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May 18, 2023

¿Es la soldadura por arco sumergido el proceso adecuado para usted?

El proceso de soldadura por arco sumergido (SAW) tiene el potencial de mejorar sustancialmente las tasas de deposición y la productividad y proporcionar una calidad de soldadura repetible. Sin embargo, es más adecuado para algunos

El proceso de soldadura por arco sumergido (SAW) tiene el potencial de mejorar sustancialmente las tasas de deposición y la productividad y proporcionar una calidad de soldadura repetible. Sin embargo, es más adecuado para algunas aplicaciones que para otras. Si está pensando en utilizar SAW, considere los numerosos factores que afectan el éxito del proceso. Es necesario evaluar el espesor del material, el diseño de la junta, el ajuste y la longitud.

Además, tenga en cuenta que lograr el máximo éxito con SAW requiere algo de tarea y una inversión inicial en equipo, pero la inversión puede generar un retorno significativo y rápido en muchos casos.

Cómo funciona la sierra

SAW es un proceso alimentado por alambre, como la soldadura por arco metálico con gas (GMAW o MIG). El alambre se alimenta a través de un soplete que normalmente se mueve a lo largo de la junta soldada mediante mecanización. Comprender y controlar SAW no es significativamente diferente de comprender y controlar GMAW. La configuración de la máquina es similar y muchas variables de soldadura siguen siendo las mismas: el voltaje aún influye en el ancho del cordón, el amperaje aún influye en la penetración y el aumento de la velocidad de alimentación del alambre aún aumenta el amperaje y la deposición (suponiendo una distancia constante entre contacto y trabajo y el uso de una potencia CV). suministrar).

A diferencia de GMAW, SAW se basa en un flujo granular para proteger el arco de la atmósfera. El arco está enterrado (sumergido) en el fundente y no es visible durante el funcionamiento normal. A medida que el arco funde el alambre, el fundente y el material base para formar el baño de soldadura, el fundente fundido realiza funciones importantes como desoxidar, alear, dar forma y generar una atmósfera protectora para el depósito de soldadura.

¿Qué se puede ganar?

Un proceso SAW optimizado puede proporcionar ganancias en rendimiento, ahorro de tiempo, calidad de soldadura y consistencia, así como un entorno mejorado para el operador.

Las aplicaciones de un solo cable pueden alcanzar velocidades de deposición de hasta 18 kilogramos por hora, según el tamaño, el tipo y la polaridad del cable. Si bien lograr este valor no es típico para la mayoría de las aplicaciones, puede ser bastante fácil usar SAW para mejorar las tasas de deposición en comparación con un proceso actual de GMAW, soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW) o soldadura por arco metálico protegido (SMAW o electrodo revestido). Los fabricantes de equipos de soldadura y metales de aportación pueden ayudarle a determinar los parámetros iniciales y brindarle información sobre el potencial de mejora.

Además de las ganancias de productividad, el proceso puede proporcionar una calidad de soldadura repetible. SAW es casi exclusivamente un proceso mecanizado. La maquinaria de arco y/o movimiento de trabajo mantiene velocidades de desplazamiento y posicionamiento de la antorcha constantes, de modo que los operadores con menos experiencia práctica en soldadura puedan supervisarla fácilmente. Luego, las empresas pueden asignar su personal más calificado en las áreas más exigentes de la operación.

El proceso también ofrece un entorno de trabajo mejorado porque genera baja generación de humos y no tiene arco visible. Esto minimiza la exposición a los rayos UV, por lo que no es necesario usar casco o chaqueta de soldadura, y es más fácil que se realicen otras tareas cerca de la operación de soldadura en curso.

La SAW de un solo cable puede alcanzar velocidades de deposición de hasta 40 libras por hora, según el tamaño, el tipo y la polaridad del cable.

Por último, SAW produce excelentes propiedades mecánicas en la soldadura terminada. Muchas combinaciones de alambre/fundente de basicidad media a alta pueden obtener una alta tenacidad, incluso a -60 grados Celsius o menos, lo que puede ser difícil incluso para alambres FCAW bien diseñados a base de rutilo. Ciertos alambres y fundentes SAW también pueden ayudar a mantener las propiedades con altas entradas de calor, optimizando aún más las posibles tasas de deposición.

El equipo que necesitas

SAW puede ofrecer ganancias sustanciales de productividad en ciertas aplicaciones, pero lograr esos resultados requiere invertir en el equipo adecuado, además de la fuente de alimentación y el alimentador de alambre. Por lo tanto, el proceso suele tener una inversión de capital mayor que otros procesos.

Para ayudar a optimizar la mecanización y proporcionar distintos niveles de flexibilidad según las necesidades de la aplicación, hay numerosos accesorios disponibles.

