MX2008002077A - Sistema y metodo para computar los parametros de operacion de una maquina de soldeo por forja - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema y un método para computar los parámetros de una máquina de soldeo por forja, para soldar por forja uno o más materiales;un programa de computadora ejecuta una rutina de auto sintonización para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja como respuesta a un ancho introducido de la zona afectada por el calor y una temperatura de soldeo introducida.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA COMPUTAR LOS PARÁMETROS DE OPERACIÓN DE UNA MAQUINA DE SOLDEO POR FORJA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente a procedimientos de soldeo por forja y en particular al control de los parámetros de una maquina de soldeo por forja como respuesta a un ancho introducido de la zona afectada por el calor y la temperatura de soldeo del procedimiento de soldeo por forja.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El soldeo por forja incluye unir partes metálicas, como placas. Por ejemplo la figura 1(a) ilustra una típica soldadura por forja 101 con unión en forma de T parcial que está hecha entre un borde de la placa 103 y la superficie de la placa 105, la figura 1(b) ilustra una típica soldadura por forja parcial 107 de tope cuadrado que está hecha entre extremos opuestos de las placas 109 y 111. El soldeo por forja también incluye la unión de porciones de borde de una hoja o una tira metálica doblada, en donde las porciones de borde se unen forzadamente en un punto de soldeo a medida que se hace avanzar longitudinalmente la tira en la dirección de la costura de soldadura formada. Por ejemplo, en la figura 2 el tubo 113 se forma a partir de una tira de metal que se une con fuerza en un punto de soldeo 115 para formar una costura soldada 117 a medida que la tira avanza en la dirección indicada por la flecha de una punta, y se aplica una fuerza de presión en las direcciones indicadas por las flechas de dos puntas para forzar a las porciones de borde de la tira para que se unan. En un procedimiento de soldeo por forja se suministra una alta presión en el punto de soldeo, el cual se calienta hasta la temperatura de soldeo, para producir la soldadura. Generalmente la temperatura de soldeo es inferior, pero posiblemente cercana al punto de fusión del metal que está siendo soldado. El calentamiento del metal hasta la temperatura de soldeo se puede lograr utilizando una fuente de energía adecuada, como un rayo láser, un haz de electrones, una resistencia eléctrica o una inducción eléctrica de alta frecuencia. Un procedimiento de soldeo por forja da como resultado la creación de una zona afectada por calor (HAZ), que es la porción del metal que no se fundió durante el procedimiento de soldadura, pero cuya microestructura y propiedades mecánicas fueron alteradas por el calor producido en el procedimiento. Por ejemplo, en la figura 2 las líneas intermitentes 118 indican el límite exterior generalizado de la HAZ en ambos lados de la costura de soldadura 117. Como se pueden ver más claramente en la Fig. 3(a) y Fig. 3(b) el ancho de la HAZ, XE> es igual a la distancia que hay entre las líneas limítrofes exteriores 118. Aunque en la práctica los límites exteriores de la HAZ podrían no ser uniformemente lineales a lo largo de toda la longitud del soldeo, el ancho de la HAZ puede ser generalmente aproximado por las líneas limítrofes lineales. Al reducir al mínimo el ancho de la HAZ generalmente se reduce al mínimo la cantidad de metal que tiene propiedades diferentes de las de una parte de metal sin calentar. El ancho preferido o efectivo de la HAZ es una función compleja de muchos parámetros de soldadura que incluyen, pero no están limitados a, la frecuencia de soldadura, el grosor de pared de la parte, la geometría de la parte, la longitud de calentamiento soldada, y el ángulo y la velocidad de la parte en el punto de soldeo. Una aplicación particular del soldeo por forja por inducción es la soldadura de tubos y de tuberías por inducción a alta frecuencia, en donde se aplican altas presiones durante periodos muy cortos, pero a la temperatura del punto de fusión, dos bordes de una tira se forzan en una forma ovalada por medio de una máquina de formación de tubos, antes de que los bordes adyacentes de la tira alcancen el punto de soldeo, como se ilustra en forma de diagrama en FIG. 2, FIG. 3(a) y FIG. 3(b). A esta temperatura son muy altas las velocidades de difusión en la fase sólida y una unión de calidad da como resultado un período muy corto. Idealmente todo el metal fundido debería ser aplastado en el plano de unión en las costuras de soldadura del diámetro interior o exterior, y la unión no tiene metal fundido o colado. En la figura 2 se puede suministrar una energía de inducción desde una fuente adecuada de energía de haz (no se muestra en la figura) a la bobina de inducción 121 para inducir una corriente en el metal que se encuentra alrededor de una región en forma de "V" que se forma forzando los bordes de la tira para que se unan entre sí. La corriente inducida fluye alrededor de la parte trasera del tubo y después a lo largo de los bordes abiertos en forma de "V" hasta el punto de soldeo 115 como se ilustra con la típica línea de flujo 119 (que se muestra como una línea punteada) en la figura 2. La longitud, y, de esta región en forma de "V" es aproximadamente igual a la distancia que hay entre el extremo de la bobina que está más cerca del punto de soldeo y el punto de soldeo. Generalmente como esta longitud está relacionada con una máquina de soldeo por forja en particular se pueden utilizar otras definiciones de esta distancia, siempre y cuando la distancia definida se utilice consistentemente para una máquina de soldeo por forja en particular. También se puede hacer referencia a la longitud y, como la longitud de calentamiento de soldeo. Aunque en la figura 2 se muestra una bobina solenoide, se pueden utilizar otras disposiciones de bobina. El ancho efectivo de la HAZ es una función compleja de muchos parámetros de soldadura que incluyen, pero no están limitados a, la frecuencia de soldadura, el grosor de pared del componente, la geometría del componente, la longitud y el ángulo de calentamiento de soldeo, la velocidad de unión de la parte, y el material de la parte. A continuación se ilustra cómo se pueden aplicar matemáticamente estos parámetros. La profundidad de referencia eléctrica, ?, o la profundidad de penetración, que define la distancia que hay desde el borde de la parte de metal en el cual disminuye la corriente inducida aproximadamente en forma exponencial a e"1 (0.368) de este valor en la superficie, cuando el procedimiento es un procedimiento de soldeo por forja por inducción, se puede calcular a partir de la ecuación (1 ): ? = p fµ en donde p es la resistividad eléctrica de la parte de metal, µ es la permeabilidad magnética relativa de la parte del metal, / es la frecuencia de la soldadura eléctrica de la energía suministrada, y p es la constante pi (3.14159).

