A soldagem mecanizada é o primeiro pensamento que vem à mente de qualquer engenheiro quando percebe que a operação manual não está rendendo os resultados desejados. Agora, do pensamento para a realidade, algum plano deve ser colocado em ação. O escopo deste artigo é facilitar o entendimento de como aplicar a mecanização da soldagem em seu processo de fabricação. Vamos começar com o básico.

O que é soldagem mecanizada?

A soldagem mecanizada refere-se a uma maneira de ganho em produtividade, com uso de equipamentos atuando em conjunto com o processo de soldagem, onde requer o envolvimento e acompanhamento do operador durante a operação. Dispositivos mecânicos ou equipamentos, são utilizados para a movimentação de peças a serem soldadas ou até mesmo para a movimentação dos equipamentos ou acessórios que irão realizar a própria operação de soldagem. O operador fica responsável pelo ajuste de parâmetros durante a execução, tais como velocidade de soldagem, velocidade de arame e tensão. Alguns equipamentos permitem o ajuste de parâmetros, como a velocidade e amplitude da oscilação do arco de soldagem.

Esta forma de soldagem é usada em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial, construção civil e construção naval, fabricação de estruturas metálicas, implementos agrícola e rodoviário entre muitos outros segmentos. É particularmente adequado para aplicações onde alta produtividade e qualidade de solda são necessárias.

Embora possa ser um processo complexo, também pode ser uma ferramenta valiosa para melhorar a produtividade, a qualidade e a segurança nas operações de fabricação.

O objetivo da soldagem mecanizada é melhorar a produtividade, a qualidade da peça e a repetibilidade da soldagem, reduzindo o trabalho manual e aumentando a consistência dos parâmetros de soldagem por meio da automação.

Vantagens e desvantagens da soldagem mecanizada

Ao comparar a soldagem mecanizada com outras formas de alcançar maior eficiência de produção, como a automação da soldagem, ou com o trabalho manual, algumas vantagens e desvantagens podem ser imediatamente percebidas. Vamos dar uma olhada nelas.

Vantagens da soldagem mecanizada

Maior produtividade e eficiência: Pode ser muito mais rápido do que a soldagem manual, especialmente para soldas repetitivas.

Melhor qualidade de solda: Pode produzir soldas mais consistentes e reprodutíveis do que a soldagem manual.

Redução da fadiga do operador: Pode reduzir a quantidade de trabalho físico exigido pelo operador, o que pode levar à melhoria da segurança e produtividade.

Maior segurança: Pode ajudar a proteger o operador de fumos, calor e radiação de arco elétrico, nocivos a sua saúde.

Retrabalho reduzido: O retrabalho geralmente é causado por erro humano. A soldagem mecanizada pode ajudar a reduzir o número de defeitos nas soldas, o que pode levar à redução dos custos com retrabalhos.

Custos de mão de obra reduzidos: Pode ajudar a reduzir o número de operadores necessários para a realização de operações de soldagem. Tempos de ciclo mais rápidos e menos retrabalho acabam reduzindo os custos de produção.

Maior repetibilidade: As máquinas programadas realizam soldas repetitivas de forma consistente com menos defeitos. Estas soldas apresentam aspectos mais uniformes em realação às soldas realizadas manualmente..

Customização e acessibilidade: Os parâmetros mecanizados podem ser programados para aplicações específicas. Os sistemas mecanizados podem soldar juntas de difícil acesso.

Documentação: Os recursos de captura de dados permitem o rastreamento de defeitos e melhorias de processo.

Desvantagens da soldagem mecanizada

Alto custo de investimento inicial: Investimento significativo necessário para equipamentos de automação e integração.

Flexibilidade limitada: O equipamento de soldagem mecanizada é frequentemente projetado para aplicações específicas, o que pode limitar sua flexibilidade. Trocas entre diferentes partes podem levar tempo. O peso e o dispositivo de fixação das peças devem funcionar dentro das capacidades do equipamento.

Requer operadores qualificados: Requer programadores qualificados para otimizar o movimento mecânico e os parâmetros. Os trabalhadores exigem novas habilidades em operações de soldagem mecanizada e solução de problemas.

Necessidades de manutenção: Manutenção preventiva periódica necessária em componentes mecanizados.

