A soldagem automatizada é, sem dúvida, a diferença entre uma linha de produção média e uma fabricação superior.
É seguro dizer que a soldagem automatizada é imparável. De acordo com um relatório da Federação Internacional de Robótica (IFR), havia 535.000 robôs de soldagem em operação em todo o mundo em 2022. Isso representa um aumento de 16% em relação a 2021.
Se sua empresa possui equipamentos de soldagem automatizada, ou se você está tentando implementá-lo em um futuro próximo, este artigo fornecerá a base sobre o tema.
O que é soldagem automatizada?
A soldagem automatizada é o uso de máquinas e robôs para realizar operações de soldagem, com a mínima intervenção, se houver, dos operadores. Isso pode incluir todo o processo de soldagem, desde o carregamento e descarregamento das peças a serem soldadas, até o posicionamento das peças, até a soldagem conjunta, em processos complexos.
O objetivo é usar equipamentos, máquinas e tecnologia para automatizar os processos de soldagem para melhorar a qualidade, a produtividade e a eficiência.
Até onde a soldagem automatizada progrediu
A indústria automotiva é a maior usuária de robôs de soldagem, respondendo por 55% de todos os robôs de soldagem em operação em 2022. Outros grandes usuários de robôs de soldagem incluem a indústria elétrica e eletrônica (13%), a indústria metalúrgica (12%) e a indústria de máquinas em geral (9%).
A região Ásia-Pacífico é o maior mercado para robôs de soldagem, com 427 mil unidades em operação em 2022. A China é o maior mercado único de robôs de soldagem, com 368.000 unidades em operação.
Outros mercados importantes para robôs de soldagem incluem Europa (81.000 unidades), América do Norte (17.000 unidades) e América Latina (10.000 unidades).
Espera-se que o uso de robôs de soldagem continue a crescer nos próximos anos, à medida que as empresas buscam melhorar a produtividade, a qualidade e a segurança.
Tendências em soldagem automatizada
Existem algumas tendências no mercado de soldagem automatizada, incluindo:
O uso crescente de robôs de soldagem colaborativos: Os robôs de soldagem colaborativa, também conhecidos como cobots, são projetados para trabalhar com segurança ao lado de trabalhadores humanos. Os cobots estão se tornando mais populares em uma variedade de indústrias, incluindo a automotiva e a indústria eletrônica.
O desenvolvimento de robôs de soldagem mais inteligentes e autônomos: estes estão se tornando mais inteligentes e autônomos. Isso se deve aos avanços em inteligência artificial e aprendizado de máquina. Robôs de soldagem mais inteligentes e autônomos serão capazes de se adaptar às mudanças no ambiente de soldagem e executar tarefas de soldagem mais complexas.
O uso crescente de robôs de soldagem em novas indústrias: Eles estão sendo usados em novas indústrias, como a construção civil e a indústria de alimentos e bebidas. À medida que os robôs de soldagem se tornam mais acessíveis e versáteis, espera-se que eles sejam usados em uma gama ainda maior de indústrias no futuro.
Fatores que impulsionam o crescimento dos robôs de soldagem
O futuro dos robôs de soldagem é brilhante. Espera-se que desempenhem um papel cada vez mais importante na indústria transformadora e noutras indústrias nos próximos anos. Existem vários fatores que impulsionam o crescimento dos robôs de soldagem, incluindo:
A crescente demanda por soldas de alta qualidade: Este equipamento pode produzir soldas de alta qualidade com repetibilidade consistente. Isso é importante para uma variedade de indústrias, incluindo a automotiva, a aeroespacial e a indústria de dispositivos médicos.
A necessidade de melhorar a produtividade: A soldagem automatizada pode ajudar a melhorar a produtividade automatizando tarefas repetitivas de soldagem. Isso pode liberar os trabalhadores humanos para se concentrarem em tarefas mais complexas.
A necessidade de melhorar a segurança: Pode ajudar a melhorar a segurança, reduzindo a exposição do operador a perigos associados à soldagem, como fumos, calor e radiação.
O custo decrescente dos robôs de soldagem: O custo dos robôs de soldagem diminuiu nos últimos anos, tornando-os mais acessíveis para uma gama mais ampla de empresas.