La profundidad de referencia térmica, d o la profundidad de difusión térmica, que representa lo profundamente que se ha calentado el borde mediante la conducción térmica, se puede calcular a partir de la ecuación (2): ^ 4v en donde e es la difusividad térmica de la parte de metal, y es la profanidad de "V", que también se conoce como la longitud de calentamiento de soldeo, y v es la velocidad en la cual la parte de metal (tira) pasa por el punto de soldeo, que también se conoce como la velocidad de soldeo. Existe una relación funcional entre la profundidad de referencia eléctrica y el ancho de la HAZ cuando estas dos cantidades son normalizadas por la profanidad de difusión térmica.

Una profundidad de referencia eléctrica normalizada, Zn, se puede calcular a partir de la ecuación (3): " d El ancho normalizado de la HAZ, Xn, se puede calcular a partir de la ecuación (4): Xn = a0 + a]Zn + a2Zn2 + aiZ La ecuación (4), o el ancho normalizado de la HAZ polinominal, se puede establecer por soldadura por forja experimental de tipos específicos de materiales de metal. Por ejemplo, cada uno de los puntos de datos empíricos Xi a x-is en la figura 4 representa una profundidad de referencia eléctrica normalizada (Zn) y que corresponde al ancho normalizado de la HAZ (Xn). Se puede utilizar cualquier modelo adecuado para ajustar los datos empíricos recolectados a una curva. En este ejemplo particular se utiliza un modelo adecuado de ajuste a curva no lineal, para ajustar los puntos de datos a una ecuación con la forma polinominal de la ecuación (4) como se ilustra en forma de diagrama con la curva polinominal pi en la figura 4. La polinominal tiene generalmente la forma Xn=f (Zn) y los coeficientes ao, a^ a2 y aß en la ecuación (4) representan coeficientes derivados para un material específico en los experimentos o ensayos que dan como resultado los puntos de datos empíricos. La energía de soldadura efectiva, PE, se calcular con la ecuación (5): PE=H»?»XE*h*v en donde H es igual a la entalpia del proceso de soldeo por forja; que es, el cambio en la entalpia (medido en joules cuando PE se calcula en watts) de un metal en el procedimiento de soldeo por forja en donde la temperatura del metal se eleva desde su temperatura pre soldadura hasta su temperatura de soldeo; ? es la densidad del metal (medida en kilogramos por metros cúbicos); XE es el ancho efectivo de la zona afectada por el calor (medida en metros); h es el grosor del metal que se va a soldar (medido en metros); y v es la velocidad del metal que está siendo soldado en el punto de soldeo, o la velocidad de soldeo (medida en metros por segundos). Un objetivo de la presente invención es lograr una soldadura por forja con una máquina de soldeo por forja especificando el ancho preferido de la zona afectada por el calor para la soldadura y la temperatura de soldeo preferida en el soldeo por forja de uno o más materiales sin el conocimiento de la frecuencia operativa requerida en la máquina de soldeo por forja o el ajuste de energía operativa. Otro objetivo de la presente invención es establecer la frecuencia operativa y el ajuste de energía operativa de la máquina de soldeo por forja en un procedimiento de soldeo por forja para lograr una soldadura deseada sin que el operador de la máquina de soldeo por forja tenga que introducir los ajustes de frecuencia y de energía.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto la presente invención es un sistema para controlar los parámetros de una máquina de soldeo por forja para el soldeo por forja de uno o más materiales. El sistema comprende una computadora, uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria de computadora y un programa de computadora. El programa de computadora ejecuta una rutina de auto sintonización para computar los ajustes de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja como respuesta a un ancho introducido de la zona afectada por el calor y a una temperatura de soldeo introducida. En otro aspecto la presente invención es un método para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para una máquina de soldeo por forja en una soldadura por forja de uno o más materiales. El método incluye introducir un ancho para la zona afectada por el calor e introducir una temperatura de soldeo para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja. Los datos de la máquina de soldeo por forja, como la velocidad de soldeo y la longitud de calentamiento de soldeo, y los parámetros de uno o más materiales, como su grosor, densidad y entalpia, son referenciados para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa. El ancho de la zona afectada por el calor y la temperatura de soldeo se pueden medir durante el soldeo por forja para ajustar la frecuencia operativa o la frecuencia de energía operativa computadas, de manera que el ancho medido de la zona afectada por el calor y la temperatura de soldeo medida son iguales al ancho introducido de la zona afectada por el calor y a la temperatura de soldeo introducida en cualquier tolerancia permitida. Otros aspectos de la invención se señalan en está especificación y en las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Con el propósito de ilustrar la invención, se muestra en los dibujos una forma que actualmente es preferida; sin embargo deberá entenderse que está invención no está limitada a las disposiciones precisas y a las instrumentaciones que se muestran. En la figura 1(a) ilustra una típica soldadura por forja de unión en T parcial y la figura 1(b) ilustra una típica soldadura por forja de unión de bota. La figura 2 ilustra una típica formación de un tubo mediante la unión mediante soldeo por forja de bordes longitudinales opuestos de una placa o tira de metal. La figura 3(a) ilustra adicionalmente parámetros asociados con la unión por soldeo por forja de bordes longitudinales opuestos de una placa o tira de metal para formar un tubo.

