Aínda que a tecnoloxía de soldadura orbital non é nova, continúa a evolucionar, tornándose máis potente e versátil, especialmente cando se trata de soldadura de tubos. Unha entrevista con Tom Hammer, un soldador experto de Axenics en Middleton, Massachusetts, revela as moitas maneiras en que se pode usar esta técnica para resolver problemas de soldadura difíciles. Imaxe cortesía de Axenics
A soldadura orbital existe desde hai uns 60 anos, engadindo automatización ao proceso GMAW. Este é un método fiable e práctico para realizar múltiples soldaduras, aínda que algúns fabricantes de equipos orixinais e fabricantes aínda non utilizaron a potencia das soldadoras orbitais, baseándose na soldadura manual ou outras estratexias para unir tubos metálicos.
Os principios da soldadura orbital existen desde hai décadas, pero as capacidades das novas soldadoras orbitais convértenas nunha ferramenta máis potente no conxunto de ferramentas dun soldador, xa que moitas agora teñen funcións "intelixentes" para facilitar a programación e o procesamento antes da soldadura real. Comece con axustes rápidos e precisos para garantir soldaduras consistentes, puras e fiables.
O equipo de soldadores de Axenics en Middleton, Massachusetts, é un fabricante de compoñentes por contrato que guía a moitos dos seus clientes nas prácticas de soldadura orbital se existen os elementos axeitados para o traballo.
«Sempre que fose posible, quixemos eliminar o elemento humano na soldadura, xa que os soldadores orbitais xeralmente producen soldaduras de maior calidade», afirma Tom Hammer, un soldador experto en Axenics.
Aínda que a primeira soldadura se realizou hai 2000 anos, a soldadura moderna é un proceso extremadamente avanzado que forma parte doutras tecnoloxías e procesos modernos. Por exemplo, a soldadura orbital pódese empregar para crear os sistemas de tubaxes de alta pureza que se empregan para producir obleas de semicondutores que se usan basicamente en todos os aparellos electrónicos actuais.
Un dos clientes de Axenics forma parte desta cadea de subministración. Buscou un fabricante por contrato para axudar a ampliar a súa capacidade de produción, concretamente creando e instalando canles de aceiro inoxidable limpas que permitan que os gases pasen a través do proceso de fabricación de obleas.
Aínda que en Axenics hai dispoñibles unidades de soldadura orbital e mesas rotatorias con abrazaderas de soplete para a maioría dos traballos tubulares, isto non impide a soldadura manual ocasional.
Hammer e o equipo de soldadura revisaron os requisitos do cliente e formularon preguntas, tendo en conta os factores de custo e tempo:
As soldadoras orbitais rotativas pechadas que emprega Hammer son Swagelok M200 e Arc Machines Modelo 207A. Poden soportar tubos de 1/16 a 4 polgadas.
«Os microcabezais permítennos chegar a lugares moi estreitos», dixo. «Unha limitación da soldadura orbital é se temos un cabezal que se axuste a unha unión específica. Pero hoxe en día tamén se pode envolver unha cadea arredor do tubo que se está a soldar. O soldador pode pasar por riba da cadea e basicamente non hai límite para o tamaño das soldaduras que se poden realizar... Vin algunhas configuracións que soldan en tubos de 20 polgadas. É impresionante o que estas máquinas poden facer hoxe en día».
Tendo en conta os requisitos de pureza, o número de soldaduras necesarias e o grosor da parede fina, a soldadura orbital é unha opción intelixente para este tipo de proxecto. Para traballos de tubaxes de control de procesos de fluxo de aire, Hammer adoita soldar aceiro inoxidable 316L.
"É nese momento cando a cousa se volve realmente sutil. Falamos de soldar en metal fino como o papel. Coa soldadura manual, o máis mínimo axuste pode romper a soldadura. Por iso nos gusta usar un cabezal de soldadura orbital, onde podemos marcar cada parte do tubo e deixala perfecta antes de colocar a peza nel. Baixamos a potencia a unha cantidade específica para saber que cando coloquemos a peza alí estará perfecta. A man, o cambio faise a ollo e, se pedaleamos demasiado, pode penetrar directamente a través do material".
O traballo consiste en centos de soldaduras que deben ser idénticas. O soldador orbital empregado para este traballo realiza unha soldadura en tres minutos; cando Hammer traballa á máxima velocidade, pode soldar manualmente o mesmo tubo de aceiro inoxidable en aproximadamente un minuto.
«Non obstante, a máquina non está a reducir a velocidade. Déixase executar á velocidade máxima á primeira hora da mañá e, ao final do día, aínda funciona á velocidade máxima», dixo Hammer. «Eu déixase executar á velocidade máxima á primeira hora da mañá, pero ao final, non é así».