Vantagens e desvantagens da soldagem automatizada
A soldagem automatizada é um campo complexo e em rápida evolução, mas tem o potencial de revolucionar a maneira como a soldagem é feita. No entanto, é importante mencionar as vantagens e desvantagens que possui.
Vantagens da soldagem automatizada
Aumento da produtividade: Pode soldar muito mais rápido do que soldadores manuais, especialmente para soldas repetitivas. Isso pode levar a ganhos significativos de produtividade.
Melhor qualidade de solda: Pode produzir soldas mais consistentes e reprodutíveis do que soldadores manuais. Isso ocorre porque os sistemas de soldagem automatizados não estão sujeitos aos mesmos fatores humanos, como fadiga e distração. Os sistemas automatizados cometem menos erros, levando a menos retrabalho.
Redução da fadiga do operador: Elimina a necessidade de operação manual. Isso pode reduzir a fadiga do operador e melhorar a segurança. Soldadores robóticos podem acessar articulações de difícil acesso ergonomicamente.
Maior segurança: Ajude a melhorar a segurança, reduzindo a exposição do operador a perigos associados à soldagem, como fumos, calor e radiação.
Custos reduzidos: A longo prazo, a soldagem automatizada pode ajudar a reduzir custos, melhorando a produtividade e a qualidade e reduzindo o desperdício.
Documentação: A coleta automatizada de dados melhora a rastreabilidade de defeitos e o controle do processo.
Desvantagens da soldagem automatizada
Alto custo de investimento inicial: Estes sistemas podem ser caros para comprar e instalar.
Requer operadores qualificados: Eles exigem operadores qualificados para programá-los e operá-los com segurança e eficiência. O treinamento é imprescindível na hora de passar da operação manual ou mecanizada para a automação.
Flexibilidade limitada: Os sistemas de soldagem automatizados são frequentemente projetados para aplicações específicas, o que pode limitar sua flexibilidade.
Manutenção contínua: A manutenção preventiva regular é necessária em sistemas de automação. Por ser um investimento pesado, é essencial montar um programa de manutenção.
Aplicações comuns da soldagem automatizada
A automatização de soldas repetíveis aumenta a eficiência da produção em quase todas as indústrias de manufatura pesada. A soldagem automatizada é usada em uma ampla variedade de indústrias, mas algumas das aplicações mais comuns incluem:
Automotivo: É usado para soldar uma variedade de componentes automotivos, incluindo quadros de chassi, painéis da carroceria e coletores de motor.
Aeroespacial: É usado para soldar aeronaves e componentes de espaçonaves, como asas, fuselagens e motores de foguetes. A produção de aeronaves, foguetes e satélites se beneficia de métodos de soldagem programados de precisão.
Máquinas pesadas: Escavadeiras, escavadeiras, guindastes, equipamentos de mineração dependem fortemente de soldagem automatizada na fabricação.
Construção: É usado para soldar aço estrutural para pontes, edifícios e outras estruturas.
Eletrodomésticos: A fabricação de eletrodomésticos de alto volume, como máquinas de lavar, secar e refrigerar, usa solda automatizada.
Construção naval: Os sistemas automatizados permitem a soldagem eficiente de cascos, convés e compartimentos internos de navios.
Eletrônica: Lasers robóticos soldam pequenos componentes elétricos e conexões que exigem precisão. É usado para soldar placas de circuito e outros componentes eletrônicos.
Usos específicos da soldagem automatizada
A soldagem automatizada é uma ferramenta poderosa que pode ajudar as empresas a melhorar a produtividade, a qualidade, a segurança e a relação custo-benefício. À medida que a tecnologia de soldagem automatizada continua a se desenvolver, é provável que se torne ainda mais amplamente utilizada no futuro. Aqui estão alguns exemplos específicos de aplicações de soldagem automatizada:
Painéis da carroceria automotiva de solda: Eles são usados para soldar painéis da carroceria automotiva juntos. Esta é uma tarefa repetitiva de alto volume que é adequada para automação.
Asas de aeronaves: São usadas para soldar longarinas de asas e nervuras de aeronaves juntas. Esta é uma tarefa complexa que requer alta precisão e repetibilidade.