La figura 3(b) es una vista en sección transversal a través de la línea A-A en la figura 3 (a) con la ilustración de parámetros de un tubo formado en una soldadura por forja. La figura 4 es una típica ilustración gráfica de un ancho normalizado de la HAZ poli nominal generada a partir de puntos de datos empíricos. La figura 5 ilustra una típica curva de distribución de temperatura que se utiliza para calcular el ancho de la HAZ. La figura 6(a) y la figura 6(b) son un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para determinar el ajuste de la frecuencia operativa y de la energía operativa para una máquina de soldeo por forja en un procedimiento de soldeo por forja basándose en el ancho introducido de la HAZ y la temperatura de soldeo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En las figuras 6 (a) y FIG. 6 (b) se ilustra un ejemplo no limitante del sistema y el método para computar los parámetros de operación de una máquina de soldeo por forja de la presente invención. Aunque el sistema y el método se refieren al soldeo por forja por inducción de los bordes longitudinales de una tira o una placa de metal, con modificaciones apropiadas, un experto en la técnica puede aplicar el sistema o el método a cualquier procedimiento de soldeo por forja en el cual se crea una HAZ. Las rutinas en las figuras se pueden representar en un código de programa de computadora que es preparado por un experto en la técnica y es ejecutado con un hardware de computadora adecuado, incluyendo, pero no limitado a, procesadores, dispositivos de almacenamiento de memoria y dispositivos de introducción y salida. El termino "metal" se utiliza para describir simplemente la parte o las partes de material que serán unidas por soldadura por forja, incluyendo, pero no limitadas a tiras y placas de metal. El termino "soldeo por forja" o "máquina de soldeo por forja" se utiliza para describir de manera simple o general la maquinaria que se utiliza para el soldeo por forja de metal, incluyendo, pero no limitado a, una máquina formadora. El termino "fuente de energía de soldeo por forja" se utiliza para describir de manera simple o general la fuente de energía que calienta el metal para el soldeo por forja, incluyendo, pero no limitado a, una fuente de energía por inducción eléctrica. En la rutina 12, se introducen los parámetros de material del metal por cualquier medio adecuado. Por ejemplo el operador de una máquina de soldeo por forja puede introducir un valor para cada parámetro mediante un dispositivo de introducción adecuado, como un teclado, o el operador puede introducir un código que representa un material específico para el cual se están almacenando los valores de los parámetros requeridos en un dispositivo de memoria adecuado, dichos datos son referenciados por el sistema o el procedimiento de la presente invención. Los parámetros de material pueden incluir el grosor (h) del metal; la resistividad eléctrica (p) del metal; la permeabilidad magnética relativa (µ) del metal; la difusividad térmica (e) del metal; la entalpia (H) del metal, y la densidad (?) del metal. En la rutina 14 se introducen parámetros de soldeo por forja mediante cualquier medio adecuado. Por ejemplo el operador de una máquina de soldeo por forja puede introducir un valor para cada parámetro mediante un dispositivo de entrada adecuado, o se pueden introducir valores para uno o más parámetros desde una tabla de referencia de los valores almacenados en un dispositivo de memoria adecuado. Los valores almacenados se pueden basar en los parámetros de material y/o en los parámetros de operación introducidos de un soldador de forja específico, dichos datos son referenciados por el sistema o el procedimiento de la presente invención. Los parámetros de la máquina de soldeo por forja pueden incluir la longitud de calentamiento de soldeo y la velocidad de soldeo. En la rutina 16 se introducen parámetros de soldeo por forja mediante cualquier medio adecuado. Por ejemplo el operador del soldador de forja puede introducir cada parámetro mediante cualquier dispositivo de entrada adecuado, o uno o más de los parámetros pueden ser introducidos desde una tabla de referencia de valores almacenada en un dispositivo de memoria adecuado, basándose en parámetros de material introducidos y/o en parámetros de operación de una máquina de soldadura específica. Los parámetros de soldadura introducidos pueden incluir un ancho efectivo de la HAZ (XE) y la temperatura de punto de soldeo (TE).

