Guía completa

Automatización de la soldadura

Actualizado en: marzo 10, 2021
01. Introducción

Automatización de soldadura

La automatización consiste en uno o una serie de sistemas que interactúan entre sí, donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos diseñados y optimizados a diferentes necesidades.

02.

Segmentos industriales de aplicación

Las aplicaciones más comunes son
  • Metalmecánica (industria ligera, media y/o pesada).
  • Construcción (infraestructura, energía y transformación).
  • Astilleros.
  • Automotriz.
Contenidos
03.

Beneficios

  • Mejora de calidad y productividad de 2 a 6 veces, respecto a operaciones manuales.
  • Costo por Kg de soldadura depositada 10% menor usando mezclas.
  • Reducción del 75% del costo por retrabajos de limpieza posteriores.
  • La reducción de 75% en humos y gases de efecto invernadero y 92% del ozono dependiendo el tipo de mezcla, es decir, mejora de la salud ocupacional y reducción de contaminantes al medio ambiente.
  • Reducción de 20% de calor aportado al material base, debido a la reducción de voltaje usado en el proceso, reduciendo la deformación.
  • Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo los trabajos repetitivos e incrementando la seguridad.
  • Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual o manualmente.
  • Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer las cantidades necesarias en el momento preciso.
  • Simplificar el mantenimiento de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para la manipulación del proceso productivo para integrar la gestión y producción.

Necesidades que se resuelven con la automatización

De incrementar producción y calidad con mano de obra calificada.

Reducción de costos de fabricación para ser más competitivos.

No contar con espacio suficiente para incrementar capacidades.

Optimización de los recursos disponibles.

04.

Procesos de soldadura que se pueden automatizar

  • GMAW / GMAW-P (Gas Metal Arc Welding / Gas Metal Arc Welding Pulsed).
  • FCAW-G (Flux Cored Arc Welding Gas Shielded).
  • MCAW / MCAW-P (Metal Cored Arc Welding / Metal Cored Arc Welding Pulsed).
  • GTAW / GTAW-P (Gas Tungsten Arc Welding / Gas Tungsten Arc Welding Pulsed).
  • PAW (Plasma Arc Welding).
  • SAW (Sumerged Arc Welding).

Tipos de automatización

1.

Automatización rígida

Sistema integrado por elementos tecnológicos básicos que interactúan de tal manera que permiten algunos grados de libertad de acción con la interacción directa de un operador en su operación y puede aplicar para aplicar baja y mediana complejidad para algunos tipos de juntas y posiciones de soldadura:

  • Bajo costo de inversión.
  • Para mediana y alta producción.
  • Factor de operación promedio 65%.
  • Se requiere de mayor interacción de un operador.
  • Alta calidad, repetitividad y reducción de costos de hasta 60% respecto con aplicaciones manuales.
Tipo de sistema Uso Industria
Sistemas portátiles Para soldadura integradas con equipo mecanizado + sistema de soldadura. Para uso en industria ligera, media y pesada (vigas, columnas, tubería, tanques y elementos estructurales en general); para todos procesos de soldadura con arco eléctrico semiautomáticos, en todas sus variantes y no está limitado al tamaño de piezas o ensambles. banner-automation-equipment-mechanized
Sistemas dedicados Para soldadura integradas con equipo mecanizado + sistema de soldadura + posicionadores. Para uso en industria media y pesada (vigas, columnas, tubería, tanques y elementos estructurales en general); para todos procesos de soldadura con arco eléctrico semiautomáticos, en todas sus variantes y está limitado al tamaño de piezas o ensambles. banner-automation-equipment-orbital

2.

Automatización flexible

Sistema integrado por elementos tecnológicos complejos que interactúan de tal manera que permiten varios grados de libertad de acción sin la interacción directa de un operador en su operación y puede aplicar para baja, mediana y alta complejidad en diversidad de juntas y posiciones de soldadura:
  • Alto costo de inversión.
  • Para alta producción.
  • Factor de operación promedio 85%.
  • Se requiere de programación por parte de un operador.
  • Alta calidad, repetitividad y reducción de costos de hasta 80% respecto a aplicaciones manuales.
  • Ejemplo: Celdas Robóticas con brazos de 6 grados de libertad + posicionadores con fixtures.
Tipo de sistema Uso Industria
Sistemas complejos Celdas Robóticas integradas con robot industrial + controlador + sistema de soldadura + posicionadores + unidad de mantenimiento + herramentales de sujeción manuales y/o automáticos + sistema de seguimiento de junta DP o Láser (Opcional), consideradas como sistemas complejos. Para uso en industria ligera, media y pesada; en las siguientes aplicaciones de soldadura recomendadas:

- GMAW, GMAW-P (Gas Metal Arc Welding / Gas Metal Arc Welding Pulsed).

