El sistema SWR+HyperFill de Novarc Technologies utiliza la tecnología de soldadura por arco metálico de dos hilos de Lincoln Electric para rellenar y sellar las soldaduras de las tuberías.
Soldar tubos cortos es un proceso complejo. El diámetro y el espesor de las paredes varían ligeramente; es inherente a este tipo de trabajos. Esto hace que el montaje sea un acto de compromiso y la soldadura, de adaptación. Este proceso no es fácil de automatizar, y cada vez hay menos soldadores de tubos cualificados.
La empresa también quiere conservar a sus excelentes soldadores de tuberías. Es probable que los buenos soldadores no quieran soldar durante 8 horas seguidas a 1G con la tubería en un mandril giratorio. Quizás hayan probado 5G (en horizontal, los tubos no giran) o incluso 6G (con tubos no giratorios en posición inclinada), y esperan poder aplicar esas habilidades. Soldar a 1G requiere destreza, pero incluso los soldadores experimentados pueden encontrarlo monótono. Además, puede llevar mucho tiempo.
Sin embargo, en los últimos años han surgido más opciones de automatización en la planta de fabricación de tuberías, incluidos los robots colaborativos. Novarc Technologies, con sede en Vancouver, Columbia Británica, que lanzó el robot colaborativo de soldadura de carretes (SWR) en 2016, ha incorporado al sistema la tecnología de soldadura por arco metálico de doble hilo (GMAW) HyperFill de Lincoln Electric.
Esto proporciona una columna de arco más grande para soldadura de alto volumen. El sistema cuenta con rodillos y puntas de contacto especiales que permiten utilizar dos cables en el mismo conducto y generar un cono de arco mayor, lo que posibilita soldar casi el doble de material depositado.
Así lo afirmó Soroush Karimzade, director ejecutivo de Novarc Technologies, empresa que presentó la tecnología SWR+Hyperfill en FABTECH 2021. Aún se pueden obtener tasas de deposición comparables para tuberías [paredes] de 0,5 a 2 pulgadas.
En una configuración típica, el operador configura el cobot para realizar una pasada de raíz de un solo hilo con una antorcha, luego retira la antorcha y la reemplaza como de costumbre con otra antorcha con una configuración GMAW de dos hilos, aumentando el relleno. Depósitos y conductos bloqueados. "Esto ayuda a reducir el número de pasadas y la entrada de calor", dijo Karimzadeh, y agregó que el control del calor ayuda a mejorar la calidad de la soldadura. "Durante nuestras pruebas internas, pudimos obtener resultados de prueba de alto impacto hasta -50 grados Fahrenheit".
Como cualquier taller, algunos talleres de tuberías son empresas diversificadas. Puede que rara vez trabajen con tuberías de paredes gruesas, pero tienen un sistema de reserva en caso de que surja algún trabajo de este tipo. Con el cobot, el operador puede usar una configuración de un solo alambre para tuberías de pared delgada y luego cambiar a una configuración de doble antorcha (un alambre para el conducto radicular y GMAW de doble alambre para rellenar y cerrar los conductos) cuando procesa tuberías de pared gruesa que antes se requerían para el sistema de tuberías del sistema de soldadura subarco.
Karimzadeh añade que también se puede utilizar una configuración de doble antorcha para aumentar la flexibilidad. Por ejemplo, un cobot de doble antorcha puede soldar tuberías de acero al carbono y de acero inoxidable. Con esta configuración, el operario utilizará dos antorchas en una configuración de un solo hilo. Una antorcha suministrará el hilo de aporte para el acero al carbono y la otra, el hilo para las tuberías de acero inoxidable. «En esta configuración, el operario dispondrá de un sistema de alimentación de hilo libre de contaminantes para una segunda antorcha diseñada para trabajar con acero inoxidable», afirma Karimzadeh.
Según los informes, el sistema puede realizar ajustes sobre la marcha durante las pasadas de raíz críticas. «Durante la pasada de raíz, al pasar por el punto de soldadura, la separación se ensancha y se estrecha según el ajuste de la tubería», explica Karimzade. «Para compensar esto, el sistema puede detectar la adherencia y realizar una soldadura adaptativa. Es decir, cambia automáticamente los parámetros de soldadura y movimiento para asegurar una correcta fusión en estos puntos de soldadura. También puede leer cómo cambia la separación y modificar los parámetros de movimiento para evitar que se produzcan fugas, de modo que se realice la pasada de raíz correcta».
El sistema de cobot combina el seguimiento láser de la costura con una cámara que proporciona al soldador una visión clara del alambre (o del alambre en una configuración de dos alambres) mientras el metal fluye hacia la ranura. Durante años, Novarc ha utilizado datos de soldadura para crear NovEye, un sistema de visión artificial basado en IA que automatiza el proceso de soldadura. El objetivo es que el operario no tenga que controlar la soldadura constantemente, sino que pueda alejarse para realizar otras tareas.
Comparemos todo esto con una aplicación que implica la preparación manual del conducto radicular, seguida de una pasada rápida y la preparación manual del conducto con calor mediante una fresadora para limpiar la superficie de los conductos radiculares. Después, el tubo corto finalmente se introduce en el canal de obturación y recubrimiento. «Esto suele requerir trasladar el tubo a otro lugar», añade Karimzade, «por lo que se necesita manipular más material».
Ahora imagina la misma aplicación con automatización mediante cobot. Utilizando una configuración de un solo hilo para los conductos radiculares y de recubrimiento, el cobot suelda la raíz e inmediatamente comienza a rellenar el conducto sin detenerse para reacondicionar la superficie de la raíz. Para tuberías gruesas, la misma estación puede comenzar con un soplete de un solo hilo y cambiar a un soplete de doble hilo para las pasadas posteriores.
Esta automatización robótica colaborativa podría revolucionar un taller de tuberías. Los soldadores profesionales dedican la mayor parte de su tiempo a realizar las soldaduras de tuberías más complejas, imposibles de hacer con un mandril rotatorio. Los principiantes pilotarán cobots junto a soldadores experimentados, observarán y controlarán las soldaduras y aprenderán a realizar soldaduras de alta calidad. Con el tiempo (y tras practicar en la posición manual 1G), aprenderán a manejar la antorcha y, finalmente, superarán las pruebas 5G y 6G para convertirse en soldadores profesionales.
Hoy en día, un principiante que trabaja con un cobot puede estar iniciando una nueva trayectoria profesional como soldador de tuberías, pero la innovación no le resta eficacia. Además, la industria necesita buenos soldadores de tuberías, especialmente formas de mejorar su productividad. Es probable que la automatización de la soldadura de tuberías, incluidos los robots colaborativos, desempeñe un papel cada vez más importante en el futuro.
Tim Heston, editor sénior de The FABRICATOR, trabaja en la industria de la fabricación de metales desde 1998, cuando comenzó su carrera en la revista Welding Magazine de la American Welding Society. Desde entonces, la revista ha cubierto todos los procesos de fabricación de metales, desde el estampado, el doblado y el corte hasta el rectificado y el pulido. Se unió a The FABRICATOR en octubre de 2007.
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