Nueva tecnología de soldadura y tendencias futuras para 2023 – YesWelder

Desde los avances en automatización y robótica hasta el uso cada vez mayor de inteligencia artificial y realidad virtual, el futuro de la soldadura promete ser innovador y altamente eficiente.

Con estos cambios, los soldadores y los técnicos estarán equipados con una variedad de herramientas y técnicas poderosas que les permitirán trabajar de manera más inteligente, más rápida y con mayor precisión que nunca.

Soldadura robótica

Foto de @orionautomationsystems

Tendencias de soldadura a tener en cuenta en 2023 y más allá

La mejora tecnológica trajo cambios significativos en los procesos de unión de metales. Como resultado, las tendencias futuras de la tecnología de soldadura están pasando lentamente de los metales tradicionales, las técnicas y la soldadura manual a la soldadura por arco avanzada, la soldadura automatizada y los últimos metales y aleaciones. Además, la capacitación en soldadura y la seguridad en la soldadura también se han llevado al siguiente nivel para promover un entorno de soldadura seguro y una experiencia práctica real.

Con respecto a los procesos avanzados de soldadura por arco, estamos viendo un mayor uso de soldadura por fricción, soldadura por rayo láser, soldadura híbrida, soldadura por arco magnético, soldadura explosiva, soldadura ultrasónica y soldadura por haz de electrones. Además, la formación de soldadores se centra más en la realidad aumentada o virtual y en una experiencia personalizada, mientras que las reducciones de emisiones promueven la seguridad. Lo que es más importante, muchas empresas están lidiando con la falta de soldadores calificados mediante la implementación de robots de colaboración y soldadura robótica.

Soldadura robótica de colaboración

Foto de @republictestinglabs

Entonces, hablemos más sobre las tendencias mencionadas.

Procesos de soldadura avanzados

La soldadura MIG, TIG y Stick sigue siendo una de las favoritas en muchas industrias, pero ya estamos viendo un mayor uso de metales avanzados.

Metales avanzados como intermetálicos de aluminuro de titanio, aleaciones intermetálicas de aluminuro de níquel, aleaciones intermetálicas de aluminuro de hierro, aleaciones reforzadas por dispersión de óxido (ods), compuestos de matriz metálica (mmcs), superaleaciones a base de níquel, aleaciones de Al, incluidas las aleaciones de Al-Li, aleaciones de Mg , acero inoxidable súper martensítico, solicite procesos y rendimiento avanzados de soldadura por arco.

La industria aeroespacial es donde se utilizan principalmente estas aleaciones. Aunque la soldadura no se usa tanto en esta industria como en otros sectores, ha experimentado un aumento constante en los últimos diez años debido a los avances en los métodos de soldadura. Al soldar materiales avanzados, los soldadores deben lidiar con una entrada de calor precisa, menos salpicaduras, mejor control del arco y calidad de la soldadura.

Fuente: https://aircrafttechnic.com/aviation_technology/why-are-the-b787-leading-edges-made-from-aluminum/

Los procesos de soldadura avanzados, como la soldadura magnética, ultrasónica, explosiva, por fricción, híbrida o láser, se emplean para tratar los problemas y proporcionar los mejores resultados.

Proceso de soldadura por arco magnético

La soldadura por arco magnético es una técnica de soldadura altamente efectiva que utiliza un poderoso campo magnético producido por una bobina magnética cerca de la zona de soldadura para controlar y dirigir el arco de soldadura. El campo desvía y guía el arco a lo largo de un camino predeterminado. El calor producido por el arco fusiona el alambre de relleno adicional y el metal base, creando una soldadura fuerte.

Este método es ventajoso cuando se sueldan placas gruesas y se opera en espacios estrechos. El campo magnético estabiliza el arco y evita que se desvíe, lo que da como resultado soldaduras precisas y precisas. Además, esta es una técnica de soldadura versátil que puede unir una amplia gama de materiales.

Proceso de soldadura por arco magnético (soldadura MIAB)

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Fuqzjesly9k

Soldadura Explosiva

La soldadura explosiva es un proceso de soldadura de estado sólido que utiliza energía explosiva para crear un vínculo fuerte entre dos metales. En este proceso, los dos metales a soldar se colocan en estrecho contacto entre sí. Luego, se detona una pequeña carga explosiva, que crea una onda de choque que impulsa un metal sobre el otro con una fuerza tremenda.