- MCAW, MCAW-P (Metal Cored Arc Welding / Metal Cored Arc Welding Pulsed).

- GTAW, GTAW-P (Gas Tungsten Arc Welding / Gas Tungsten Arc Welding Pulsed).

- PAW (Plasma Arc Welding).

En todas sus variantes y está limitado al tamaño de piezas o ensambles.
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Sistemas simples Cobot (Robot Colaborativo) integrado con robot colaborativo + controlador + posicionador simple (Opcional) + sistema de soldadura + unidad de mantenimiento (Opcional) herramentales de sujeción, consideradas como sistemas simples. Para uso en industria ligera y media; en las siguientes aplicaciones de soldadura recomendadas:

- GMAW, GMAW-P (Gas Metal Arc Welding / Gas Metal Arc Welding Pulsed).

- MCAW, MCAW-P (Metal Cored Arc Welding / Metal Cored Arc Welding Pulsed).

- GTAW, GTAW-P (Gas Tungsten Arc Welding / Gas Tungsten Arc Welding Pulsed).

- PAW (Plasma Arc Welding).
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05.

Guía de gases de protección por tipo de proceso de soldadura usados en automatización

Aluminio GMAW GMAW/P MCAW MCAW/P GTAW GTAW-P PAW
Ar X X X X X
StarGold Al X X X X X
HeliStar A-25 X X X
HeliStar A-75 X X X X X
HeliStar A-50 X X
He X X X
Acero al Carbón GMAW GMAW/P MCAW MCAW/P FCAW GTAW/GTAW-P PAW
StarGold C-25 X X X
StarGold C-20 X X X
StarGold C-15 X X X X
StarGold C-10 X X X X
Mi Mix Gold X X
Stargon CS X X X X
Stargon GV X X
HeliStar GV X X X X
StarGold O5 X X
Ar X X
HeliStar A-25 X
HeliStar A-75 X
He X
Acero inoxidable GMAW GMAW/P MCAW MCAW/P FCAW GTAW/GTAW-P PAW
StarGold C-25 X
StarGold C-20 X
StarGold O-2 X X X X
Stargon SS X X
StarGold CA2 X X
StarGold C-2.5 SS X X
HeliStar A1025 X
Ar X X X X
HydroStar H-2/H-5 X X
HeliStar A-25 X
06.

Factores a considerar para evaluación de proyectos para automatización de procesos de soldadura

Reducción de contaminantes emitidos al medio ambiente
  • Reducción de emisión de gases de efecto invernadero, CO.
  • Reducción de la emisión de O3.
  • Mejora de la salud ocupacional.
Reducción de costo total por Kg de soldadura depositado
  • Reducción de flujo.
  • Incremento de eficiencia de la soldadura.
  • Reducción de energía.
  • Incremento de factor de Kg/m3.
Incremento de productividad y calidad
  • Reducción el tiempo de aplicación, que implica producir más piezas con los mismos recursos humanos y tecnológicos a mayor calidad.
Reducción de retrabajos posteriores
  • Debido al incremento de eficiencia en el proceso, además de que pueden ser usadas en procesos especiales.
  • Reducción en la deformación.

Evaluación del proyecto y preparación previa a la soldadura

  • Revisión de especificación técnica del o de los materiales base a soldar.
  • Revisión de códigos de soldadura aplicables AWS, API y/o ASME.
  • De ser el caso, medición del desempeño y estimación del costo por Kg de soldadura depositado del proceso usado actualmente.
  • Medición del desempeño y estimación del costo por Kg de soldadura depositado de los procesos de soldadura sugeridos.
  • Comparativo de desempeño del proceso usado o sugerido por el cliente contra procesos sugeridos por Linde.

Evaluación de tipos de junta y posiciones de soldadura

  • Revisión de códigos de soldadura aplicables AWS, API y/o ASME.
  • Evaluación del diseño de junta más adecuado.
  • Evaluación de las posiciones de soldadura más convenientes para garantizar la aplicación óptima, considerando las dimensiones generales de las piezas a soldar.

Evaluación de las diferentes opciones de sistemas disponibles para automatización del proceso de soldadura

  • Definición del presupuesto disponible para al proyecto por parte del cliente.
  • Evaluación de los equipos de soldadura (máquinas de soldar), disponibles.
  • Evaluación del ciclo de trabajo de cada equipo de soldar disponible, para definición del alcance del proceso de soldadura óptimo y adecuado, resultante de la evaluación de este.
  • Selección del tipo de automatización y sistemas involucrados más adecuados a las posibilidades de inversión y/o alcance definido por el proyecto.

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