Aço estrutural para pontes: São utilizadas para soldar vigas e vigas metálicas estruturais juntas. Esta é uma tarefa pesada que requer equipamentos de soldagem de alta potência.
Cascos de navios: São utilizados para soldar as placas que compõem o casco de um navio. Esta é uma tarefa de grande escala que requer um alto grau de coordenação entre vários robôs.
Placas de circuito de solda: São usadas para soldar os componentes em placas de circuito juntas. Esta é uma tarefa de alta precisão que requer contas de soldagem muito pequenas.
Soldagem de tubulações: Soldadores mecanizados automáticos são críticos para a soldagem econômica de tubos de longa costura.
Móveis: Os soldadores robóticos criam soldas de moldura de móveis repetidas para mesas, cadeiras, prateleiras que aumentam a consistência.
Alimentos/bebidas: Os recipientes e equipamentos de processamento de aço inoxidável são ideais para técnicas de soldagem automatizada.
Equipamentos para soldagem automatizada: Robôs de soldagem
Robôs de soldagem são máquinas que podem ser programadas para mover uma tocha de soldagem ou feixe de laser ao longo do caminho de soldagem. Eles integram a manipulação robótica de braço de precisão com controles avançados de soldagem e periféricos para soldagem automatizada e de alta qualidade. Este equipamento é usado em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, construção civil e construção naval.
Tipos de robôs de soldagem
Existem dois tipos principais de robôs de solda:
Robôs cartesianos: Também conhecidos como robôs XYZ. Possuem três eixos lineares que movimentam a tocha de soldagem ou feixe de laser em três dimensões. Robôs cartesianos são normalmente usados para soldagem de peças simples.
Robôs articulados: Esses robôs têm várias articulações que permitem que eles se movam em uma ampla gama de direções. Robôs articulados são normalmente usados para soldagem de peças complexas.
Vantagens dos robôs de soldagem
Os robôs de soldagem oferecem algumas vantagens em relação à soldagem manual, incluindo:
Aumento da produtividade: Pode soldar muito mais rápido do que soldadores manuais, especialmente para soldas repetitivas.
Melhor qualidade de solda: Pode produzir soldas mais consistentes e reprodutíveis do que soldadores manuais. Isso ocorre porque os robôs de soldagem não estão sujeitos aos mesmos fatores humanos, como fadiga e distração.
Redução da fadiga do operador: Elimina a necessidade de operação manual. Isso pode reduzir a fadiga do operador e melhorar a segurança.
Custos reduzidos: A longo prazo, os robôs de soldagem podem ajudar a reduzir custos, melhorando a produtividade e a qualidade e reduzindo o desperdício.
Maior segurança: Pode ajudar a melhorar a segurança, reduzindo a exposição do operador a perigos associados à soldagem, como fumos, calor e radiação.
Componentes do robô de soldagem
Os robôs de soldagem normalmente consistem nos seguintes componentes:
Braço robótico: O braço robótico articulado fornece movimento em múltiplos eixos para posicionar e manipular a tocha de soldagem ou o feixe de laser ao longo do caminho de solda.
Tocha ou cabeçote de solda: Contém a tocha de solda ou feixe de laser, e os mecanismos de alimentação do arame de solda ou gás de proteção.
Programação ou pingente de tecnologia: Uma interface de programador portátil usada para ensinar os movimentos do robô e programar parâmetros de solda.
Controlador: O controlador do robô armazena instruções programadas e coordena o movimento do braço robótico, bem como periféricos.
Fonte de energia: A fonte de energia fornece a energia elétrica necessária para operar o robô de soldagem e a tocha de solda. Em algumas marcas faz parte do equipamento, em outras pode ser uma montagem com máquinas de solda de outras marcas.
Alimentador de arame: Alimenta o fio de solda para a tocha de solda.
Equipamento de gás de proteção: Protege a solda de contaminação.
Equipamentos de segurança: Os robôs de solda são normalmente equipados com recursos de segurança, como protetores e sensores, para proteger o operador e o próprio robô.