É fundamental evitar que os contaminantes entren nos tubos de aceiro inoxidable, polo que a soldadura de alta pureza na industria dos semicondutores adoita realizarse nunha sala limpa, un ambiente controlado que impide que os contaminantes entren na zona soldada.
Hammer usa o mesmo volframio preafiado nas súas lanternas manuais que usa na Orbiter. Aínda que o argón puro proporciona purga externa e interna na soldadura manual e orbital, a soldadura con máquinas orbitais tamén se beneficia de realizarse nun espazo pechado. Cando sae o volframio, a carcasa énchese de gas e protexe a soldadura da oxidación. Ao usar unha lanterna manual, o gas só se sopra a un lado do tubo que se está a soldar nese momento.
As soldaduras orbitais son xeralmente máis limpas porque o gas cobre o tubo durante máis tempo. Unha vez que comeza a soldadura, o argon proporciona protección ata que o soldador estea seguro de que a soldadura está o suficientemente fría.
Axenics traballa con varios clientes de enerxía alternativa que fabrican as pilas de combustible de hidróxeno que alimentan unha variedade de vehículos. Por exemplo, algunhas carretillas elevadoras construídas para uso en interiores dependen de pilas de combustible de hidróxeno para evitar que os subprodutos químicos destrúan as existencias comestibles. O único subproduto dunha pila de combustible de hidróxeno é a auga.
Un dos clientes tiña moitos dos mesmos requisitos que un fabricante de semicondutores, como a pureza e a consistencia da soldadura. Quere usar aceiro inoxidable 321 para a soldadura de paredes delgadas. Non obstante, o traballo consistía en prototipar un colector con varios bancos de válvulas, cada un sobresaíndo nunha dirección diferente, o que deixaba pouco espazo para a soldadura.
Unha soldadora orbital axeitada para o traballo custa uns 2.000 dólares e pódese usar para fabricar un pequeno número de pezas, cun custo estimado de 250 dólares. Non ten sentido financeiramente. Non obstante, Hammer ten unha solución que combina técnicas de soldadura manual e orbital.
«Neste caso, eu usaría unha mesa rotatoria», di Hammer. «En realidade, é a mesma acción que a dun soldador orbital, pero estás a xirar o tubo, non o eléctrodo de tungsteno arredor do tubo. Eu uso a miña soplete manual, pero podo suxeitala no seu lugar cun torno colocado de xeito que teña as mans libres para que a soldadura non se dane polo tremor ou axitación da man humana. Isto elimina gran parte do factor de erro humano. Non é tan perfecta como a soldadura orbital porque non se fai nun ambiente pechado, pero este tipo de soldadura pódese facer nun ambiente de sala limpa para eliminar contaminantes».
Aínda que a tecnoloxía de soldadura orbital ofrece pureza e repetibilidade, Hammer e os seus compañeiros soldadores saben que a integridade da soldadura é fundamental para evitar o tempo de inactividade debido a fallos de soldadura. A empresa utiliza probas non destrutivas (END) e, ás veces, probas destrutivas para todas as soldaduras orbitais.
«Cada soldadura que facemos confírmase visualmente», afirma Hammer. «Despois, as soldaduras compróbanse cun espectrómetro de helio. Dependendo das especificacións ou dos requisitos do cliente, algunhas soldaduras realízanse probas radiográficas. As probas destrutivas tamén son unha opción».
As probas destrutivas poden incluír probas de resistencia á tracción para determinar a resistencia máxima á tracción da soldadura. Para medir a tensión máxima que unha soldadura nun material como o aceiro inoxidable 316L pode soportar antes da falla, a proba estira e estira o metal ata o seu punto de rotura.
As soldaduras realizadas por clientes de enerxía alternativa ás veces sométense a probas non destrutivas por ultrasóns en compoñentes soldados de pilas de combustible de hidróxeno de intercambiador de calor de tres canles utilizadas en maquinaria e vehículos de enerxía alternativa.
«Esta é unha proba fundamental porque a maioría dos compoñentes que enviamos teñen gases potencialmente perigosos que pasan a través deles. É moi importante para nós e para os nosos clientes que o aceiro inoxidable sexa impecable, sen puntos de fuga», afirma Hammer.
Tube & Pipe Journal converteuse na primeira revista dedicada á industria das tubaxes metálicas en 1990. Hoxe en día, segue sendo a única publicación en América do Norte dedicada á industria e converteuse na fonte de información máis fiable para os profesionais das tubaxes.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The FABRICATOR, acceso sinxelo a recursos valiosos da industria.
A edición dixital de The Tube & Pipe Journal xa é totalmente accesible, o que proporciona un acceso sinxelo a valiosos recursos da industria.
Goza de acceso completo á edición dixital de STAMPING Journal, que ofrece os últimos avances tecnolóxicos, as mellores prácticas e as novidades do sector para o mercado da estampación de metais.
Agora, con acceso completo á edición dixital de The Fabricator en Español, tes acceso doado a recursos valiosos da industria.