Este método de soldadura generalmente se usa debido a su capacidad para soldar metales diferentes, como cobre con aluminio, que es un desafío para soldar con métodos tradicionales. También produce una unión uniforme y de alta calidad que no tiene el mismo nivel de distorsión o tensiones residuales que otros procesos de soldadura.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=d87dd5T2yYg

Soldadura ultrasónica

La soldadura por arco ultrasónico es un proceso de soldadura de estado sólido que utiliza vibraciones ultrasónicas para generar calor por fricción y soldar dos metales. En este proceso, los dos metales a soldar se ponen en contacto entre sí y se utiliza una bocina ultrasónica para hacer vibrar uno de los metales contra el otro a alta frecuencia.

Los soldadores generalmente eligen este método avanzado debido a su capacidad para producir soldaduras precisas y de alta calidad sin necesidad de metales de aporte o fundente. También se puede utilizar para soldar metales diferentes con diferentes puntos de fusión.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=TH5Pkj3ew7k

Soldadura por fricción-agitación

La soldadura por fricción es un proceso de soldadura muy eficaz que utiliza la fricción mecánica para generar calor entre dos metales. Al aplicar presión y rotar los metales a altas velocidades, se genera fricción, lo que hace que se ablanden y fusionen, creando una unión fuerte.

Esta técnica es beneficiosa para soldar metales diferentes, como el aluminio y el acero, que los métodos tradicionales encuentran desafiantes o imposibles de soldar. Muchas industrias prefieren la soldadura por fricción ya que puede crear una soldadura precisa y limpia sin porosidad, defectos o distorsión.

Aluminio soldado por fricción

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=VRhh1FbK2lw

Soldadura por haz de electrones

La soldadura por haz de electrones (EBW) es un proceso de soldadura de alta energía que utiliza un haz de electrones de alta velocidad para fundir y unir metales. Un haz de electrones es generado por un cañón de electrones y enfocado en la unión soldada por lentes electromagnéticos.

Los electrones de alta energía penetran profundamente en el metal, lo que hace que se derrita y fusione a medida que el haz se mueve a lo largo de la unión soldada. El proceso generalmente se realiza en el vacío para evitar que el haz interactúe con el aire circundante.

Endurecimiento de una tubería de acero utilizando una máquina de soldadura por haz de electrones como proyecto de graduación.

Foto de @engineer_for_hepI

Soldadura por láser

La soldadura por rayo láser (LBW) es un proceso de soldadura potente y versátil que utiliza un haz de luz enfocado para fundir y unir metales. En este proceso, un láser de alta potencia genera un haz de luz concentrado que se dirige a la unión soldada.

El haz altamente enfocado brinda un control preciso sobre la penetración de la soldadura y la entrada de calor, lo que da como resultado un cordón de soldadura limpio y consistente. Dependiendo de la aplicación, el proceso se puede realizar con o sin material de aporte.

Soldadura láser en la producción de chapa.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=x6dPhwVFrJU&t=20s

Soldadura Híbrida

La soldadura híbrida combina dos o más técnicas de soldadura, como soldadura láser y GTAW (soldadura por arco de tungsteno con gas) o soldadura MIG, para combinar los beneficios y limitar los inconvenientes de ambos procesos. Diferentes técnicas de soldadura trabajan juntas para crear un proceso de soldadura más preciso y estable.

Por ejemplo, la soldadura láser puede proporcionar control de calor y derretir el metal, mientras que GTAW o GMAW proporcionan material de relleno adicional y controlan el baño de soldadura. Como resultado, la soldadura híbrida se puede utilizar para soldar una gama más amplia de materiales y espesores, así como para producir soldaduras de alta calidad con una distorsión y una porosidad mínimas.

Vista esquemática del sistema híbrido láser-GMAW

Fuente: https://www.intechopen.com/chapters/40988

Automatización en la Industria de la Soldadura

La Cuarta Revolución Industrial (Industria 4.0) es la tendencia hacia la automatización y el intercambio de datos en las tecnologías y procesos de la industria manufacturera, incluidos los sistemas ciberfísicos (CPS), IoT, el internet industrial de las cosas, la computación cognitiva en la nube y la inteligencia artificial.

La Industria 4.0 también afecta a la industria de la soldadura, desde el mayor uso de la automatización y la robótica hasta el análisis de datos que mejora las soldaduras futuras. La IA y las nuevas tecnologías de soldadura también abren nuevas posibilidades en las industrias que utilizan los metales más modernos y delicados que requieren el más alto nivel de control durante la soldadura. A medida que la industria continúa evolucionando, esperamos ver más avances en la soldadura que mejorarán la seguridad, mejorarán la calidad y aumentarán la productividad.

En comparación con la soldadura manual, los procesos de soldadura automatizados pueden minimizar la posibilidad de errores y soldaduras inconsistentes, aumentando la velocidad, la precisión y la calidad.

