El uso de un robot de soldadura para la fabricación de soldadura generalmente emplea un electrodo con núcleo de metal o sólido. Esto es cierto debido a la versatilidad del proceso GMAW: capacidad para todas las posiciones, modos de transferencia de metal con bajo aporte de calor, tasas de deposición más altas y eficiencia de electrodo y un depósito de soldadura de hidrógeno excepcionalmente bajo. Generalmente, las alternativas no se consideran rentables.

Una excepción a este paradigma típico de selección del proceso de soldadura robótica es la soldadura por arco sumergido (SAW). Se considera un proceso de soldadura altamente eficiente debido a su capacidad para producir depósitos de soldadura sólidos, que tienen menos hidrógeno y se fusionan bien con los materiales originales. Con certeza, SAW puede ofrecer propiedades mecánicas de soldadura terminadas excepcionales. Por estas razones, muchos fabricantes en la porción de fabricación de soldadura ASME del mercado de soldadura prefieren SAW y especifican su uso en cada oportunidad.

Durante un recorrido por Lincoln Electric Automation en Cleveland, John Susong, director ejecutivo y presidente de East End Welding, Inc., ubicado en Brimfield, Ohio, vio con gran interés el uso del proceso SAW utilizando un brazo de soldadura robótico.

Tras la presentación, se produjo un animado debate. Susong, quien fue acompañado a Lincoln Electric por Bob Einfeldt de Praxair Distribution, sabía que sus operaciones tenían buenas razones para investigar el uso robótico de SAW. Einfeldt reforzó la idea y nacieron los planes para emplear el sistema de soldadura robotizada SAW en East End Welding.

Tanto Susong como Einfeldt reconocieron el importante papel que SAW podría desempeñar en el futuro de East End. El potencial de SAW automatizado robóticamente se hizo evidente para Susong a medida que se dio cuenta de los beneficios que proporciona el proceso de arco sumergido en la fabricación de generación de energía. Con esto en mente, comenzó a buscar formas de desarrollar usos para SAW en su taller de soldadura.

El objetivo de Susong era pasar más tiempo en el lado de la generación de energía de su negocio de fabricación para mejorar la eficiencia operativa y la calidad de la soldadura terminada. La aplicación de soldadura de extremo a cabezal de la empresa se adaptaba a ese requisito y era un objetivo ideal para la integración del proceso de sierra robótica.

Factores de cambio
East End había estado usando SMAW en lugar de un proceso de soldadura de factor de operador más alto. Como tal, la soldadura llevó mucho tiempo. Cada tapa de extremo requería una soldadura de múltiples pasadas de penetración completa y tenía requisitos de temperatura de precalentamiento y entre pasadas. Además, debido a la longitud total de las piezas, la fabricación del cabezal era propensa a un manejo excesivo incómodo.

Si la empresa cambiara a la soldadura robótica por arco sumergido, los soldadores podrían girar el cabezal de la antorcha en lugar de hacer rodar los cabezales durante la fabricación. Susong se vendió, pero también reconoció que una planificación cuidadosa era imperativa para que esto sucediera. Comenzó a formar su equipo para hacer la transición al nuevo proceso robótico. Sabía que había un riesgo para este tipo de inversión, pero estaba dispuesto a "abrir un camino" porque, al final, tendría una gran herramienta, "que nadie más en el mundo tenía".

East End Welding implementó por primera vez el sistema robótico SAW a fines de 2009. La instalación tiene una capacidad de celda de trabajo planificada de tres áreas, con una separación de 90 grados. Cuenta con el uso de un brazo robótico FANUC® M-710 y control integrado con la fuente de poder de soldadura Power Wave® AC / DC 1000® SD basada en inversor de Lincoln Electric. Un cabezal de soldadura SAW modificado entrega un solo alambre SAW de un paquete a granel o bobina de Lincolnweld® LA-90, LA-92 o LA-93, electrodo de arco sumergido de alambre sólido de 3/32 pulgadas de diámetro, generalmente especificado con Fundente Lincolnweld® 960. Para asegurar una cobertura de flujo concéntrico a la unión soldada, la compañía utilizó un sistema de suministro de presión de aire pendiente de patente de Lincoln Electric.

