Consumibles para soldadura a alto amperaje
La Soldadura es un negocio complejo que requiere un equipo igualmente resistente. Esto es especialmente cierto cuando se trata de aplicaciones a alto amperaje.
Las aplicaciones que exceden los 300 amperios generan una gran cantidad de calor reflectivo del arco, lo que hace necesario el uso de consumibles (toberas, difusores y puntas de contacto) que puedan resistir la aplicación deseada.
Dichas aplicaciones son comunes en industrias como la fabricación de equipos pesados, donde los espesores de los materiales son mayores y requieren de amperajes más altos para realizar soldaduras de calidad. En algunas aplicaciones automotrices que emplean sistemas de soldadura robótica, los amperajes también pueden llegar a ser altos.
Tener los consumibles adecuados pueden ayudar en aplicaciones de alto amperaje de varias maneras:
Aquí algunas consideraciones:
- Minimizar los tiempos de paros de producción, evitando fallas prematuras
- Reducir el inventario de consumibles y los costos de reemplazo
- Prevenir problemas de calidad que requieran costos por retrabajo o provoquen piezas rechazadas.
- Reducir el riesgo en las antorchas de GMAW, causado por la acumulación de calor. La clave es conocer los factores que afectan negativamente a los consumibles, las formas de extender la vida útil de estos componentes y que opciones están disponibles para obtener los mejores resultados en determinada aplicación. A continuación, se muestran algunos consejos para ayudar a mejorar la vida de sus consumibles:
1.- Moverse a trabajo pesado (Heavy Duty)
Para aplicaciones de alto amperaje, los consumibles de trabajo pesado suelen ser una buena opción. Estos consumibles tienen una mayor masa que los consumibles de trabajo mediano o estándar, lo que permite una mejor resistencia al calor durante un periodo de tiempo mas largo. (ver Fig. 2) Los consumibles de trabajo pesado vienen en una variedad de materiales y tamaños. Por ejemplo, las puntas de contacto de trabajo pesado están disponibles en cobre al berilio o cromo-zirconio y tienen un diámetro exterior (OD) de alrededor de 0.3125 pulgadas. Las toberas suelen estar disponibles en latón o cobre. La variedad de latón tiende a ser mas resistente a las salpicaduras; sin embargo, estas toberas pueden deteriorarse más rápidamente que el cobre si entran en contacto con el charco de soldadura.
Los consumibles de trabajo extrapesado también están disponibles y son buenas opciones para aplicaciones de alto amperaje que requieren alambre de aporte de diámetro mayor (de 0.052 plg y mayores). Las puntas de contacto que entran en esta categoría generalmente tienen un diámetro exterior de aproximadamente 0.375plg.
En algunos casos, los consumibles de trabajo mediano puede reemplazar a los consumibles de trabajo pesado, pero es importante probar su durabilidad en una aplicación determinada antes de implementarlos en la operación de soldadura. Por ejemplo, en aplicaciones con ciclos de trabajo bajos, la generación de calor también es baja, porque se dedica menos tiempo a soldar. Menos calor puede ayudar a minimizar el impacto negativo en los consumibles. Cuando el cambio frecuente de consumibles es determinado por un protocolo de la compañía, los consumibles de trabajo mediano podrían funcionar en una aplicación de alto amperaje; el operador de soldadura puede cambiarlos antes de que ocurra una falla debido a los altos niveles de calor.
Ya sea que los consumibles sean de trabajo mediano o trabajo pesado, es mejor que el soldador utilice consumibles que estén fabricados mecánicamente (maquinados) y tengan superficies lisas y redondas. Estos consumibles de mayor calidad son menos propensos a acumular salpicaduras y tienden a durar más.
2.- Tenga en cuenta el modo de soldadura
El desgaste mecánico en la punta de contacto es inevitable en cualquier aplicación de soldadura. La fricción constante del alambre de aporte que se alimenta a través de la punta de contacto lo desgasta.
En soldadura de amperaje alto que emplea una transferencia de soldadura por pulsos, el desgaste eléctrico también puede ser un problema. Los programas de pulsado de soldadura, tiene una forma de onda única que hace que la fuente de poder se mueva entre las corrientes de respaldo bajas y los picos de corriente altos, lo que particularmente es severo para los consumibles. Las puntas de contacto de trabajo pesado o de aleación cromo circonio son una buena opción para este tipo de transferencia de soldadura.
