La versatilidad de SAW abre puertas de automatización

Con la elección correcta del fundente, es posible utilizar SAW para soldadura de ranura profunda. Imágenes: ESAB

La soldadura por arco sumergido (SAW) puede parecer una opción compleja para una aplicación, dados los materiales auxiliares (tractores o columna/pluma) así como el fundente requerido.

Sin embargo, a medida que aumenta la necesidad de automatización, puede ser una opción eficaz, limpia y precisa para diversas aplicaciones. Es mucho más productivo en comparación con los procesos de soldadura convencionales como MIG, TIG y electrodo revestido; las tasas de deposición pueden ser astronómicamente más altas que cualquiera de estos métodos.

La soldadura MIG puede alcanzar una tasa de deposición de 10 libras. por hora. Con SAW, probablemente comenzarás con 15 libras. por hora, pero ciertas aplicaciones especializadas pueden brindarle la capacidad de alcanzar hasta 200 libras. por hora.

La tasa de deposición es una cosa, pero el tiempo de encendido del arco, la calidad y las mejores condiciones de trabajo son medidas igualmente útiles. Un soldador manual no puede soldar continuamente durante mucho tiempo porque tiene que cambiar de posición, cambiar carretes y realizar otras tareas. También es difícil para un soldador manual concentrarse en la soldadura durante un período prolongado, y concentración es igual a calidad. Por el contrario, un tractor SAW mantiene un ángulo de antorcha constante y una extensión constante del cable.

Lo primero que debes saber sobre SAW es cuál es su punto óptimo. Determinar esto implica el grado del material, el espesor y el volumen de soldadura. Aunque no se utiliza en la soldadura de aluminio, es eficaz en acero no aleado, acero de baja aleación y alta resistencia y acero inoxidable. Es posible utilizar la tecnología en piezas tan delgadas como 5/32 pulgadas, pero en general, la tecnología tiende a usarse para aplicaciones que involucran piezas que tienen ½ pulgada de espesor o más.

SAW es ideal para soldaduras más largas, si necesita cubrir uniones más largas o para una soldadura continua alrededor de una tubería más grande. La producción de torres eólicas, la construcción de vigas, las soldaduras en remolques más grandes, la construcción de barcos y barcazas, así como tanques y recipientes a presión en las posiciones 1G, 1F y 2F son todas aplicaciones SAW ideales.

Un proceso de soldadura semiautomático es la opción óptima si tiene un gran volumen de piezas de 1 pie de largo cada una o si la pieza requiere soldadura vertical hacia arriba o configuraciones fuera de posición.

Las opciones comunes para las configuraciones de SAW son sistemas de tractor autopropulsados ​​que funcionan sobre ruedas, un diseño de columna y pluma (CaB) o un sistema montado en viga.

Al igual que los “insectos” de soldadura autopropulsados ​​y montados en rieles, los tractores SAW crean una configuración estable y ergonómicamente beneficiosa para realizar una costura de soldadura porque el operador puede manejar el control del tractor sin colocar su cabeza directamente en el camino del humo y sin muy cerca para ver el charco de soldadura. Los tractores ofrecen flexibilidad de ubicación dentro de una instalación, especialmente las unidades diseñadas para un fácil desmontaje y montaje.

Los tractores se pueden configurar con uno, dos o tres cables entregados a través del mismo cabezal del soplete para aumentar la deposición de soldadura. Sin embargo, una configuración en tándem que incluya dos antorchas puede aumentar aún más la productividad. En una configuración de este tipo, puede pasar corriente continua (CC) a través del primer soplete para crear una penetración profunda en el bisel, mientras que el segundo soplete funciona con corriente alterna (CA), lo que aumentará la tasa de deposición de la configuración de 15 lbs. por hora a entre 35 y 40 libras. por hora. Se pueden ejecutar otras combinaciones de CC/CA o CA/CA dependiendo de lo que se espera lograr con la soldadura. Esta flexibilidad crea opciones utilizando la tecnología.

El uso de una onda cuadrada de CA desequilibrada ofrece a los fabricantes pesados ​​más flexibilidad para mejorar sus resultados al aumentar las tasas de deposición hasta en un 61 por ciento.