En la rutina 18 se puede computar una profundidad de referencia térmica de ensayo a partir de la anterior ecuación (2) en este ejemplo no limitante de la invención. En la rutina 20 se introduce una frecuencia de soldadura eléctrica de ensayo, F0. Por ejemplo si el soldador de forja con el cual se está utilizando el procedimiento tiene una escala de frecuencia operativa de energía de 10 kilohertz a 100 kilohertz, la frecuencia de ensayo inicial puede estar presente y almacenada en un dispositivo de memoria adecuado como 10 kilohertz, e introducida desde el dispositivo de memoria. Alternativamente el operador de la máquina de soldeo por forja puede introducir manualmente la frecuencia de ensayo inicial a través de un dispositivo de entrada adecuado. En cualquier caso como la frecuencia operativa para el ancho efectivo seleccionado de la HAZ, XE se puede determinar mediante un procedimiento iterativo como se describirá más adelante, no resulta crítica la selección de una frecuencia de ensayo inicial particular. En la rutina 22 se puede computar una profundidad de referencia eléctrica de ensayo a partir de la anterior ecuación (1) para este ejemplo no limitante de la invención. En la rutina 24 se calcula una profundidad referenciada eléctrica normalizada de ensayo Zn a partir de la anterior ecuación (3) en este ejemplo no limitante de la invención. Este valor de la profundidad de referencia eléctrica normalizada de ensayo se introduce en la rutina 26, que computa un ancho normalizado de ensayo correspondiente de la HAZ, Xn a partir del ancho normalizado de la anterior ecuación (4) de HAZ en este ejemplo no limitante de la invención. En la rutina 28 el ancho normalizado de ensayo de HAZ, Xn se convierte en un ancho calculado de la HAZ, Xc, multiplicando Xn por la profundidad de referencia térmica de ensayo, que fue computada en la rutina 18. En la rutina 30 el ancho calculado de la HAZ se compara con el ancho efectivo previamente introducido de la XE. Si Xc no es igual a XE dentro de una tolerancia permisible, la frecuencia de ensayo, F0, cambia a un nuevo valor en la rutina 32. Por ejemplo, sí Xc> XE+?e, en donde ?e es un valor de tolerancia permitido, entonces el nuevo valor de ensayo de F0 será el viejo valor de ensayo de F0 más un cambio de frecuencia incremental inicial, ?F. Por el contrario, si Xc< XE-?e, entonces el nuevo valor de ensayo de F0 será el viejo valor de ensayo de F0 menos un cambio de frecuencia incremental inicial seleccionado, ?F. En las siguientes repeticiones, el cambio de frecuencia incremental, ?F, disminuye, por ejemplo, a la mitad, de manera que el procedimiento iterativo da como resultado por último en un Xc=XE+e calculado, en donde e es un valor de tolerancia permitido, si se utiliza, para un ancho efectivo deseado de la HAZ. El valor de ensayo de F0 para el cual Xc=XE+e se estable igual a la frecuencia establecida, FSEt, en la rutina 34. Se puede utilizar cualquier tipo alternativo de método iterativo adecuado para converger en la frecuencia establecida.