Fuente: https://weldaustralia.com.au/engineering-services/automation-robotic-solutions/

Soldadura robótica

A lo largo de los años, la soldadura robótica se ha utilizado en varias industrias para aumentar la productividad al automatizar la producción y garantizar una calidad constante. Tradicionalmente, los soldadores robóticos requerían importantes inversiones en equipos y capacitación del personal. Sin embargo, han evolucionado, por lo que hoy en día ofrecen un conjunto único de ventajas, como:

• Automatización de la producción
• Reducción general de costos (alto costo inicial, pero se compensan a medida que aumentan la productividad)
• La consistencia y la repetibilidad conducen a una mayor calidad y soldaduras precisas
• El personal no está expuesto a humos peligrosos o radiación.
• Se ocupa de la alta demanda de mano de obra calificada utilizando operadores, no soldadores.
• Mayor flexibilidad (frente a la automatización dura)
• Mejoras en la eficiencia (útil en la producción en masa)
• Reducir las lesiones por esfuerzo repetitivo

Industrias para soldadura robótica

Fuente: https://howtorobot.com/expert-insight/brief-introduction-welding-robots-and-their-uses

Cobots de soldadura

Además de los robots, el proceso de fabricación utiliza cobots. Un cobot de soldadura, o robot de soldadura colaborativo, está diseñado para ayudar a los soldadores humanos en el proceso de soldadura. Está equipado con sensores y programación que le permiten trabajar junto con soldadores humanos sin necesidad de barreras o jaulas de seguridad.

El cobot de soldadura puede realizar varias tareas de soldadura y está programado para trabajar en colaboración con soldadores humanos, ayudándolos con los aspectos más repetitivos o físicamente exigentes de la soldadura. Una de las principales ventajas de los cobots de soldadura es su capacidad para mejorar la seguridad y la ergonomía del proceso de soldadura. Por ejemplo, los sensores y equipos de soldadura avanzados hacen que el cobot sea consciente de los soldadores y operadores cercanos, por lo que se detiene para evitar colisiones y lesiones al operador. Mientras tanto, las máquinas de soldar robóticas están preprogramadas, por lo que pueden lastimarlo gravemente si se interpone en su camino.

Fuente: https://www.wiredworkers.io/blog/advantages-of-cobot-welding/

Drones de soldadura

Los drones de soldadura son vehículos aéreos sin tripulación (UAV) equipados con cámaras, sensores y brazos robóticos para realizar tareas e inspecciones de soldadura. Los drones son fundamentales en lugares peligrosos o de difícil acceso, como edificios de gran altura, puentes o plataformas petroleras en alta mar, que presentan el entorno más riesgoso para cualquier soldador.

Los drones son operados de forma remota por un operador humano que puede monitorear el proceso de soldadura y hacer los ajustes necesarios. Además, pueden acceder y soldar en lugares de difícil acceso, lo que puede ahorrar tiempo y dinero al eliminar la necesidad de andamios u otros equipos de acceso.

Además, los drones de soldadura pueden realizar tareas de soldadura en lugares peligrosos, lo que reduce el riesgo de lesiones o muerte para los soldadores humanos. Esto hace que los drones de soldadura sean particularmente útiles en industrias como la del petróleo y el gas, donde las tareas de soldadura a menudo se realizan en lugares peligrosos o remotos.

Fuente: https://aragornthebest.artstation.com/projects/2R4Vv

Formación de soldadores a medida

La capacitación en soldadura a medida es un programa personalizado diseñado (o adaptado) para satisfacer las necesidades específicas de una organización en particular o de un soldador individual. Esta capacitación se ajusta a los requisitos únicos de la industria de la soldadura y puede ayudarlo a mejorar sus habilidades y conocimientos, aumentar su eficiencia y productividad y, en última instancia, mejorar la calidad de su trabajo.

Lo que hace que la capacitación en soldadura personalizada sea una tendencia a observar e implementar es la capacidad de impartirse a través de varios métodos, incluida la capacitación en el aula, la capacitación práctica y la capacitación en línea. El programa de capacitación también se puede impartir en el sitio o fuera del sitio, según las necesidades específicas de la organización o del soldador individual.

En los últimos años y como parte de la capacitación personalizada y como nuevas y futuras tendencias de soldadores, estamos viendo un mayor uso de fines de capacitación de realidad virtual/aumentada para soldadores.

Foto de @weldcertcenter

Capacitación de soldadores de realidad virtual/aumentada

La capacitación de soldadores virtuales (VR) o de realidad aumentada (AR) utiliza tecnología de punta para simular escenarios de soldadura del mundo real. Esta tecnología permite a los soldadores practicar y desarrollar sus habilidades en un entorno seguro y controlado con orientación experta y resultados reales al soldar piezas de chapa y metales gruesos.

