¿Qué es el proceso de soldadura orbital? Explicación detallada
La soldadura orbital es un proceso mecanizado donde el equipo dedicado gira 360° (o 180° en soldadura doble) alrededor de una pieza de trabajo fija. Si bien puede aplicar diferentes procesos de soldadura (soldadura MIG o soldadura por fusión), el 98% de los equipos de soldadura orbital están destinados a la soldadura por arco de tungsteno con gas (soldadura TIG).
Como resultado, el proceso de soldadura orbital produce resultados de soldadura uniformes en uniones de tubo a tubo, de tubo a tubo y de tubo a tubo.
El lado bueno de la soldadura orbital es que los operadores pueden obtener resultados repetibles y de alta calidad en todo momento.
Proceso de soldadura orbital. imagen de Wikipedia
Si bien el proceso se usa comúnmente en la actualidad para unir tuberías y tubos, la soldadura orbital fue desarrollada inicialmente por la industria aeroespacial en 1960. Roderick Rohrberg de North American Aviation desarrolló el proceso para tratar las fugas de combustible y fluido hidráulico en el avión de investigación del cohete X-15. .
Si bien su uso al principio fue limitado, hubo mejoras específicas con el tiempo. Por ejemplo, los inventores mejoraron los sistemas de control, la portabilidad y las fuentes de alimentación en la década de 1980. Como resultado, la soldadura orbital ha visto una aplicación y portabilidad más integrales para transportar máquinas de soldadura entre sitios de construcción.
Equipo necesario para la soldadura orbital
Los equipos de soldadura orbital se pueden dividir en dos tipos principales: equipos de fusión y equipos de soldadura de tuberías con alimentador de alambre.
El equipo de fusión suele ser más compacto y está destinado a unir tuberías más pequeñas con unión autógena. Al unir tuberías o tubos más gruesos, el espacio es más grande, por lo que para llenarlo, los soldadores necesitan alambre de relleno y, sí, equipo de soldadura de tuberías.
Independientemente del tipo, el equipo incluye una fuente de alimentación, un cabezal de soldadura y un sistema de refrigeración. Si bien los tipos difieren en las opciones de fuente de alimentación y los cabezales de soldadura, la mayor diferencia es que el cabezal de soldadura de tubería también tiene un alimentador de alambre.
Máquina de soldadura orbital Axxiar.
Unidad de fuente de alimentación
La fuente de alimentación en la soldadura orbital es completamente programable y los operadores pueden establecer y almacenar parámetros de soldadura como corriente de soldadura, pulso, flujo de gas de protección, velocidad de soldadura o velocidad de alimentación de alambre. Una vez que ajuste los mejores resultados, puede usar el sistema de soldadura orbital una y otra vez para obtener soldaduras uniformes.
Tenga en cuenta que existen diferentes fuentes de alimentación para soldadura orbital, que varían en potencia, tamaño y opciones disponibles.
- Máquinas portátiles: como su nombre lo indica, suelen ser livianas (menos de 60 libras) y lo suficientemente compactas como para pasar por una alcantarilla. Sin embargo, comúnmente tienen una capacidad nominal de hasta 160 amperios, lo que los hace adecuados para aplicaciones y soldadura de tuberías más delgadas. Estas máquinas requerirán una entrada de alimentación monofásica de 230 V y, por lo general, son capaces de configurar 4 tipos de parámetros.
- Máquinas medianas: brindan más potencia, ya que comúnmente tienen una potencia nominal de hasta 400 amperios. Como resultado, son adecuados para tuberías más gruesas y soldadura de tubos, pero con un costo de portabilidad limitado. Para generar una mayor potencia, la soldadora orbital requerirá una entrada trifásica de 415 V, pero permite a los operadores configurar hasta 6 parámetros diferentes.
- Máquinas de tamaño completo: son caballos de batalla industriales destinados a aplicaciones de trabajo pesado extremo que requieren hasta 600 amperios o potencia. Por lo general, son máquinas fijas que requieren una entrada trifásica de 415 V o multivoltaje, pero ofrecen control de más de 6 configuraciones de soldadura diferentes.
cabeza de soldadura
El cabezal de soldadura es otra parte esencial del sistema de soldadura orbital, ya que sostiene el electrodo que gira alrededor de la tubería, transmite corriente y controla el calor y los controles de entrada.
