 12) y plastificar el material de pieza de trabajo mediante friccion-agitacion,

impedir una salida de material plastificado presionando un hombro (34) que rodea el vastago (32), con una zona de captura (40) configurada para el ataque de friccion de piezas de trabajo (10, 12), sobre la superficie (14) de la al menos una pieza de trabajo (10, 12), caracterizado por que se utiliza un hombro (34) con una abertura de interrupcion (42) en una zona periferica, extendiendose continuamente la abertura de interrupcion (42) en la zona de captura (40) desde el exterior hasta el vastago (32), de modo que el hombro (34) no rodea completamente el vastago (32).
7. Procedimiento de friccion-agitacion segun la reivindicacion 6, caracterizado por que este es un procedimiento de soldadura por friccion-agitacion para unir unas piezas de trabajo primera y segunda (10, 12) mediante una operacion de soldadura por friccion-agitacion.
8. Procedimiento de friccion-agitacion segun la reivindicacion 7, caracterizado por mover el vastago (32) y el hombro (34) en una direccion de avance (V) para formar una costura de soldadura (70), e inmovilizar el hombro (34) durante el proceso de soldadura mientras gira el vastago (32), con la abertura de interrupcion (42) orientada en la direccion de avance (V), de modo que el hombro (34) no se mueva de forma giratoria, con la abertura de interrupcion (42) orientada hacia delante en la direccion de avance (V), a traves de la costura de soldadura (70) a formar.
9. Procedimiento de agitacion-friccion segun una de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por soldar la primera pieza de trabajo (10) y la segunda pieza de trabajo (12) a lo largo de un escalon (20) o de una desviacion de cantos (18) entre las piezas de trabajo (10, 12).