Futuro dos robôs de soldagem
Os robôs de soldagem estão se tornando cada vez mais sofisticados e capazes. Isso se deve aos avanços na tecnologia robótica, tecnologia de soldagem e inteligência artificial.
No futuro, espera-se que os robôs de soldagem se tornem mais autônomos e inteligentes. Eles serão capazes de sentir seu ambiente e adaptar seus parâmetros de soldagem de acordo. Isso permitirá que eles produzam soldas de qualidade ainda maior e operem em ambientes mais desafiadores.
Espera-se também que os robôs de soldagem se tornem mais acessíveis e acessíveis para empresas de todos os tamanhos. Isso possibilitará que mais empresas se beneficiem das vantagens da soldagem automatizada.
No geral, o futuro dos robôs de soldagem é brilhante. Espera-se que os robôs de soldagem desempenhem um papel cada vez mais importante na manufatura e em outras indústrias.
Equipamentos para soldagem automatizada: Cobots
Os cobots de soldagem, também conhecidos como robôs de soldagem colaborativa, são um novo tipo de robô de soldagem que é projetado para trabalhar com segurança ao lado de trabalhadores humanos. Os cobots são tipicamente menores e menos poderosos do que os robôs de soldagem tradicionais, mas também são mais ágeis e fáceis de programar. Isso os torna ideais para uma ampla gama de aplicações de soldagem, desde tarefas repetitivas simples até processos complexos de várias etapas.
Eles são usados em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, construção civil e construção naval. Os cobots são particularmente adequados para aplicações onde alta qualidade e repetibilidade são necessárias.
Usos específicos de cobots de soldagem
Os cobots de soldagem são robôs colaborativos projetados para trabalhar com segurança ao lado de soldadores humanos para aumentar a produtividade e a qualidade. Algumas maneiras de usá-los:
Manipulação de peças: O cobot pode manusear, reorientar e posicionar componentes para o soldador, reduzindo a tensão e aumentando a velocidade.
Solda multipassagem: Os cobots realizam soldas primárias permitindo que o soldador siga com soldas de acabamento e detalhamento.
Solda contínua: Para costuras longas, o cobot fornece soldas contínuas enquanto o operador monitora a qualidade.
Acesso a espaços confinados: Os cobots compactos podem acessar juntas de soldagem apertadas que são ergonomicamente difíceis para um ser humano.
Redução do tempo de posicionamento: O cobot localiza as peças de forma instantânea e consistente, liberando tempo para o soldador.
Pré-aderência: Aderência rápida dos componentes antes das soldas críticas finais feitas manualmente.
Benefícios dos cobots de soldagem
A colaboração Cobot aumenta a produtividade enquanto preserva a flexibilidade do operador para inspecionar e concluir o trabalho. Suas características de segurança permitem uma estreita cooperação entre humanos e robôs. Aqui estão alguns dos principais benefícios do uso de cobots de solda:
Maior segurança: Eles são projetados para trabalhar com segurança ao lado de trabalhadores humanos. Eles têm uma série de recursos de segurança, como limitação de força e detecção de colisão, que ajudam a prevenir acidentes.
Aumento da produtividade: Pode automatizar tarefas repetitivas de soldagem, liberando os trabalhadores humanos para se concentrarem em tarefas mais complexas. Isso pode levar a ganhos significativos de produtividade.
Qualidade melhorada: Estes podem produzir soldas de alta qualidade com repetibilidade consistente. Isso ocorre porque os cobots são capazes de mover a tocha de solda com grande precisão e precisão.
Custos reduzidos: Pode ajudar a reduzir os custos de mão de obra e melhorar a eficiência. Isso pode levar a economias de custos significativas a longo prazo.
Redução da fadiga: Ao auxiliar no manuseio de peças pesadas, o cobot reduz a fadiga e o potencial de lesões.
Seguir caminhos consistentes: Os cobots podem rastrear com precisão caminhos de solda 3D complexos pré-programados.
Treinamento de soldagem: Simule movimentos de soldagem enquanto o estagiário se concentra no domínio da técnica.