En algunos ejemplos de la invención, el sistema y el método para computar los parámetros de operación de una máquina de soldeo por forja pueden incluir computar la frecuencia operativa de la máquina de soldeo por forja. En otros ejemplos de la invención, el sistema y el método incluyen adicionalmente computar el ajuste de energía operativa de la máquina de soldeo por forja. Cuando Xc=XE±e se establece en la frecuencia establecida, FSE?, en la rutina 34, la energía efectiva, PE se puede computar a partir de la anterior ecuación (5) en este ejemplo no limitante de la invención en la rutina 36, y el valor de la energía efectiva se puede ajustar igual a la energía operativa establecida, PSEt- La rutina 38 ejecuta una soldadura por forja de prueba a una frecuencia operativa FsEt y una energía operativa FsEt. El ancho medido verdadero de la HAZ, XTEST. a partir de la corrida de prueba es introducido en la rutina 40 por cualquier método de detección adecuado, como una cámara de formación de imágenes térmicas. El análisis de imágenes térmicas puede producir un despliegue gráfico de la magnitud de temperatura contra el ancho de sección transversal del metal. Por ejemplo en la figura 5, la temperatura máxima, Tmax, ocurre en el punto de soldeo y sale en el punto de soldeo en una curva que tiene una forma general de campana. A XTEST se le puede asignar un valor típico, por ejemplo, 0.5Tma?, como se puede ver en la figura. Alternativamente el ancho de HAZ se puede determinar a partir de muestras metalúrgicas cortadas de un tubo soldado. La forma de la curva de temperatura en la figura 5 y la selección de 0.5Tma? como el punto de temperatura para un límite del ancho de la HAZ, es una selección no limitante. Para una máquina de soldeo por forja y un procedimiento de soldeo por forja específicos, se pueden aplicar otras curvas de temperatura y temperaturas en el límite del ancho de la HAZ. Esto significa que la curva de temperatura y la temperatura de límite se relacionan con el procedimiento de soldeo por forja. La rutina 42 compara el ancho de corrida de prueba de la HAZ, XTEST, con el ancho efectivo introducido de la HAZ, XE. Si XTEST no es igual a XE en cualquier tolerancia permisible, el ancho de la curva ajustada empíricamente de HAZ cambia en la rutina 44, en donde el punto definido por la Zn y Xn, que resulta de la frecuencia establecida, FSEt, y la energía establecida PSEt, y se utiliza en la corrida de prueba, se agrega al conjunto de puntos que se utilizan para generar la curva establecida, y se lleva a cabo un nuevo análisis de ajuste de curva. Las rutinas 26 a 42 se repiten iterativamente hasta que el ancho de corrida de prueba de la HAZ, XtEst, es igual al ancho introducido de la HAZ, XE, dentro de cualquier tolerancia permisible. Después la rutina 43 sigue con la corrida de prueba y la temperatura del punto de soldeo de prueba verdadero TMA?, se compara con la temperatura de punto de soldeo efectivo introducido, TE, en la rutina 48. La verdadera temperatura de punto de soldeo de prueba se introduce en la rutina 46 utilizando un sensor adecuado, como un pirómetro. Si la TMA? no es igual a la temperatura efectiva de punto de soldeo, TE, dentro de una tolerancia permisible se cambia el valor de entalpia (H) para el material a un nuevo valor en la rutina 50 y se calcula un nuevo valor para la energía efectiva, PE, en la rutina 36. Por ejemplo si TMA?,>TE+?e, en donde ?e es un valor de tolerancia permitido, entonces el nuevo valor de entalpia (H) seria el viejo valor menos un cambio incremental seleccionado, ?H. Por el contrario si TMA?,>TE-?e, entonces el nuevo valor de entalpia (H) seria el viejo valor de entalpia (H) más un cambio