Aplicações comuns da soldagem mecanizada

A soldagem mecanizada é uma indústria em rápido crescimento, à medida que as empresas procuram cada vez mais maneiras de melhorar sua produtividade e eficiência. Com suas muitas vantagens, a soldagem mecanizada está bem posicionada para continuar a crescer nos próximos anos. A soldagem mecanizada é usada em uma ampla variedade de indústrias e aplicações, incluindo:

Automotivo: É usado para soldar os vários componentes de uma carroceria, incluindo o chassi painéis e portas. Também é usado para soldar componentes do motor e da transmissão juntos. A soldagem MIG mecanizada permite alta precisão e maior velocidade de soldagem.

Aeroespacial: É usado para soldar os componentes de aeronaves e espaçonaves juntos, incluindo as asas, fuselagem e componentes do motor. Ele também é usado para soldar tanques de combustível e conjuntos de trem de pouso.

Construção: É usado para soldar vigas e pilares estruturais de aço em pontes e edifícios. Também é usado para soldar tubulações e vasos de pressão.

Construção naval: É usado para soldar o casco e a superestrutura de navios. Também é usado para soldar tubulações e componentes de máquinas.

Equipamentos pesados: É utilizado para soldar os componentes de equipamentos pesados, como escavadeiras, escavadeiras e guindastes.

Solda de tubos: Tratores, posicionadores e marisqueiros mecanizam a soldagem de tubos em profissões especializadas como dutos, caldeiras e plataformas offshore.

Eletrônica: É usada para soldar os componentes de dispositivos eletrônicos, como placas de circuito e semicondutores.

Alimentos/bebidas: Tanques de aço inoxidável, vasos e tubulações para processamento de alimentos são soldados usando métodos mecanizados, como soldagem orbital.

Dispositivos médicos: É usado para soldar os componentes de dispositivos médicos, como marca-passos e implantes cirúrgicos.

Construção naval: Os cascos e estruturas dos navios são unidos usando enormes sistemas de soldagem automática e manipuladores.

Ferrovias: vagões-tanque, estruturas de locomotivas e estoque de trilhos são soldados usando automação.

Equipamento para soldagem mecanizada: Carros de solda

Os carros de solda são dispositivos móveis que são usados para guiar e apoiar uma tocha de solda, uma tocha de corte ou feixe de laser ao longo da junta de solda. Eles são tipicamente usados para soldagem mecanizada, que é um processo em que os parâmetros de soldagem são controlados mecânica ou eletronicamente.

Com o carro de solda, é permitido a regulagem de parâmetros como velocidade de soldagem, velecodiade e amplitude de oscilação do cordão.

Os carros de solda podem ser usados para soldar uma variedade de materiais, incluindo aço, aço inoxidável, alumínio e titânio. Eles também podem ser usados para soldar uma variedade de tipos de juntas, incluindo juntas de topo, juntas sobrepostas e juntas de canto. Normalmente, eles são usados para soldar grandes peças de trabalho, como vigas, longarinas e tubulações.

Características dos carros de solda

Os carros de solda fornecem um método versátil de soldagem mecanizada para os operadores. Eles simplificam soldas circunferenciais em tanques, vasos, caldeiras e tubulações grandes. Estas são algumas de suas principais características:

• Montagem: A estrutura compacta do carro é montada ao redor do cilindro ou do trilho no local desejado da junta de solda
• Movimentação: Um sistema de acionamento interno impulsiona o carro ao longo do eixo do cilindro ou sentido longitudinal de uma viga à medida que a soldagem é realizada
• Alimentação de arame: Um alimentador de arame integrado fornece arame de solda consistente para a tocha à medida que o carro avança
• Manipulação da tocha: Os braços giram e guiam a tocha de soldagem para manter ângulos e compensações adequados
• Velocidade de deslocamento: A velocidade do carro é ajustada para o melhor contrele de energia de soldagem
• Orientação: Rodas ranhuradas, trilhos ou ímãs garantem que o carro permaneça alinhado axialmente durante o deslocamento
• Programação: Parâmetros como velocidade de alimentação de arame, tensão de soldagem são regulados no alimentor da fonte de soldagem. A velocidade e amplitude de oscilação, podem ser ajustados de acordo com o modelo do carro de solda.
• Monitoramento: Sensores integrados podem monitorar fatores como tensão de arco para correções automáticas do stick out, ou até mesmo um seguidor de junta pode atuar em cojunto com o carro de solda, para a correção de desvios na peça a ser soldada.
• Segurança: A proteção adequada evita o contato com partes móveis durante a operação do transporte automatizado.