Equipamento para soldagem automatizada: Solda orbital
O equipamento de soldagem orbital é usado para criar soldas de alta qualidade e precisão em uma variedade de metais, incluindo aço, aço inoxidável, titânio e alumínio. As cabeças de soldagem orbital são capazes de produzir soldas de fusão e resistência e podem ser usadas para soldar uma ampla gama de formas e tamanhos.
Dependendo da marca, o equipamento de soldagem orbital pode ser altamente automatizado. Isso é especialmente usado na indústria farmacêutica e alimentícia, onde os tubos exigem soldas altamente precisas e os valores precisam ser armazenados para serem repetidos.
Componentes de soldagem orbital
O equipamento de soldagem orbital normalmente consiste nos seguintes componentes:
Cabeça de solda orbital: É o coração do sistema de soldagem orbital. Ele contém a tocha de solda, alimentador de arame e sistema de gás de proteção. A tocha MIG (GMAW) ou TIG (GTAW) integra-se perfeitamente com a cabeça de solda rotativa. Cabeças de solda compactas montadas em uma engrenagem de anel giratório seguem a junta de solda enquanto orbitam a peça de trabalho.
Fonte de energia de soldagem orbital: A fonte de energia fornece a energia elétrica necessária para operar o cabeçote de soldagem orbital.
Controlador de soldagem orbital: O controlador programa, armazena e opera o cabeçote de soldagem orbital. Os controles programáveis coordenam a velocidade da cabeça de solda rotativa, partida/parada do arco, fluxo de gás, características do arco, etc.
Equipamento de posicionamento de soldagem orbital: É usado para segurar e posicionar as peças que estão sendo soldadas durante o processo de soldagem orbital. O rastreamento circular de came, roda ou ímã garante que a cabeça de solda siga suavemente o eixo do tubo enquanto ele orbita.
Gás de proteção: Fornece gás de proteção inerte como argônio ou hélio para proteger a poça de solda e evitar a oxidação.
Equipamento de segurança de soldagem orbital: Protege o operador de perigos associados à soldagem orbital, como fumos, calor e radiação.
Vantagens da soldagem orbital
A soldagem orbital oferece várias vantagens sobre outros processos de soldagem, incluindo:
Alta qualidade: É capaz de produzir soldas de alta qualidade com o mínimo de entrada de calor e distorção.
Precisão: É um processo muito preciso e pode ser usado para produzir soldas com tolerâncias de até ±0,001 polegadas.
Repetibilidade: É um processo repetível, o que significa que pode ser usado para produzir soldas consistentemente de alta qualidade.
Automação: Pode ser totalmente automatizada, o que pode ajudar a melhorar a produtividade e reduzir custos.
Indústrias que utilizam soldagem orbital
A soldagem orbital é um processo de soldagem versátil e poderoso que pode ser usado para produzir soldas de alta qualidade em uma variedade de materiais e indústrias. Algumas das indústrias que mais utilizam a soldagem orbital são:
Aeroespacial: É usado para soldar componentes de aeronaves e espaçonaves.
Automotivo: É usado para soldar componentes automotivos, como linhas de combustível e sistemas de exaustão.
Processamento químico: É usado para soldar tubos e vasos para aplicações de processamento químico.
Alimentos e bebidas: É usado para soldar tubos e vasos para aplicações de processamento de alimentos e bebidas.
Farmacêutico: É usado para soldar tubos e vasos para aplicações de processamento farmacêutico.
Semicondutores: É usado para soldar tubos e vasos para aplicações de fabricação de semicondutores.
Outros equipamentos para soldagem automatizada
A soldagem automatizada é usada em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, construção civil e construção naval. É particularmente adequado para aplicações onde alta produtividade e qualidade de solda são necessárias. Além dos equipamentos acima, a soldagem automatizada também pode exigir outros equipamentos, tais como:
Rastreadores de costura de soldagem: Eles garantem que a tocha de soldagem ou o feixe de laser estejam alinhados com a junta de solda.
Sistemas de visão de soldagem: Estes sistemas inspecionam as soldas em busca de defeitos.
Sistemas de aquisição de dados de soldagem: Estes sistemas coletam dados sobre o processo de soldagem, que podem ser usados para monitorar e melhorar o processo de soldagem.
Confira o artigo na integra: Soldagem automatizada: Um guia completo – Codinter Brasil