incremental seleccionado, ?H. En iteraciones subsecuentes, el cambio incremental en entalpia ?H, disminuye, por ejemplo a la mitad, de tal manera que el procedimiento iterativo da como resultado por último en una TMAx,> E+? calculada, en donde e es un valor de tolerancia permitido, si se utiliza, para un ancho efectivo deseado de la HAZ. Las rutinas 36 a 48 se ejecutan repetidamente hasta que MA ,> E±?e, en donde e es un valor de tolerancia permitido para la temperatura del punto de soldeo efectivo deseada. Cuando se satisface esta condición, la rutina 52 establece una corrida de producción a la frecuencia operativa del soldador de forja, FsEt, y la energía operativa, PsEt- Las patente de E.U.A. No. 5,902,506 y No. 5,954,985 describen aparatos y métodos para ajustar la frecuencia y la magnitud de energía de una fuente de energía para soldador de forja por inducción que se puede utilizar en el procedimiento de la presente invención. Por lo tanto en un ejemplo del sistema y el método para computar los parámetros de operación de una máquina de soldeo por forja de la presente invención, se puede utilizar un programa de computadora para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja como respuesta a un ancho introducido de la zona afectada por el calor y una temperatura de soldeo introducida. La computación se puede basar en los datos de la máquina de soldeo por forja y en los datos de parámetros de uno o más materiales que serán soldados en el procedimiento de soldeo por forja. Los ejemplos anteriores de la invención ¡lustran algunos datos de máquina de soldeo por forja y de datos de parámetros no limitantes de uno o más materiales que se pueden utilizar en el sistema o en el procedimiento de la presente invención. Los ejemplos anteriores no limitan el alcance de la invención descrita. El alcance de la invención descrita se señala adicionalmente en las siguientes reivindicaciones.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un sistema para controlar los parámetros de una máquina de soldeo por forja para el soldeo por forja de uno o más materiales, el sistema comprende una computadora, uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria de computadora y un programa de computadora, el programa de computadora realiza un procedimiento de auto sintonización para computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja como respuesta a un ancho introducido de la zona afectada por el calor y de la temperatura de soldeo introducida.

2.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque uno o más dispositivos de almacenamiento de memoria almacenan datos de la máquina de soldeo por forja y datos para los parámetros de uno o más materiales.

3.- El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque los datos de la máquina de soldeo por forja comprenden la velocidad de soldeo y la longitud de calentamiento de soldeo, y los datos para los parámetros de uno o más materiales comprenden el grosor, la densidad y la entalpia del uno o más materiales.

4.- El sistema de conformidad con las reivindicaciones 1 , 2 ó 3, caracterizado además porque el procedimiento de auto sintonización comprende datos introducidos para un ancho medido de la zona afectada por el calor y la temperatura de soldeo medida para el soldeo por forja.

5.- Un método para computar el ajuste de frecuencia operativa y la energía operativa para una máquina de soldeo por forja, en el soldeo por forja de uno o más materiales, el método comprende los pasos de introducir un ancho de la zona afectada por el calor, introducir una temperatura de soldeo y computar el ajuste de frecuencia operativa y de energía operativa para la máquina de soldeo por forja.