Como usar um carro de solda

Para utilizar um carro de solda para soldagem mecanizada, os seguintes passos básicos devem ser seguidos:

1. Selecione o carro de solda apropriado para a aplicação: Há uma variedade de carros de solda disponíveis, por isso é importante selecionar um que seja compatível com a máquina de solda e os materiais que estão sendo soldados
2. Posicione o carro de solda: O carro de solda deve ser posicionado na peça de trabalho de modo que a tocha de soldagem ou feixe de laser esteja alinhado com a junta de solda
3. Fixe a peça no lugar: A peça deve ser presa com segurança ou de outra forma presa para evitar que ela se mova durante a soldagem
4. Defina os parâmetros de soldagem: Os parâmetros de soldagem, como a velocidade de soldagem, a velocidade de alimentação do arame e a tensão de soldagem devem ser definidos de acordo com a especificação do procedimento de soldagem (EPS)
5. Iniciar o processo de soldagem: Uma vez que os parâmetros de soldagem tenham sido definidos, o processo de soldagem pode ser iniciado ativando o avanço do carro de solda
6. Monitorar o processo de soldagem: O processo de soldagem deve ser monitorado pelo operador, para garantir que esteja sendo executado corretamente.
7. Parar o processo de soldagem: Uma vez que a solda tenha sido concluída, o avanço do carro deve ser interrompido.

Benefícios do uso de carros de solda

Aqui estão alguns dos benefícios do uso de carros de solda para soldagem mecanizada:

Aumento da produtividade: Pode aumentar significativamente a produtividade das operações de soldagem. Isso ocorre porque eles podem avançar ao longo da junta a ser soldada em uma velocidade controlada, contínua.

Melhor qualidade de solda: Pode ajudar a melhorar o aspecto vusual das soldas, fornecendo movimento constante e uniforme da tocha. Permite também maior controle da energia de soldagem, evitando problemas metalúrgicos devido ao excesso de calor aplicado à junta soldada.

Redução da fadiga do operador: Pode ajudar a reduzir a fadiga do operador, eliminando a necessidade de o operador guiar manualmente a tocha de soldagem ou o feixe de laser.

Maior segurança: Pode ajudar a melhorar a segurança, reduzindo a exposição do operador a fumos de soldagem ea irradiação de calor.

Solda orbital

A soldagem orbital é um tipo de processo de soldagem automatizado que usa um cabeçote de soldagem rotativa para criar uma solda circunferencial ao redor de uma tubulação. É um processo preciso e repetiível que pode ser usado para produzir soldas de alta qualidade em uma variedade de materiais, incluindo aço, aço inoxidável e alumínio.

Esse tipo de mecanização aumenta a qualidade, a consistência e a produtividade para aplicações de soldagem circunferencial, como tubulações, caldeiras, cilindros hidráulicos e tanques.

A soldagem orbital é comumente usada nas seguintes indústrias:

• Aeroespacial
• Automotiva
• Eletrônica
• Alimentos e bebidas
• Dispositivos médicos
• Óleo e gás
• Farmacêutica
• Geração de energia
• Semicondutores
• Construção naval

Características da soldagem orbital

Estas são algumas das principais características da soldagem orbital:

• Rotação: O cabeçote de soldagem gira 360° em torno da peça a ser soldada
• Programação: Parâmetros de soldagem como velocidade, tensão de arco, vazão de gás é programado para o sistema
• Precisão: A soldagem orbital produz qualidades de soldagem muito precisas, de alta qualidade e repetíveis em tubos ou cilindros
• Portabilidade: Cabeçotes de solda orbitais menores podem ser posicionados próximos aos tubos a serem solddos, ao invés destes serem rotacionados.
• Posicionamento: O cabeçote de soldagem se inclina para manter o posicionamento do arco elétrico à medida que gira ao redor do tubo
• Controle de velocidade: Controla precisamente a velocidade de deslocamento para a execução uniforme do cordão de solda
• Documentação: Built-in monitoramento e registro de dados de parâmetros de solda para controle de qualidade
• Segurança: A operação fechada apresenta riscos menores em comparação com a solda manual de tubulação.

