En la soldadura de aluminio, todo se reduce al control
La combinación correcta de productos químicos consumibles, capacidades de proceso y equipo significa el éxito para la soldadura en sustratos populares en entornos de fabricación de remolques.
por Frank Armao, Director de Tecnología del Aluminio, The Lincoln Electric Company

El aluminio se ha vuelto cada vez más frecuente en la fabricación como una alternativa liviana al acero, porque ofrece una mejor relación resistencia / peso, resistencia a la corrosión y soldabilidad general y general. Pero, como se dan cuenta rápidamente los de la industria de la soldadura, este material no se comporta como el acero en las aplicaciones de soldadura. Lejos de ahi.

Cuando se trata de rendimiento de soldadura, el aluminio definitivamente es una raza diferente. Las características y el rendimiento típicos que uno espera cuando se suelda con acero no se aplican necesariamente. Este material tiene una alta conductividad térmica y un bajo punto de fusión, factores que pueden combinarse para producir defectos como quemaduras y deformaciones, lo que ralentiza la producción y dificulta la integridad final de la soldadura.

El secreto del éxito para un trabajo de soldadura de aluminio eficiente y de calidad se reduce a tres factores clave: el equipo adecuado, la forma de onda adecuada y el consumible adecuado. Estos elementos son especialmente importantes cuando se trata de producción con sistemas de automatización rígidos.

Adecuadamente equipado y programado
La fabricación de remolques es una industria en particular en la que la unión adecuada de estas variables entra en juego de manera crucial. Los fabricantes de este segmento usan aluminio con bastante frecuencia y, por lo tanto, requieren soluciones de soldadura que proporcionen soldaduras fuertes y atractivas de manera rápida y eficiente. Estos fabricantes buscan velocidades de desplazamiento rápidas, soldaduras limpias y perfiles de cordón consistentes en todo momento.



En las instalaciones de fabricación de remolques refrigerados Great Dane Trailers, que se inauguró en abril de 2012 en Statesboro, GA., Los ejecutivos de la compañía buscaron instalar la última tecnología, incluido el equipo de soldadura. El flujo y la producción constantes de material es un objetivo constante en la planta, y esto también es cierto en las cabinas de soldadura.

“Cuando instalamos nuevos equipos de soldadura, queríamos que la consistencia fuera nuestra primera prioridad”, señala el gerente de planta Kevin Black. "Y, si en el proceso, esta actualización de equipos nos hace un poco más eficientes, entonces eso es aún mejor".

El equipo de fabricación de Great Dane utiliza soldadores Power Wave® de proceso avanzado de Lincoln Electric con tecnología de forma de onda de pulso para soldadura automatizada en los pisos de aluminio de los remolques refrigerados, un proceso complejo que implica una soldadura continua de 53 pies de juntas de placas de 12 pulgadas en todo el piso del remolque. El sistema cuenta con 10 alimentadores de alambre montados en la pluma y antorchas fijas en un pórtico mecánico de automatización dura que sube y baja por el piso sobre rieles.

Explorando la tecnología de forma de onda
Las formas de onda de pulso generalmente brindan una mejor penetración con menor calor a velocidades de desplazamiento más rápidas, lo que proporciona un arco estable y consistente con menos defectos. A través de la retroalimentación instantánea de la fuente de energía, el sistema automatizado responde más rápidamente a los cambios de adherencia y la contaminación en la soldadura.

A lo largo de los años, las mejoras en la tecnología de control de forma de onda han ayudado a los operadores a obtener una respuesta de arco extremadamente rápida y un rendimiento optimizado en casi cualquier aplicación. Los fabricantes de equipos de soldadura han acelerado la tecnología de forma de onda para aumentar la eficiencia y la consistencia de la soldadura. En el pasado, los inversores podían haber operado a 40, 60 o incluso 80 kHz, pero el control de la forma de onda era de solo 10 kHz, por lo que solo "tomaba decisiones" controlando la soldadura a esa velocidad, sacrificando la potencia total de una máquina en aras de la precisión. control de forma de onda.

Hoy en día, tanto el control de forma de onda como los últimos inversores operan a 120 kHz, con una forma de onda capaz de cambiar hasta cada 8,3 microsegundos. Partes de la forma de onda se pueden manipular de forma independiente, incluido el pico en el tiempo, el pico de corriente, el fondo y la corriente y la frecuencia del pulso. Estos se controlan sinérgicamente cuando un operador elige una velocidad de alimentación de alambre o selecciona la forma de onda nominal para el alambre y las soldaduras dados. Si hay parámetros específicos del trabajo, estos se pueden incluir en la configuración.

