Historias de Aplicación

East End Welding, Inc., Implementa Soldadura con Arco Sumergido en la Aplicación Generación de Energía

Por Jeff Nadzam
Técnico de Ventas, Lincoln Electric

Un robot de soldadura para la fabricación normalmente utiliza hilo macizo o metal cored. Eso es cierto debido a la versatilidad del proceso GMAW – capacidad en todas posiciones, bajo aporte de calor en modo transfer, alta tasa de deposición, eficiencia del electrodo y depósito de soldadura excepcionalmente bajo en hidrógeno. Estas alternativas generalmente no se ven como rentables. 

Una excepción a este proceso robótico de soldadura típico es la soldadura por arco sumergido (SAW). Se tomó como un proceso de soldadura eficiente debido a su capacidad de ofrecer depósitos de soldadura de sonido, que son más bajos en hidrógeno y fusionan bien con materiales originales. Con certeza, SAW es capaz de ofrecer propiedades mecánicas de soldadura con acabados excepcionales. Por estos motivos, muchos fabricantes en la parte de fabricación ASME del mercado de la soldadura prefieren SAW y especifican su uso en cada oportunidad.

Durante un recorrido por Lincoln Electric Automation en Cleveland, John Susong, CEO y presidente de East End Welding, Inc. ubicada en Brimfield, Ohio vió con gran interés el uso del proceso SAW utilizando un brazo de soldadura robotizada.

 Robotic Subarc Welding

 Robotic Subarc Welding Cell
Trás la presentación, siguió un debate animado. Susong, quien estuvo acompañado en Lincoln Electric por Bob Einfeldt de Praxair Distribution, sabía que sus operaciones tenían buenas razones para investigar el uso de robótica del SAW. Einfeldt reforzó la idea, y nacieron los planes para emplear el sistema de soldadura robotizada en East End Welding. 

Susong y Einfeldt reconocieron el importante papel que podía desempeñar SAW en un futuro en East End. El potencial para la robótica automatizada SAW se hizo evidente para Susong a medida que crecía consciente de los beneficios que proporciona el proceso del arco sumergido en la fabricación de generación de energía. Con esto en mente, empezó a buscar las formas de desarrollar el uso del SAW en su taller de soldadura.

El objetivo de Susong era emplear más tiempo en la parte de la generación de energía de su negocio de fabricación para mejorar la eficiencia operativa y la calidad de soldadura finalizada. La aplicación de la soldadura final y los límites máximos adecuados de la aplicación eran un reto ideal para la integracion del proceso robótico SAW.

Factores de cambio
East End ha estado utilizando SMAW en lugar de un proceso de soldadura con factor de operador elevado. Como tal, la soldadura consumía mucho tiempo. Cada capa requería una penetración completa, multipasada y tenía requerimientos de temperatura de precalentamiento entre pasadas. También, debido a la longitud de las piezas, la fabricación de cabecera era propensa al incómodo exceso de manipulación.

Si la empresa cambiara a soldadura robotizada con arco sumergido, los soldadores podrían girar el cabezal de la antorcha en lugar de girar los cabezales durante la fabricación. Susong fue vendido, pero también reconoció que la planificación cuidadosa era imprescindible para que esto ocurriera. Él empezó a formar su equipo para hacer la transición al nuevo proceso robotizado. Sabía que había un riesgo en este tipo de inversión pero estaba dispuesto a "abrir el camino" porque al final tendría una gran herramienta “que nadie más en el mundo lo había hecho.”

 East End Welding Inc.

 SAW Robotic System
     

East End Welding implementó la primera vez el sistema robotizado SAW a finales del 2009. La instalación tiene una capacidad de trabajo de tres áreas, 90 grados de diferencia. Cuenta con el uso de un brazo robotizado FANUC® M-710 y control integrado con la fuente de corriente Power Wave® AC/DC 1000® SD de Lincoln Electric. Un cabezal SAW modificado suministra una bobina SAW de un empaquetado a granel de Lincolnweld® LA-90, LA-92, ó LA-93, de 3/32-de diámetro, hilo macizo, arco sumergido, típicamente especificado con el flux Lincolnweld® 960.  Para asegurar una covertura de flux concéntrico a la junta de soldadura, la compañia utiliza un sistema de suministro de presión de aire pendiente de patentar de Lincoln Electric.