Además, el cabezal de soldadura orbital mantiene las piezas en su lugar, asegurándose de que estén perfectamente alineadas y estables.
El cabezal de soldadura orbital de fusión suele ser más pequeño y encierra la tubería. Se utiliza un cabezal de soldadura completamente cerrado para la soldadura de una sola pasada y requiere una preparación de extremo a tope cuadrado.
Dado que la soldadura por fusión utiliza el principio del anillo de inserción, por lo general se limita a unir tuberías de hasta 6 pulgadas y cédula 5. El espesor de pared máximo para la soldadura por fusión es de 0,120”
Cabezal de soldadura de tubería orbital. imagen de Global Welding Technologies
El cabezal de soldadura de tubería orbital es abierto y un poco más robusto, ya que incluye una antorcha que gira alrededor de la tubería y un alimentador de alambre. El alimentador puede ser parte del cabezal de soldadura o un sistema separado, pero el alimentador de alambre soldado hace que este cabezal sea más voluminoso. No obstante, este tipo se usa para soldar tuberías significativamente más gruesas, donde requiere una preparación de extremo biselado en J. La adición de un mecanismo de alimentación de alambre permitirá a los operadores depositar más metal de aporte en espacios más grandes con múltiples soldaduras. El estilo de sujeción del cabezal de tubería orbital varía de 0,5″ a alrededor de 6,625″, y se puede usar para soldar tuberías de 0,5″ sin límite máximo.
Sistema de refrigeración
Un sistema de refrigeración es una parte esencial de una máquina de soldadura orbital, ya que la protege del sobrecalentamiento. Según las aplicaciones, las máquinas de soldadura orbital pueden utilizar refrigeración por aire o por agua. El único propósito es prolongar el ciclo de trabajo, permitiendo que el sistema viaje alrededor de la tubería antes de sobrecalentarse.
El enfriador de agua fluye a través de las líneas de refrigerante y hacia el cabezal de soldadura. Como resultado, un cabezal de soldadura puede funcionar al 100 % del ciclo de trabajo, lo que significa que no dañará los componentes internos.
Procedimiento de soldadura orbital
El procedimiento de soldadura orbital lleva algún tiempo en la preparación de la soldadura y en garantizar el parámetro correcto, pero una vez que hace las cosas bien, puede lograr una excelente calidad de soldadura cada vez. En primer lugar, deberá preparar, cortar y limpiar cuidadosamente las piezas de trabajo, luego ingresar los parámetros y, finalmente, soldar.
Preparando las Piezas
Cortar, limpiar y refrentar tuberías delgadas es esencial cuando se trata de tuberías más pequeñas y delicadas hechas de acero inoxidable, pero la preparación para la soldadura está presente incluso con piezas más gruesas. Las tuberías gruesas requerirán que se bisele la junta y se retire la cascarilla de laminación. Tanto las piezas de trabajo delgadas como las gruesas deben estar perfectamente alineadas antes de soldar, y los cabezales de soldadura asegurarán que se sujeten con un ajuste perfecto.
Como parte de la preparación, también debe elegir un tamaño de tungsteno y un alambre de relleno de acuerdo con las propiedades del metal base. Como la calidad de la soldadura es esencial, los operadores deben emplear una purga, donde el gas de protección, comúnmente argón puro o una mezcla de argón/helio, garantiza que el oxígeno no interfiera con el baño de soldadura.
Parámetros de soldadura
Después de una cuidadosa preparación de la soldadura, los soldadores programan la fuente de alimentación, ingresando la corriente de soldadura, el pulso, la velocidad de desplazamiento del cabezal, las oscilaciones de voltaje, la velocidad de alimentación del alambre y más. Como habrá notado, la cantidad de controles disponibles dependerá de la fuente de alimentación seleccionada.