Esta capacidad de control marca una gran diferencia, ya que permite que las modernas fuentes de poder de soldadura de proceso avanzado reaccionen mucho más rápido a un mayor nivel de detalle y regulen el proceso con más precisión, incluidas las velocidades de avance y alimentación de alambre. Los operadores tienen la capacidad de mantener un mejor control del arco, que puede adaptarse no solo a los espacios, sino también a las variaciones de material y unión.

En sistemas automatizados, como el que se usa en Great Dane, las soldaduras se pueden realizar más rápido sin inconsistencias y pérdida de control de charcos, eliminando salpicaduras, falta de fusión y socavación, evitando discontinuidades en la soldadura y reducción de calidad. Con la naturaleza delicada de los sustratos de aluminio, esto es aún más importante para lograr soldaduras de calidad y un rendimiento constante.

Consumibles, control químico y calidad
Sin embargo, el éxito de la última tecnología de fuente de poder de soldadura y forma de onda también depende del tipo de consumible especificado para el trabajo, particularmente en la fabricación de remolques de aluminio, y en los pisos de los remolques porque son una característica muy visible.

"Desea que su piso esté sellado herméticamente y no tenga ningún problema con la infiltración de humedad, lo que podría afectar la integridad del piso y el aislamiento debajo de él", señala Great Dane's Black. “Desea asegurarse de tener una buena cobertura en su piso. Puede lograr esto con un material que no solo se adhiere como debería, sino que es fácil para los operadores y el equipo de soldadura brindar una apariencia agradable y suave. Quiere que las cualidades cosméticas del suelo vayan de la mano con las cualidades estructurales ".

Los soldadores de Great Dane seleccionaron un consumible diseñado específicamente para la industria de fabricación de remolques; en este caso, el alambre de soldadura SuperGlaze® 5356TM GMAW (MIG) de Lincoln Electric con una química desarrollada por Indalco Alloys®, una división de Lincoln Electric.

Este alambre GMAW de aleación de aluminio de ingeniería particular fue diseñado para proporcionar una claridad de charco y una acción de arco óptimas, así como una excelente humectación para aplicaciones automáticas semiautomáticas y de alta productividad. Además, su fórmula patentada y su estricto control químico contribuyen a un perfil y apariencia de cordón uniforme para un acabado de superficie suave a altas velocidades de desplazamiento.

El control químico respalda factores como las propiedades mecánicas, el flujo, la operabilidad y más de un consumible. La supervisión estricta de esta química durante todo el proceso de fabricación puede ayudar a eliminar variaciones problemáticas y garantiza un rendimiento constante y confiable, incluso en los sustratos más temperamentales, incluido el aluminio.

El control químico también equivale a calidad; la calidad, la mayoría de las veces, equivale a certificaciones. Al elegir el consumible adecuado para cualquier aplicación, también es una buena idea revisar las certificaciones específicas de cada producto. Busque productos certificados para cumplir con los mínimos de AWS; sin embargo, tenga en cuenta que algunos fabricantes son capaces de proporcionar propiedades mecánicas más allá del mínimo de AWS sin sacrificar las ventajas de operatividad.

Resultados visibles
En Great Dane, el uso de una solución de fuente de energía automatizada y apropiada, la selección del control de forma de onda adecuado y la especificación de un consumible diseñado específicamente para soldadura de aluminio y fabricación de remolques ha brindado mejores resultados, tanto en la calidad e integridad del producto como en la estética de los pisos de los remolques.

"La soldadura ha sido uno de los elementos de calidad más difíciles de administrar para nosotros, y es importante administrarlo", dice Alan Whiten, director de ingeniería de fabricación de Great Dane.
"Hemos reducido las recolecciones, lo cual es enorme. Si un cliente ve una recolección o una rotura en la soldadura, no le va a gustar".

Como señala el gerente de planta Black, la naturaleza de la aplicación de soldadura en particular requiere arranques y paradas y, en el pasado, la aparición de pisos de remolques soldados en cualquier instalación de fabricación, Great Dane o de otro tipo, “no se veía bien”.

"Esto es algo que la industria acaba de aceptar, pero estamos tratando de sacar eso de la ecuación y deshacernos de las imperfecciones en la apariencia del piso del remolque", dice Black. "Ahora estamos bendecidos con equipos que nos permiten controlar las soldaduras más de lo que podíamos antes. Podemos establecer los parámetros para que no obtengamos soldaduras de gran tamaño. Ni siquiera queremos que nuestros clientes sepan que hay soldaduras allí. queremos que el material se convierta en material y lo estamos consiguiendo. Nuestra primera prioridad siempre es la calidad de los productos que producimos ".