Benefícios do uso da soldagem orbital

A soldagem orbital é usada para a mecanização de soldagem porque oferece várias vantagens sobre a soldagem manual, incluindo:

Aumento da produtividade: Pode aumentar significativamente a produtividade das operações de soldagem, especialmente para soldas repetitivas.

Melhor qualidade de solda: Pode produzir soldas mais consistentes e reprodutíveis do que a soldagem manual.

Redução da fadiga do operador: Elimina a necessidade de operação manual, o que pode reduzir a fadiga do operador e melhorar a segurança.

Maior segurança: Pode ajudar a melhorar a segurança, reduzindo a exposição do operador a fumos de soldagem e irradiação de calor.

Equipamento necessário para soldagem orbital

Os sistemas de soldagem orbital normalmente consistem nos seguintes componentes:

Cabeçote de soldagem: O cabeçote de soldagem contém a tocha de solda e os mecanismos para girar a tocha em torno da junta.

Fonte de energia: A fonte de energia fornece a energia elétrica necessária para operar a máquina de solda.

Alimentador de arame: O alimentador de arame alimenta o metal de enchimento na junta de solda.

Sistema de controle: O sistema de controle programa e opera o sistema de soldagem orbital.

Como usar equipamentos de soldagem orbital

Seguindo estas etapas, você pode usar a soldagem orbital para produzir soldas circunferenciais de alta qualidade com segurança e eficiência.

1. Selecione o sistema de soldagem orbital apropriado para a aplicação: Há uma variedade de sistemas de soldagem orbital disponíveis, por isso é importante selecionar um que seja compatível com os materiais que estão sendo soldados e a qualidade de solda desejada
2. Preparar a junta para soldagem: A junta deve estar limpa e livre de contaminantes
3. Posicione o sistema de soldagem orbital na junta: O sistema de soldagem orbital deve ser posicionado de forma que a tocha de soldagem esteja alinhada com a junta de solda
4. Fixe a junta no lugar: A junta deve ser firmemente presa ou de outra forma presa para evitar que ela se mova durante a soldagem
5. Defina os parâmetros de soldagem:Os parâmetros de soldagem, como a velocidade de soldagem, a velocidade de alimentação do arame e a tensão , devem ser definidos de acordo com a especificação do procedimento de soldagem (EPS)
6. Iniciar o processo de soldagem: Uma vez que os parâmetros de soldagem tenham sido definidos, o processo de soldagem pode ser iniciado ativando o sistema de soldagem orbital
7. Monitorar o processo de soldagem: O processo de soldagem deve ser monitorado para garantir que a solda esteja sendo formada corretamente
8. Parar o processo de soldagem: Uma vez que a soldagem tenha sido concluída, o processo deve ser interrompido desativando o sistema de soldagem orbital.

Outros equipamentos utilizados para soldagem mecanizada

A soldagem mecanizada aumenta a produtividade e a qualidade para a maioria das manufaturas de alto volume, especialmente em indústrias que lidam com grandes componentes. Os equipamentos utilizados para soldagem mecanizada podem variar dependendo do processo específico e da aplicação.

Ao aplicar a soldagem mecanizada, os parâmetros de soldagem no equipamento podem ser intervencionados a qualquer momento pelo operador. De fato, o operador deve ficar de olho no arco de soldagem durante toda a operação para garantir o desempenho adequado do equipamento. Essa é uma das principais diferenças da soldagem automatizada, onde não há necessidade desses cuidados.

Alguns outros equipamentos necessários para a soldagem mecanizada são:

Posicionadores: O posicionador é usado para manter as peças que estão sendo soldadas na posição correta durante a soldagem. Gire peças como tubos em ângulos ideais para acesso de solda. Recursos de pivotar e inclinar são oferecidos nesses dispositivos.

Mesas giratórias: Servem para girar peças cilíndricas volumosas como tanques ou tubos flangeados, durante a soldagem circunferencial.

Sistemas de controle: São utilizados para programar e operar equipamentos de soldagem mecanizada. Isso pode incluir controladores lógicos programáveis (CLPs) e interfaces homem-máquina (IHMs).

Confira o artigo na integra: Soldagem mecanizada: Um guia completo – Codinter Brasil