En algunas aplicaciones, la antorcha se mantiene estacionaria y la pieza de trabajo se mueve mediante un equipo de posicionamiento. Cuando se requiere movimiento de arco, existen varias opciones:

En comparación con la soldadura robótica, la mecanización SAW es mucho más accesible. Normalmente es más sencillo de implementar y familiarizarse con él. Aunque se requiere la atención del operador en este proceso, a menudo es más fácil realizar ajustes durante la soldadura en comparación con una operación de soldadura robótica. Además, los equipos SAW generalmente están diseñados para ser resistentes y confiables.

Sin embargo, tenga en cuenta que este proceso se limita a la soldadura en posición plana y horizontal, lo que permite el uso de parámetros de alta corriente y alta deposición. El uso de SAW para piezas soldadas completas con múltiples soldaduras puede requerir un equipo de posicionamiento de gran tamaño; Varias opciones incluyen configuraciones de inclinación, cabezal y contrapunto. A veces, este equipo de posicionamiento puede tener un costo prohibitivo, pero en otros casos el retorno de la inversión puede justificarlo rápidamente y el proceso en comparación con la soldadura fuera de posición con otro proceso.

Además, como no se puede ver la posición del arco durante la soldadura, es posible que se necesite un equipo de seguimiento de juntas. Las opciones van desde simples, como un láser que indica la posición futura del arco de soldadura, hasta más complejas, como una sonda táctil que puede ajustar automáticamente la posición de la antorcha.

Consulte con un integrador o fabricante de equipos para determinar la combinación de equipos para maximizar el potencial y determinar el retorno de la inversión de una operación SAW.

Piezas ideales para sierra

Los tractores SAW ofrecen portabilidad y flexibilidad para llevar la soldadura a trabajos ubicados en todo el taller o quizás dentro de un recipiente.

Varios factores hacen que una pieza sea adecuada para SAW. El tipo de material y el espesor son dos consideraciones importantes.

SAW es más adecuado para aceros al carbono y de baja aleación, pero también se puede utilizar para acero inoxidable y aleaciones a base de níquel. Y aunque el SAW de materiales gruesos es el más común, es un error pensar que el proceso sólo se puede utilizar en materiales gruesos.

SAW se utiliza con éxito en materiales delgados en muchas aplicaciones, como tanques de propano y calentadores de agua. Aunque se utilizan amperajes elevados, la velocidad de desplazamiento aumenta significativamente en estos casos, por lo que el aporte de calor resultante es bajo. Por ejemplo, se puede utilizar una SAW de un solo soplete para soldar material de 6,5 mm en una sola pasada a 800 amperios con una velocidad de desplazamiento de 76,2 cm por minuto (o más, según el diseño de la junta). Tenga en cuenta que soldar materiales más delgados también requiere mayor atención a la “suavidad” de la mecanización, el seguimiento de las juntas y la consistencia de la preparación de las juntas. El respaldo de juntas que utiliza cobre y/o fundente de soldadura es una opción popular para mejorar la repetibilidad.

Independientemente del espesor del material, las consideraciones clave sobre las piezas para una implementación exitosa de SAW incluyen las siguientes:

Consideraciones de diseño conjunto

Es necesario un buen ajuste de las piezas para que el SAW tenga éxito; de lo contrario, podría haber un problema de quemado. Estos problemas deben compensarse antes del proceso de soldadura y pueden requerir fijación mecánica y atención especial a la preparación de la pieza.

Se pueden utilizar “cordones de sellado” fabricados con GMAW, FCAW o SMAW para ayudar a compensar un ajuste que no sea ideal. Estas rápidas pasadas de soldadura adicionales añaden tiempo a la operación, pero a menudo consumen menos tiempo que si toda la unión se soldara con un proceso distinto al SAW. Los problemas potenciales también se pueden resolver reconsiderando la unión. La penetración profunda del proceso SAW puede permitir aumentar las caras de las raíces o eliminar por completo la preparación de las juntas.

Es posible que aún sea necesario realizar soldaduras de varias pasadas, dependiendo del espesor del material o de las propiedades mecánicas deseadas para la aplicación. Este enfoque puede ser mejor que aumentar significativamente el calor para completar una soldadura en una sola pasada. Aunque los amperajes altos conducen a tasas de deposición más altas, SAW no es infinitamente tolerante al aporte de calor (un error común).

El retorno de la inversión de SAW

El proceso SAW puede proporcionar ventajas significativas para la productividad y la calidad en la aplicación correcta. Sin embargo, es importante comprender bien lo que implica el proceso y asegurarse de que su aplicación específica se adapte bien a SAW antes de realizar la inversión.

Los integradores y fabricantes de equipos pueden ofrecer ayuda en el diseño y la implementación de un proceso SAW optimizado, o asesorar cuando SAW puede no ser el proceso correcto. En determinadas aplicaciones, el impacto en el resultado final puede ser significativo.

Robert Fox es ingeniero de aplicaciones en Hobart, 800-332-3281, www.hobartwelders.com.