En el entrenamiento de soldadores VR, el soldador usa un casco de realidad virtual que simula escenarios de soldadura del mundo real. El auricular proporciona una vista de 360 ​​grados del entorno y permite que el soldador practique la soldadura. El entrenamiento de soldadores AR, por otro lado, implica superponer información digital en el entorno del mundo real. En este tipo de capacitación, el soldador utiliza un dispositivo móvil o un dispositivo portátil, como anteojos inteligentes, para acceder a superposiciones digitales que brindan instrucciones, orientación y retroalimentación durante el proceso de soldadura.

El entrenamiento de VR y AR puede proporcionar retroalimentación y orientación instantáneas, lo que le permite mejorar sus habilidades e identificar áreas que necesitan un mayor desarrollo. Esto puede ayudar a las organizaciones a reducir los defectos de soldadura, la repetición del trabajo y el tiempo de inactividad, mejorando la calidad y aumentando la productividad.

Entrenamiento de soldadura de realidad aumentada

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=mjJcebhlo_g

Entorno de soldadura limpio y seguro

Las últimas mejoras en la tecnología de soldadura y las últimas pautas de la Sociedad Estadounidense de Soldadura y los estándares de OSHA han traído avances significativos en la seguridad de los soldadores y la sostenibilidad ambiental. Estas mejoras se consiguen mediante un conjunto de medidas y avances en los procesos, materiales y equipos de soldadura, así como una mayor concienciación de los soldadores y de las empresas.

El desarrollo de procesos de soldadura más eficientes y efectivos mejoró significativamente los procedimientos de soldadura. Por ejemplo, las aplicaciones y los métodos de soldadura más nuevos, como la soldadura por láser y por haz de electrones, utilizan menos calor y producen menos humos que los procesos de soldadura tradicionales. Esto crea un entorno de soldadura más seguro con emisiones limitadas de partículas nocivas y gases tóxicos.

Soldadura láser automatizada

Fuente: https://interestingengineering.com/innovation/laser-welding-types-advantages-and-applications

Las máquinas de soldar modernas, incluida YesWelder MIG205DS-B, están diseñadas para ser más eficientes energéticamente, pero también incluyen características de seguridad que reducen el riesgo de accidentes y lesiones. Por ejemplo, muchas máquinas ahora cuentan con sistemas de apagado automático que evitan el sobrecalentamiento y reducen el riesgo de incendio o explosión.

El nuevo metal de aporte, como los electrodos de bajo hidrógeno, produce menos vapores y humo que los electrodos tradicionales, lo que reduce el riesgo de problemas respiratorios para los soldadores. Además, ha habido un mayor enfoque en la capacitación y la educación para promover prácticas de soldadura seguras y sostenibles.

Reduciendo la emisión

El proceso de soldadura puede contribuir a las emisiones de GEI (gases de efecto invernadero) mediante el uso de equipos que consumen mucha energía y la producción de materiales de desecho, incluidos los humos y gases de soldadura. Las emisiones de GEI contribuyen al cambio climático, que tiene profundos impactos ambientales, económicos y sociales.

Muchos países han establecido objetivos para reducir sus emisiones, y la industria de la soldadura deberá adaptarse para cumplir estos objetivos. Estamos viendo metas de una reducción del 43 % (sobre los niveles de 2005) para 2030 y una meta final de cero emisiones netas para 2050. En cooperación con el gobierno, muchas empresas se transfieren de industrias intensivas en carbono a industrias libres de carbono, incluida la soldadura.

Las políticas climáticas actuales reducirán las emisiones, pero no lo suficientemente rápido como para alcanzar los objetivos internacionales.

https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions

Los avances tecnológicos y las medidas que ayudan a reducir las emisiones incluyen:

• Instalación de iluminación LED o sensor
• Programas de reducción de residuos
• Programas de reciclaje, upcycling y reutilización
• transformación digital
• Programas de reducción del uso del agua
• Instalación de paneles solares
• Implementación de un plan de carbono cero neto
• Corrección del factor de poder

Al adaptarse a las medidas, las empresas de nueva generación están aumentando su sostenibilidad y productividad, con una mejor calidad del entorno y las condiciones del soldador.

Conclusión

A lo largo de los años, la tecnología de soldadura ha evolucionado significativamente y el futuro de la soldadura es brillante, con avances continuos en tecnología y prácticas destinadas a mejorar la seguridad, la calidad y la sostenibilidad.

Las nuevas tecnologías de soldadura, como la automatización, la robótica y el uso de datos y análisis, han hecho que la industria de la soldadura sea más segura y productiva. Además, las nuevas tecnologías de soldadura, como la soldadura híbrida, la fabricación aditiva u otros métodos, abren nuevas posibilidades en las aplicaciones de soldadura y la unión de materiales avanzados.