6.- El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de referenciar los datos de la máquina de soldeo por forja y referenciar los parámetros del uno o más materiales.

7.- El método de conformidad con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de referenciar datos para la velocidad de soldeo, la longitud de calentamiento de soldeo, el grosor del uno o más materiales, la densidad del uno o más materiales y la entalpia del uno o más materiales.

8.- El método de conformidad con la reivindicación 5, 6 ó 7, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de medir el ancho de la zona afectada por el calor para el soldeo por forja, medir la temperatura de soldeo para el soldeo por forja y ajustar el ajuste computado de la frecuencia operativa o de la energía operativa como respuesta al ancho medido de la zona afectada por el calor y a la temperatura de soldeo medida en comparación con el ancho introducido de la zona afectada por el calor y la temperatura de soldeo introducida.

9.- Un método para computar la frecuencia operativa para una maquina de soldeo por forja en una soldadura por forja, el método comprende los pasos de: (a) introducir los parámetros del uno o más materiales que serán soldados por forja; (b) introducir los parámetros de la máquina de soldeo por forja; (c) introducir el ancho preferido de la zona afectada por el calor; (d) computar la profundidad de referencia térmica de ensayo; (e) introducir una frecuencia operativa de ensayo; (f) computar una profundidad de referencia eléctrica de ensayo; (g) computar una profundidad de referencia eléctrica normalizada de ensayo; (h) computar un ancho normalizado de ensayo de la zona afectada por el calor a partir de una ecuación paramétrica; (i) convertir el ancho normalizado de ensayo de la zona afectada por el calor a un ancho calculado de la zona afectada por el calor; y (j) comparar el ancho calculado de la zona afectada por el calor con el ancho preferido de la zona afectada por el calor, y si el ancho calculado de la zona afectada por el calor es igual dentro de una tolerancia permisible al ancho preferido de la zona afectada por el calor, ajustar la frecuencia operativa de la máquina de soldeo por forja con la frecuencia operativa de ensayo, o de otra manera cambiar la frecuencia de ensayo y realizar los pasos (3) a (j).

10.- El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque los parámetros del material del uno o más materiales comprenden la difusividad térmica, resistividad eléctrica y permeabilidad magnética relativa del uno o más materiales, y los parámetros de la máquina de soldeo por forja comprenden la longitud de calentamiento de soldeo y la velocidad de soldeo.

11.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la ecuación paramétrica comprende un polinominal en forma del ancho normalizado de la zona afectada por el calor como una función de la profundidad de referencia eléctrica normalizada.

12.- El método de conformidad con la reivindicación 9, 10 u 11 , caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: (k) computar una energía efectiva de ensayo; (I) operar la máquina de soldeo por forja en una corrida de prueba a la frecuencia operativa y la energía efectiva de ensayo; (m) medir el ancho de la prueba de la zona afectada por el calor a partir de la corrida de prueba; (n) introducir el ancho de prueba de la zona afectada por el calor; (o) comparar el ancho de prueba de la zona afectada por el calor con el ancho preferido de la zona afectada por el calor, y si el ancho de prueba de la zona afectada por el calor es igual dentro de una tolerancia permisible al ancho preferido de la zona por el calor, ajustar la energía operativa de la máquina de soldeo por forja a la energía efectiva de ensayo, o de otra manera generar una ecuación paramétrica modificada y realizar iterativamente los pasos (h) a (o); (p) operar la máquina de soldeo por forja en una corrida de prueba de temperatura de soldeo a la frecuencia operativa y la energía operativa; (q) introducir una temperatura de soldeo preferida; y (r) medir una temperatura de soldeo de corrida de prueba durante la corrida de prueba de temperatura de soldeo, y si la temperatura de soldeo de la corrida de prueba es igual dentro de una tolerancia permisible a la temperatura de corrida de prueba preferida entonces hacer una corrida de producción del soldador de forja a la frecuencia operativa y la energía operativa, o de otra manera cambiar la entalpia del uno o más materiales y realizar iterativamente los pasos (k) a (r).