También es buena idea monitorear el uso de las puntas de contacto regularmente en aplicaciones de soldadura por pulsos. Cambiar puntas de contacto antes de que estén demasiado dañadas puede ayudar a prevenir problemas como la pérdida de conductividad eléctrica, puntas tapadas y salpicaduras excesivas, lo que resulta en una mala calidad en la soldadura, retrabajo de piezas y paros de producción. Los soldadores pueden utilizar el tiempo durante los descansos de rutina en la producción para cambiar la punta de contacto y poder maximizar la eficiencia.
3.- Invierta en equipos periféricos para soldadura robótica
Para aplicaciones de soldadura robótica, los equipos periféricos, como una estación de limpieza (reamer), son piezas importantes del equipo para extender la vida útil de los consumibles (ver Fig. 3), particularmente en procesos de alto amperaje. Una estación de limpieza despeja los consumibles de salpicadura y de cualquier residuo que pueda haberse acumulado durante el ciclo de soldadura.
4.- Revise las conexiones
Las conexiones entre consumibles son críticas en cualquier proceso de soldadura, pero son especialmente importantes en aplicaciones de alto amperaje porque ayudan a minimizar el calor resistivo, aseguran una fuerte conductividad eléctrica y reducen el potencial de una falla prematura.
El objetivo es seleccionar consumibles de alta calidad que permitan un asentamiento entre ellos de manera precisa, ofreciendo un acoplamiento fuerte entre la punta, el difusor y la tobera. Esta conexión ayuda a disipar el calor en los consumibles al crear una mayor cantidad de masa para controlar el calor del arco de soldadura a un alto amperaje. También es importante verificar los consumibles de manera regular para ver si no hay conexiones demasiado apretadas o flojas, y obviamente seguir las instrucciones de instalación del fabricante.
5.- Considere el impacto del alambre de aporte
Cuando se trata de hacer coincidir el diámetro de la punta de contacto con la del alambre de aporte en operaciones de alto amperaje, el soldador debe diferir de algunas de las mejores practicas que también son comunes en aplicaciones de bajo amperaje, particularmente para soldadura de aplicación robótica.
La soldadura robótica a menudo utiliza tambos grandes de alambre de aporte (entre 500 a 1,000 lb), para minimizar el cambio de rollos o tambos. El alambre en estos tambos tiende a tener menos recubrimiento o hélix, que los alambres de carretes más pequeños y, como resultado, se alimenta a través de la punta de contacto de una manera relativamente recta, haciendo poco o ningún contacto con la punta. Esta acción minimiza la conductividad eléctrica necesaria para crear un buen arco.
También puede hacer que el alambre de aporte entre en contacto con la pieza que se está soldando y provoque un arco interno en la punta de contacto, creando un burnback (punta tapada). Esta condición crea automáticamente un paro de producción, ya que la punta de contacto debe ser cambiada.
Disminuyendo el diámetro de la punta de contacto, particularmente cuando se utiliza alambre sólido en una aplicación de alto amperaje, es una buena solución. Por ejemplo, una punta de contacto de 0.040plg. de diámetro, puede funcionar para un alambre de aporte de 0.045plg.
El soldador debe consultar con su distribuidor para aplicaciones con alambre con fundente de núcleo metálico (metal core) porque disminuir el diámetro de la punta de contacto con este tipo de alambre no siempre es una buena opción.
Vale la pena considerar el impacto que el tipo de alambre de aporte tiene en la longevidad de las puntas de contacto también. Los alambres de aporte sólidos no recubiertos de cobre, por ejemplo, tienden a desgastar las puntas de contacto más rápidamente que los alambres que si están recubiertos de cobre porque el recubrimiento actúa como lubricante para mejorar la capacidad de alimentación. La capacidad de alimentación mejorada puede, a su vez, prolongar la vida útil de la punta de contacto.
DAN IMUS
ACCOUNT MANAGER
BERNARD & TREGASKISS
Artículo publicado en THE FABRICATOR