El trabajo en equipo facilita el cambio
En East End, Susong permite a los miembros de su equipo abordar los cambios tecnológicos de frente. Desde el punto de vista formativo, cuando la empresa adquiere los más recientes avances en mecanizado, corte y soldadura para mejorar la calidad del producto acabado y reducir costes, confía en su equipo para aprovechar cada oportunidad para desarrollar el uso de nuevas tecnologías. Susong cree que fomentar una relación de colaboración entre los miembros del equipo y los proveedores clave es fundamental para la implementación exitosa del sistema robótico.

Cuando East End lanzó el nuevo proceso robótico de SAW, Susong invitó a Praxair y Lincoln Electric a ser parte de su equipo de implementación. David Mate de Lincoln Electric Automation fue importante para el resultado exitoso. Su enfoque práctico y técnico proporcionó nuevos conocimientos de soldadura para todo el equipo de East End, que incluía a David Dockery, Doug Susong, Randy Starcher, Mike Benyi y Greg Murray.

Juntos, el equipo trabajó en la planificación de la secuencia de soldadura, el tema del control de la entrada de calor y la temperatura entre pasadas y, finalmente, la entrega constante de alambre y fundente a la unión de soldadura.

Mate de Lincoln Electric trabajó en cada aspecto de las operaciones de soldadura, y el esfuerzo combinado del equipo de East End y Lincoln Automation convirtió un riesgo en un éxito total, desarrollando un proceso robótico eficiente.

Integrando un nuevo proceso
En el proceso, la soldadura de la raíz de la soldadura de la tapa del extremo al cabezal y la posterior pasada en caliente se preparan utilizando GTAW en una operación manual que precede al uso del sistema de soldadura robótica SAW. La soldadura adecuada del cabezal requiere la unión de dos tapas de extremo por unidad. Una vez que se completa la soldadura SAW en un extremo, el cabezal de 17 pies se levanta de la herramienta y se gira 180 grados para permitir la soldadura de la segunda tapa del extremo. Se colocan seis conjuntos de cabezal en un accesorio de soldadura exclusivo diseñado por East End que sostiene cada tapa de extremo en la posición de soldadura plana 1G. Este accesorio innovador permite la soldadura robótica de la mayoría de los pedidos de cabecera que recibe East End.

El robot se mueve de una soldadura de tapa de extremo a cabezal a la siguiente, una pasada a la vez, con hasta 20 pasadas por tapa de extremo. Este método permite un mantenimiento más fácil de la temperatura entre pasadas requerida (menos esperas), así como una limpieza reducida del fundente usado entre pasadas. Toda la soldadura utiliza corriente alterna para las pasadas de llenado y luego CA o CC + para las pasadas de la tapa. Una nota: en esta aplicación altamente detallada, el operador de soldadura robótica tiene más de lo que planificar y de lo que debe ser consciente de lo que es típico para una operación comercial de robot de soldadura de calidad sin código.

El Lincoln Electric Power Wave® AC / DC 1000® SD, como interfaz con el alcance de 12.0 pies del robot FANUC® M-710, presenta la capacidad de manipular cuánta polaridad de CC (mayores tasas de fusión) se empareja con CC + (penetración más profunda). Como resultado, el uso de esta característica reduce el riesgo de soplar a través de la raíz TIG (GTAW) y la combinación de soldadura de paso en caliente con SAW. La Power Wave® AC / DC 1000® SD también permite al operador ajustar el tiempo y la magnitud de la corriente durante cada medio ciclo y la frecuencia de la salida de CA.

Dependiendo del cable seleccionado, Lincolnweld® 960 u otro fundente de arco sumergido Lincolnweld® se alimenta a través de un sistema de recuperación y suministro de fundente Weld Engineering® presurizado, controlado por solenoide y con patente pendiente de Lincoln Electric. El fundente tiene una temperatura de preacondicionamiento de 350 ° F.

Con la implementación de este sistema, la calidad de la soldadura terminada mejoró mientras que el tiempo para hacer las soldaduras terminadas disminuyó. El duro y persistente esfuerzo del equipo dio sus frutos y la tecnología avanzada triunfó cuando el sistema de soldadura SAW hizo avanzar a East End para satisfacer las necesidades de sus clientes, de manera eficiente y efectiva, ahora y en el futuro.