Beneficios del Proceso de Soldadura TIG
El principal beneficio del proceso TIG es que es capaz de producir soldaduras de alta calidad en casi todos los metales y aleaciones.
Si bien las aplicaciones de acero al carbono, acero inoxidable y aluminio son comunes, los ejemplos de algunos de los materiales más exóticos incluyen titanio, zirconio, columbio, tantalio y superaleaciones austeníticas a base de níquel-cromo.
Estos materiales se utilizan en una amplia gama de industrias, incluidas la aeroespacial, militar, deportes de motor, nuclear, tuberías, generación de energía, nuclear, así como mantenimiento y reparación.
El hilo común entre estas industrias es que con frecuencia utilizan materiales de alto rendimiento de calibre delgado que presentan una combinación de propiedades mecánicas, propiedades eléctricas y propiedades térmicas superiores, todo lo cual requiere consistencia, penetración exacta y control repetible de muchos factores. , incluidas las velocidades de desplazamiento, la cobertura de gas, el control de temperatura y el control preciso del calor para evitar el encogimiento y la distorsión.
El proceso TIG produce una Zona Afectada por el Calor (HAZ) angosta, que a su vez reduce el estrés de solidificación, el agrietamiento y la distorsión en la soldadura terminada. La apariencia cosmética tradicional de «diez centavos apilados» de una soldadura TIG transmite una sensación de calidad visual al proceso.
Calificación y certificación del procedimiento de soldadura TIG
La Sociedad Estadounidense de Soldadura (AWS) y la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) brindan estándares internacionales ampliamente aceptados para la calificación del procedimiento TIG y están escritos explícitamente en muchos materiales.
La soldadura TIG según un código específico requiere una Especificación de procedimiento de soldadura (WPS), un documento formal que describe los procedimientos de soldadura para garantizar la repetibilidad por parte de soldadores debidamente capacitados.
Un registro de calificación de procedimiento (PQR) es un registro de las variables de soldadura utilizadas para producir una soldadura de prueba aceptable y los resultados de las pruebas realizadas en la soldadura para calificar para una especificación de procedimiento de soldadura.
Una vez que se establecen los procedimientos para un proceso de soldadura y diseño de juntas, deben seguirse estrictamente en la soldadura de producción posterior. Este requisito fomenta la combinación de soldadura TIG y automatización para la repetibilidad, la trazabilidad y la capacidad de establecer límites y restringir el ajuste de cualquier variable para permanecer dentro de los procedimientos calificados.
Beneficios de la soldadura TIG robótica automatizada
Robotic TIG proporciona varias ventajas de control de calidad, incluidas soldaduras automatizadas, repetibles, uniformes y consistentes, con mayor productividad, especialmente cuando se considera la velocidad de reposicionamiento de la antorcha entre soldaduras.
El uso de un brazo robótico brinda acceso repetible a las soldaduras que pueden ser difíciles de alcanzar o requieren la rotación de la antorcha que sería imposible para la contraparte humana.
Los beneficios clave de la soldadura TIG robótica incluyen:
- Control de calor preciso y repetible y penetración exacta para cumplir con los exigentes estándares de calidad.
- Ajuste de procedimiento sobre la marcha, para el cambio automático de procedimientos entre aplicaciones gruesas y finas.
- Movimiento de la antorcha y control automatizado de las variables de soldadura, como preflujo, amperaje inicial, tiempo de pendiente ascendente, amperaje de soldadura, frecuencia de pulso, pendiente descendente, relleno de cráter y flujo posterior. La longitud del arco se puede mantener automáticamente con el control automático de voltaje (AVC), y el ancho del cordón, la penetración y la apariencia de la superficie se pueden controlar de forma estricta.
- Productividad de soldadura mejorada en un mínimo del 100 % y hasta en un 300 % en algunos casos.
- Reducción del tiempo de capacitación del operador, reducción de los costos de inspección y mejora de la calidad de la soldadura. Capacidad para guardar múltiples programas de soldadura y varios cientos de programas de soldadura para una fácil recuperación.
Aplicaciones robóticas de GTAW
La soldadura TIG robótica ya se utiliza en una amplia gama de aplicaciones exitosas, que incluyen:
Material de placa delgada: redondeo de extremos de filamentos de esquinas afiladas, base de fusión de extremos de bobinas, unión de bordes de esquinas de materiales delgados y soldadura de tuberías con materiales exóticos;
Aplicaciones de placas gruesas y revestimientos: aluminio de paredes gruesas, revestimientos y superficies duras y ranuras estrechas, secciones de paredes gruesas; Diafragmas de instrumentos y otros fuelles de expansión delicados.
El acero inoxidable, el titanio, el 4130 Cr-MO, el Inconel, el aluminio y los aceros de aleación especial se utilizan comúnmente en estas aplicaciones. El proceso TIG robótico proporciona ventajas para cada uno de estos materiales.