El trabajo en equipo facilita el cambio
En East End, Susong faculta a sus miembros del equipo para enfrentar los cambios. Desde el punto de vista de formación cuando la compañía adquiere los avances más recientes en el mecanizado, corte y soldadura para mejorar la calidad en el producto final y reducir los costos, confía en su equipo para tomar ventaja en todas las oportunidades para desarrollar el uso de la nueva tecnología. Susong cree que el fomento de una relación de colaboración entre los miembros del equipo y los proveedores es fundamental para la implementación con éxito del sistema robotizado. 

Cuando East End lanzó el nuevo proceso robótico SAW, Susong invitó a Praxair y Lincoln Electric para formar parte de su equipo de implementación.  David Mate de Lincoln Electric Automation fue significante para conseguir el éxito. Su técnica de enfoque rápido proporcionó nuevos conocimientos de soldadura a todo el equipo de East End, incluídos David Dockery, Doug Susong, Randy Starcher, Mike Benyi y Greg Murray.

El equipo de trabajo a través de la planificación de la secuencia de soldadura, la cuestión de controlar la entrada de aporte de calor y temperatura entrepasadas y, finalmente, la entrega constante del hilo y flux a la junta de soldadura.

 Efficient Robotic SAW Process

 SAW Robotic Welding System

David Mate trabajó a través de cada aspecto de las operaciones de soldadura, y el esfuerzo combinado del equipo de East End y Lincoln Automation resultó un riesgo en todo un éxito, desarrollando un proceso robotizado eficiente.

La integración de un nuevo proceso
En el proceso, del final al principio de la soldadura, la soldadura de raíz y las pasadas en caliente se preparan usando GTAW en un trabajo manual que precede a la utilización del sistema robotizado SAW. La soldadura propiamente de la cabecera requiere la unión de dos tapas de los extremos por unidad. Una vez que la soldadura SAW está completa en un extremo, el cabezal de 17 pies es levantado con las herramientas y se hace girar 180 grados para permitir la soldadura del extremo de la segunda tapa. Seis conjuntos de cabezales son colocados en un único Est-End diseñado para mantener cada tapa del extremo en posición de soldadura plano, 1G Este accesorio innovador permite la soldadura robotizada de la mayoría de los pedidos de cabezales que recibe East End.

El robot se mueve desde una tapa de los cabezales de soldadura al siguiente, en una pasada, con un máximo de 20 pasadas por tapa final. Este método permite un mantenimiento más fácil de la temperatura requerida entre pasadas (menos espera), así como la reducción de la limpieza del flux utilizado entre pasadas. Toda la soldadura utiliza corriente AC para las pasadas de relleno y a continuación AC ó DC+ para las pasadas de las tapas. Nota: en esta aplicación detallada, el operador de soldadura robotizada tiene más que planear, tener en cuenta de lo que es típico para una operación de robot de soldadura de calidad.

La Power Wave® AC/DC 1000® SD de The Lincoln Electric, como interface de 12 pies de alcance del robot FANUC® M-710, cuenta con la capacidad de manipular la cantidad de polaridad DC- (mayor tasa de fusión) es emparejada con DC+ (mayor penetración). Como resultado, el uso de esta característica reduce el riesgo de soplado a través de la raiz de la soldadura TIG (GTAW) y la combinación de pasada caliente con SAW.  La Power Wave® AC/DC 1000® SD también permite al operario ajustar el tiempo y la magnitud de la corriente durante cada medio ciclo y la frecuencia de la salida CA.

Robotic Welding Applications 

Finished Weld Quality
Dependiendo del hilo seleccionado, Lincolnweld® 960 u otro flux para arco sumergido Lincolnweld® éste se alimenta a presión, controlado por solenoide, sistema de recuperación y entrega del flux de Weld Engineering®. El flux tiene una temperatura de preacondicionamiento de 350°F.

Con la implementación de este sistema, la calidad de la soldadura final mejoró mientras que el tiempo empleado en las soldaduras disminuyó. Gran esfuerzo por parte del equipo, persistencia y la tecnología avanzada triunfó así como el sistema de soldadura SAW que trasladó East End hacia adelante para satisfacer las necesidades de los clientes – eficiencia y eficacia – ahora y en el futuro.