Comprender cada uno de estos, como la longitud del arco, la magnitud de la corriente, la frecuencia del pulso y la velocidad de soldadura, ayudará a los soldadores a obtener el mejor resultado. Además, los operadores de soldadura deben conocer el tipo de materiales del alambre principal y de relleno, los gases de soldadura y la conductividad térmica.
Ajuste de parámetros de soldadura.
Aunque el procedimiento orbital es un proceso de soldadura automatizado, existen ciertas variables que los operadores deben observar y ajustar los parámetros correctamente. Por lo tanto, los soldadores que operan máquinas de soldadura orbital deben pasar por una amplia capacitación y adquirir certificaciones.
soldadura orbital
Una vez que todo está en su lugar, los operadores comienzan a soldar presionando un botón de inicio. El cabezal de soldadura girará en un ángulo seleccionado, asegurando la soldadura perfecta de acuerdo con los parámetros de soldadura.
No obstante, aunque es un proceso completamente automatizado, los operadores deben observar y buscar defectos en la soldadura. Aunque son raros, se requieren algunos ajustes o una mejor preparación. Pero, dicho todo esto, es mucho más rápido y fiable que la soldadura manual, que depende de las técnicas de soldadura.
Si considera una carrera en soldadura orbital, no dude en consultar nuestro artículo detallado que explica la capacitación y certificación de soldadura orbital.
Aplicaciones de la soldadura orbital
La soldadura orbital se puede utilizar potencialmente para soldar cualquier tubo o tubería que transfiera fluidos o gases durante el proceso de fabricación.
Como resultado, se puede utilizar en las industrias farmacéutica y de semiconductores, alimentos y bebidas, tuberías nucleares e industria aeroespacial. Muchas de estas industrias tienen aplicaciones críticas de tuberías, y ahí es donde prospera la soldadura orbital.
Estética y calidad de las soldaduras orbitales.
- Los componentes de alimentos, lácteos y bebidas deben cumplir con los estándares de higiene y seguridad. Por lo tanto, la soldadura orbital produce soldaduras suaves con una buena cantidad de penetración y confiabilidad.
- Las soldaduras orbitales se utilizan para semiconductores, donde ofrecen soldaduras por lotes eficientes. Las superficies lisas y evitan la acumulación de contaminantes, asegurando los mejores resultados.
- La soldadura orbital se desarrolló y todavía se usa en la industria aeroespacial, ya que las soldaduras logradas han demostrado ser confiables en aplicaciones asociadas con vuelos en altura.
Ventajas y desventajas
Ventajas de la soldadura orbital
- La soldadura TIG orbital es significativamente más confiable y las soldaduras son uniformes en comparación con la soldadura TIG manual.
- La fuente de alimentación de soldadura está programada para dar siempre los mismos resultados, lo que lo convierte en un proceso altamente repetible y uniforme.
- No hay lugar para el error del operador, ya que es un proceso de soldadura casi totalmente automatizado.
- Requiere soldadores menos calificados, ya que los operadores pueden capacitarse de manera más rápida y eficiente
- La soldadura orbital ofrece una excelente seguridad para los soldadores, ya que no están expuestos a condiciones adversas y el arco de soldadura gira alrededor de la tubería, por lo que los soldadores no tienen que
- Una vez que domina los parámetros, la soldadura orbital es rápida y eficiente
Inconvenientes de la soldadura orbital
- El equipo es significativamente (5-10 veces) más caro en comparación con el equipo de soldadura convencional
- El uso está limitado a la soldadura de tuberías y soldadura de tubos.
- Requiere varios cabezales de soldadura diferentes para diferentes materiales
Pensamientos finales
La soldadura orbital es un proceso mecanizado que hizo que la soldadura de tuberías y tubos fuera significativamente más fácil y confiable. Como resultado, ofrece una excelente seguridad en el lugar de trabajo y prospera en aplicaciones donde la calidad de la soldadura es crucial. El gas inerte de tungsteno (soldadura TIG) se puede realizar sin margen de error del operador.
Por otro lado, esta técnica de soldadura se limita a la soldadura de tuberías y tubos, y dado que el equipo es mucho más caro, no es adecuado para todos. Si bien la alta productividad puede ser rentable, no es una buena inversión en empresas de pequeña escala.