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22-junio-2020

¿Cómo soldar aluminio? - Buenas prácticas

Tecnología, Soldadura

Con el aumento en la demanda de piezas de aluminio, se espera más curiosidad sobre cómo automatizar las operaciones de soldadura para este material. En este artículo hablamos sobre algunas buenas prácticas de esta técnica.

Las aplicaciones robotizadas de soldadura de aluminio están creciendo:

  1. Los clientes buscan fabricar piezas más ligeras y más eficientes
    - Por ejemplo, los fabricantes de camiones y cisternas buscan utilizar aluminio, porqué el peso de la estructura tiene un impacto directo en el consumo del vehículo.
    - Debido a la pandemia de COVID-19, muchas compañías están fabricando dispensadores de alcohol desinfectante en aluminio, para ser más ligeros de transportar y más fáciles de desinfectar.
     
  2. Avances tecnológicos en soluciones robotizadas
    - Las antorchas más pequeñas proporcionan acceso a biseles, previamente inaccesibles en geometrías más complejas.
    - Robots más ligeros con mayor capacidad de carga permiten el uso de tecnología adicional (como seguimiento de juntas), sin comprometer el tamaño del robot.
    - Mejores mecanismos de distribución de gas y máquinas de soldadura más desarrolladas, permiten un mayor control sobre el proceso de soldadura.

Por lo tanto, se espera que aumente la curiosidad sobre cómo automatizar las operaciones de soldadura de aluminio.

¿Entonces cómo empiezas?

Primero ... ¡Proceso! ¡Proceso! ¡Proceso!

La prioridad es decidir, ¿qué proceso utilizar?. Hay muchos, pero los más comunes son MIG (GMAW) y TIG (GTAW).

  • En la mayoría de las aplicaciones TIG, no se agrega material a la pieza. Por lo tanto, el uso de este proceso requiere uniones muy precisas y una alta repetitividad de las piezas. En otras palabras, todos los procesos (corte, manipulación, entre otros) deben ser muy precisos para garantizar que, antes de la soldadura, las piezas siempre presenten las mismas características. Esto es simple de entender, pero difícil de implementar, por lo qué, históricamente los integradores de sistemas robotizados han evitado las aplicaciones con TIG. Sin embargo, con la generalización de los sistemas de corte por láser de fibra en los últimos años, la repetitividad de las piezas es cada vez más fácil, por lo que la decisión entre MIG y TIG no es obvia como era antes.
  • En aplicaciones MIG ha agregado material. Se agrega un alambre de soldadura continuamente, por lo que existe una alta probabilidad de la existencia de proyecciones de soldadura, lo que le da un aspecto menos "estético". Pero, los materiales más gruesos son más difíciles de calentar (con TIG los materiales necesitan fundirse antes de soldar), lo que hace que MIG sea el mejor proceso para usar cuanto mayor es el espesor.

Suponiendo que vamos a soldar con MIG (el proceso más común en el mercado), ¿qué podemos hacer para optimizar la soldadura robotizada de aluminio?

  • Proceso: Dual Pulse. Aunque la soldadura por pulsos se usa para soldar aluminio, esta variación del proceso donde hay una alternancia entre alta y baja corriente, permite crear la apariencia de un cordón de soldadura TIG ("monedas" superpuestas) porqué el aluminio tiene una solidificación más rápida que el acero carbono. Esto puede ser ventajoso para algunos clientes dado el aspecto estético más atractivo de la soldadura, pero para otros puede causar un efecto adverso, ya que este tipo de acabado tiene un mayor potencial para acumular grasa y residuos con el tiempo, lo que debilita la soldadura.
  • Configuración de alimentación de alambre: Push/Pull. Puede haber algunas limitaciones financieras o de proceso para usar un sistema de alimentación de alambre como este, pero sigue siendo el más adecuado para soldar aluminio. Garantiza el mayor control posible sobre el inicio y el final de la soldadura y también un mayor control sobre la alimentación continua del alambre.
  • Antorcha: refrigerada por agua. Dado que el proceso de soldadura de aluminio es pulsado, el alambre tiende a calentarse, lo que puede hacer que se hinche y se pegue a la boquilla. Por esta razón, el uso de una antorcha refrigerada puede ayudar con los problemas de alimentación de alambre.
  • Punta de contacto. Para mejorar la cobertura de gas, debemos usar una punta de contacto retraída si el acceso al biselado lo permite.

Por fin, algunas buenas prácticas:

  • Limpie el metal - la eliminación de óleos, polvos y otros residuos ayuda a obtener buenos resultados y reducir los riesgos de porosidad.
  • Retire la capa de óxido de aluminio -  el óxido de aluminio actúa como un aislante del aluminio debido a su alto punto de fusión y puede causar problemas al comienzo del arco de soldadura. Se requerirán altas temperaturas para soldar a través de la capa de óxido, lo que hará que el material se queme hasta la base y la soldadura muestre porosidad, ya que la capa de óxido también tiende a retener la humedad.
  • Almacenamiento - mantener el material a temperaturas estables ayuda a prevenir la humedad del aire y cree condensación en el aluminio.
  • Verifique los consumibles - para reducir la porosidad, se deben usar tubos nuevos y en buenas condiciones, y asegurarse de que todas las conexiones estén apretadas para que sean herméticas. También es importante utilizar rodillos y filas adecuados. El uso de material plástico al soldar aluminio ayuda a evitar el desgaste del cable de aluminio y que los residuos obstruyen o complican el suministro de alambre a la antorcha.
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