13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque los parámetros del material comprenden la difusividad térmica, resistividad eléctrica, permeabilidad magnética relativa, grosor y entalpia del uno o más materiales y los parámetros de la máquina de soldeo por forja comprenden la longitud de calentamiento de soldeo y la velocidad de soldeo.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado además porque la ecuación paramétrica comprende un polinominal en forma del ancho normalizado de la zona afectada por el calor como una función de la profundidad de referencia eléctrica normalizada.

15.- El método de conformidad con la reivindicación 12, 13 ó 14, caracterizado además porque la ecuación paramétrica modificada se genera añadiendo un punto definido por la profundidad de referencia eléctrica normalizada de ensayo y el ancho normalizado de ensayo de la zona afectada por el calor para ajustar los puntos empíricos que se utilizan para generar la ecuación paramétrica a partir de un modelo de ajuste de curva.

16.- Un método para computar la frecuencia operativa para una máquina de soldeo por forja en una soldadura por forja, el método comprende los pasos de: (a) introducir los parámetros del material de uno o más materiales que serán soldados por forja; (b) introducir los parámetros de soldeo por forja; (c) introducir un ancho preferido de la zona afectada por el calor; (d) computar la profundidad de referencia té4rmica de ensayo; introducir una frecuencia operativa de ensayo; (f) computar una profundidad de referencia eléctrica de ensayo; (g) computar una profundidad de referencia eléctrica normalizada de ensayo; (h) computar un ancho normalizado de la zona afectada por el calor a partir de una ecuación paramétrica; (i) convertir el ancho normalizado de ensayo de la zona afectada por el calor en una ancho calculado de la zona afectada por el calor; (j) comparar el ancho calculado de la zona afectada por el calor con el ancho preferido de la zona afectada por el calor, y si el ancho calculado de la zona afectada por el calor es igual dentro de una tolerancia permisible al ancho preferido de la zona afectada por el calor, establecer la frecuencia operativa de la máquina de soldeo por forja a la frecuencia operativa de ensayo, o de otra manera cambiar la frecuencia de ensayo y realizar los pasos (e) a (j); (k) computar la energía efectiva de ensayo; (I) operar la máquina de soldeo por forja en una corrida de prueba a la frecuencia operativa y la energía efectiva de ensayo; (m) medir el ancho de prueba de la zona afectada por el calor a partir de la corrida de prueba; (n) introducir el ancho de prueba de la zona afectada por el calor; (o) comparar el ancho de ensayo de la zona afectada por el calor con el ancho preferido de la zona afectada por el calor y si el ancho de prueba de la zona afectada por el calor es igual dentro de una tolerancia permisible al ancho preferido de la zona afectada por el calor, ajustar la energía operativa de la máquina de soldeo por forja a la energía efectiva de ensayo, o de otra manera generar una ecuación paramétrica modificada y realizar iterativamente los pasos (h) o (o); (p) operar la máquina de soldeo por forja en una corrida de prueba de temperatura de soldeo a la frecuencia operativa y la energía operativa; (q) introducir la temperatura de soldeo preferida; y (r) medir la temperatura de soldeo de la corrida de prueba durante la corrida de prueba de la temperatura de soldeo, y si la temperatura de soldeo de la corrida de prueba es igual dentro de una tolerancia permisible a la temperatura de la corrida de prueba preferida, entonces realizar una corrida de producción del soldador de forja a la frecuencia operativa y la energía operativa, o de otra manera cambiar la entalpia de uno o más materiales y realizar iterativamente los pasos (k) a (r).

17.- El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque los parámetros del material comprenden la difusividad térmica, resistividad eléctrica, permeabilidad magnética relativa, grosor y entalpia del uno o más materiales y los parámetros de la máquina de soldeo por forja comprenden la longitud del calentamiento de soldeo y la velocidad de soldeo.

18.- El método de conformidad con la reivindicación 16 ó 17, caracterizado además porque la ecuación paramétrica comprende un polinominal en la forma del ancho normalizado de la zona afectado por el calor como una función de la profundidad de referencia eléctrica normalizada.

19.- El método de conformidad con la reivindicación 16, 17 ó 18, caracterizado además porque la ecuación paramétrica modificada se genera añadiendo un punto definido por la profundidad de referencia eléctrica normalizada de ensayo y el ancho normalizado de ensayo de la zona afectada por el calor para ajustar los puntos empíricos que se utilizan para generar la ecuación parámetrica a partir de modelo de ajuste de curva.