Un sistema de tractor puede ejecutar una configuración tándem eficaz con dos sopletes de un solo hilo o un soplete sencillo más uno de dos hilos. Sin embargo, dicha configuración requiere un carrete para cada cable. Más allá de tres carretes de alambre, necesitaría un CaB o un sistema montado en viga para gestionar los requisitos de alambre.

Si bien un sistema de tractor es flexible y se puede mover por un taller, los sistemas CaB, pórtico o SAW montados en vigas le permiten mover el soplete y/o hacer rodar la pieza de manera controlada para mantener la soldadura en la posición adecuada debajo del cabezal del soplete. .

Tenga en cuenta que la industria está viendo un resurgimiento de modernizaciones de SAW que están tecnológicamente atrasadas. La estructura aún es sólida, pero el sistema se beneficiará de un controlador, componentes de control de movimiento y hardware de soldadura mejorados. Los sistemas más nuevos le permiten aprovechar controles más precisos y tecnologías de evaluación de calidad que ahora más usuarios finales requieren para garantizar la precisión y seguridad de los ensamblajes. Un sistema modernizado también elimina las preocupaciones sobre la disponibilidad de piezas de repuesto.

Si bien es necesario llevar piezas a estos sistemas, ofrecen más precisión y opciones de proceso. Durante las últimas décadas, los proveedores de tecnología de soldadura han desarrollado varias variaciones del proceso SAW. En lugar de un solo electrodo (cable), estos procesos, a menudo denominados cables “gemelos”, “tándem” o “múltiples”, utilizan dos o más electrodos para aumentar las tasas de deposición. Sin embargo, en la búsqueda de la productividad, estas opciones de proceso pueden topar con los límites de la física y la calidad. Afortunadamente, existen sistemas que pueden reducir la entrada de calor general al mismo tiempo que aumentan la velocidad de desplazamiento y mejoran las propiedades mecánicas.

Con las fuentes de energía tradicionales AC SAW, la corriente alterna uniformemente entre polaridades positivas y negativas. La corriente positiva proporciona más penetración mientras que la corriente negativa aumenta la deposición. Sin embargo, un equilibrio 50/50 entre ambos no siempre es óptimo para la productividad. El uso de onda cuadrada de CA desequilibrada ofrece a los fabricantes pesados ​​más flexibilidad para mejorar sus resultados. Ellos pueden:

Todos los metales tienen un aporte de calor total aceptable (medido en kilojulios por milímetro), pero las aleaciones de alta resistencia son especialmente sensibles al aporte de calor total para preservar las propiedades mecánicas y metalúrgicas. Una onda de CA desequilibrada y una salida de CC en una sola fuente de energía le brindan un mayor control sobre la calidad y la productividad de la soldadura porque puede controlar las variables de soldadura de más maneras para mejorar su productividad.

El aumento de la eficiencia no solo está impulsando la demanda de nuevas tecnologías de fuentes de energía para soldadura, sino que también está reduciendo la necesidad de una nueva composición de fundente. Por ejemplo, en el esfuerzo por construir turbinas eólicas marinas de manera más eficiente, las empresas están buscando formas de reducir el bisel necesario para soldar los componentes de la torre. Para satisfacer sus necesidades, los fundentes más nuevos pueden contribuir significativamente a lograr propiedades mecánicas superiores. Algunos de los nuevos fundentes aglomerados de alta basicidad son especialmente adecuados para soldaduras con espacios estrechos debido a su buena capacidad de desprendimiento de la escoria y su suave mezcla de las paredes laterales. La escoria de circulación estrecha permite corrientes más altas en juntas con espacios estrechos, lo que significa una mayor tasa de deposición y una mayor productividad.

Los expertos de SAW pueden trabajar con usted para desarrollar procedimientos de soldadura sólidos utilizando nuevas tecnologías y nuevas mejores prácticas. La variedad de aplicaciones adecuadas para SAW se ha ampliado y es posible que se sorprenda de lo que está a su alcance.

Peter Kjällström es director de producto, automatización y equipos de manipulación, ESAB, esab.com.

Si bien las piezas deben llevarse a los sistemas de columnas y brazos, ofrecen más precisión y opciones de proceso, como se resume en este cuadro.