Por ejemplo, el aluminio es tradicionalmente más difícil de soldar porque tiende a expandirse rápidamente y conduce bien el calor. Robotic TIG ayuda a controlar la entrada de calor y asegura una soldadura robusta y confiable. Usar un proceso de soldadura TIG para soldar aluminio siempre ha producido los mejores resultados.
El titanio tiene un amplio rango de temperatura de servicio continuo y la mayor relación resistencia-peso de cualquier metal. Sin embargo, el titanio tiene un alto punto de fusión y no es muy resistente a la corrosión durante el proceso de soldadura. La soldadura TIG robótica de titanio puede proporcionar procedimientos precisos y repetibles para reducir el riesgo de contaminación.
El acero inoxidable tiene un alto contenido de cromo, que puede sobrecalentarse rápidamente cuando se suelda con TIG a mano. La soldadura TIG robótica se puede introducir para calificar los procedimientos para garantizar que no se produzca un color oscuro indeseable que afecte negativamente a la apariencia.
Para las aleaciones resistentes al calor, como el níquel, utilizadas en la industria aeroespacial y nuclear, es más difícil lograr una penetración manual del 100 por ciento. La soldadura TIG robótica asegura el amperaje a la velocidad de desplazamiento para controlar un perfil de penetración preciso.
Sistemas robóticos de soldadura TIG
El avance de la tecnología de soldadura robótica ha estimulado el desarrollo de sistemas de visión sofisticados pero rentables que han mejorado sustancialmente el control de calidad, ayudando con el seguimiento de la ubicación de las juntas y la detección de errores.
Durante la calificación del procedimiento, el operador calibra la cámara y enseña la ruta de soldadura en una parte ideal. Esta imagen de referencia se almacena en la memoria del robot.
Posteriormente, en cada parte, la cámara toma una imagen antes de que se establezca un arco, y el robot realiza una comparación de patrones entre la imagen de referencia y la nueva imagen. Luego, el robot calcula las compensaciones y ajusta toda la ruta de soldadura en consecuencia.
Este avance tecnológico es particularmente adecuado para materiales delgados donde la ubicación del arco es crítica.
Se han creado formas de onda de soldadura TIG para producir una salida TIG pulsada para velocidades de desplazamiento más rápidas y otras que incluyen picos de amperaje más altos que dan como resultado un arco de soldadura más fuerte para aplicaciones anodizadas.
La soldadura TIG de materiales gruesos a delgados no siempre ha sido fácil para un sistema automatizado. La introducción de la tecnología Micro-Start permite un arranque de bajo amperaje (2 amperios) en materiales delgados que cambia automáticamente a alto amperaje para materiales más gruesos. La nueva tecnología de comunicación digital en un sistema robótico puede ajustar automáticamente los procedimientos en función de la ubicación de la antorcha a medida que pasa de materiales gruesos (amperaje alto) a materiales delgados (amperaje bajo) para un control de penetración consistente y automatizado.
El diseño de la antorcha ha evolucionado dramáticamente. Los sopletes de perfil más pequeño y la mejora en el diseño de los difusores de gas y las lentes que suavizan el flujo de gas de protección y permiten que sobresalga más el tungsteno, pueden proporcionar un mejor acceso a configuraciones de juntas estrechas.
¿Debe obtener un sistema TIG robótico para la fabricación?
Hay algunas preguntas que hacer al considerar pasar a la soldadura TIG robótica. Éstas incluyen:
- ¿Es la soldadura TIG una parte integral de su proceso de fabricación? ¿Está buscando mejorar la productividad e implementar altos niveles de calidad repetible para soldar acero dulce, acero inoxidable, aluminio, cobre, titanio u otras aleaciones exóticas?
- ¿Está experimentando problemas de calidad o presiones de costos competitivos por parte de sus clientes? ¿Tiene dificultades para contratar soldadores TIG calificados? ¿Es excesiva su rotación de soldadores TIG capacitados? ¿Están aumentando sus costes laborales?
- ¿Tiene estrictos requisitos de calidad que podrían mejorarse mediante la automatización de sus operaciones de soldadura? ¿Necesita un control de proceso mejorado para la velocidad de desplazamiento, la entrada de calor y la cobertura de gas que podría proporcionar una solución automatizada?
- ¿Está hablando con un integrador de soldadura TIG robótica con conocimientos en el proceso de soldadura y que puede brindar soporte continuo en el futuro para el sistema robótico a medida que cambien sus necesidades?
La mejor manera de determinar si su empresa puede beneficiarse de la soldadura TIG robótica es pedirle a un fabricante que revise sus impresiones o aplique un robot a sus propias piezas para un análisis de mejora de la productividad sin cargo.
Los ingenieros de aplicaciones analizan sus procesos y procedimientos de soldadura actuales y luego proponen mejoras para brindar el mejor retorno de la inversión y aumentar la productividad y el control de calidad para su taller.