“El sistema de soldadura PIPEFAB es la joya de la corona de Lincoln Electric, ya que ofrece un rendimiento óptimo en la soldadura de tuberías con controles intuitivos, directos y sencillos, y un diseño llave en mano que minimiza el tiempo de preparación de la soldadora”, declaró Brian Senasi, Gerente Regional de Ventas en Alberta de Lincoln Electric.
Los cambios graduales son comunes en la fabricación, especialmente en la soldadura de tuberías. Por ejemplo, si se tienen parámetros definidos para un proceso de soldadura de tuberías, modificarlos para introducir un nuevo proceso puede resultar más problemático que beneficioso. Por eso, en algunas industrias, un método de soldadura probado y comprobado tiene una vida útil más larga que en otras. Si funciona, no lo cambies.
Pero a medida que surgen nuevos proyectos, los fabricantes de equipos de soldadura están desarrollando nuevas tecnologías para ayudar a los talleres a mejorar la productividad y la precisión de la soldadura.
Una correcta soldadura de la raíz es clave para un procedimiento de soldadura de tuberías exitoso, ya sea en el taller o en el campo.
“Nuestro sistema TPS/i es un sistema MIG/MAG ideal para soldaduras de raíz”, afirmó Mark Zablocki, técnico de soldadura de Fronius Canadá. TPS/i es el sistema MIG/MAG escalable de Fronius. Su diseño modular permite adaptarlo para su uso manual o automatizado según sea necesario.
“Para TPS/i, desarrollamos un sistema llamado LSC, que significa Control de Salpicaduras Bajas”, explicó Zablocki. LSC es un arco de cortocircuito portátil mejorado con alta estabilidad. El proceso se basa en cortocircuitos que ocurren a bajos niveles de corriente, lo que resulta en una reencendido suave y un proceso de soldadura estable. Esto es posible porque TPS/i puede identificar y responder rápidamente a las fases del proceso que ocurren durante un cortocircuito. “Obtuvimos un arco corto con la presión suficiente para reforzar la raíz. LSC creó un arco muy suave que fue más fácil de controlar”.
La segunda versión de LSC, LSC Advanced, ayuda a mejorar la estabilidad del proceso cuando se opera lejos de fuentes de alimentación. Los cables largos aumentan la inductancia, lo que a su vez genera más salpicaduras y reduce la estabilidad del proceso. LSC Advanced soluciona este problema.
“Cuando se empieza a usar la LSC Advanced, es cuando se necesita una conexión larga entre los pines y la fuente de alimentación, de unos 15 metros (50 pies) de alcance”, explicó Leon Hudson, gerente de soporte técnico de área para Perfect Welding en Fronius Canadá. Al igual que muchas soldadoras modernas, Fronius permite registrar cada soldadura.
“Se pueden estandarizar los parámetros de soldadura y configurarlos en la máquina”, explicó Hudson. “Esta máquina es configurable y solo el supervisor de soldadura puede acceder a estos parámetros mediante una tarjeta de acceso. Estos parámetros permiten controlar los kilojulios por pulgada que se generan en cada soldadura para garantizar el cumplimiento de las especificaciones”.
Si bien el sistema TPS/i es muy eficaz para soldaduras de raíz con un control preciso, la empresa ha desarrollado un proceso de Control Múltiple Pulsado (PMC) para completar las soldaduras de relleno con mayor rapidez. Este proceso de soldadura por arco pulsado utiliza un procesamiento de datos de alta velocidad para adaptarse a velocidades de soldadura más elevadas, manteniendo al mismo tiempo un arco estable.
“El soldador compensa parcialmente las variaciones en el alcance del operario para garantizar una penetración uniforme”, afirma Hudson.
El controlador de soldadura orbital AMI M317 está diseñado para aplicaciones en la fabricación de tuberías de alta calidad para semiconductores, productos farmacéuticos, energía nuclear y otras industrias. Cuenta con controles avanzados y una interfaz de pantalla táctil para simplificar la soldadura automatizada.
En la soldadura automática en el taller, cuando la tubería gira, el canal caliente se aplica en la posición 1G, y el estabilizador PMC se puede ajustar automáticamente según los puntos altos o bajos de la superficie de la tubería.
«La soldadora TPS/i monitoriza las características del arco y se adapta en tiempo real», explica Zablocki. «A medida que la superficie de soldadura oscila alrededor del tubo, la tensión y la velocidad del alambre se ajustan en tiempo real para proporcionar una corriente constante».
La estabilidad y el aumento de la velocidad son fundamentales para muchas de las mejoras tecnológicas que facilitan el trabajo diario de los soldadores de tuberías. Si bien todo lo anterior se aplica a la soldadura MIG/MAG, se ha observado una eficiencia similar en otros procesos, como la soldadura TIG.
Por ejemplo, la tecnología ArcTig de Fronius para procesos mecanizados acelera el procesamiento de tuberías de acero inoxidable.
«El acero inoxidable puede ser complicado porque disipa mal el calor y se deforma con facilidad», dijo Zablocki. «Normalmente, al soldar acero inoxidable, lo ideal para una sola penetración es de 3 mm. Pero con ArcTig, el tungsteno se enfría con agua, lo que da como resultado un arco más concentrado y una mayor densidad de arco en la punta del tungsteno. La densidad del arco es muy alta. Es fuerte y puede soldar hasta 10 mm con ebullición completa sin preparación previa».
Hudson y Zablocki destacan que cada propuesta de aplicación que elaboran en este ámbito parte del programa del cliente y de la tecnología que mejor se ajusta a sus requisitos. En muchos casos, las nuevas tecnologías ofrecen oportunidades para lograr mayor estabilidad, eficiencia y enriquecimiento de datos, garantizando así un trabajo bien hecho.
Con el sistema de soldadura PIPEFAB, Lincoln Electric buscaba crear un equipo que simplificara la soldadura de tuberías y la fabricación de recipientes.
“Utilizamos diversos métodos de soldadura de tuberías en varias máquinas; en el sistema de soldadura PIPEFAB, hemos adoptado un enfoque específico para reunir todos los métodos que pueden ser útiles para la soldadura de tuberías y combinarlos en un solo paquete”, dijo David Jordan, director de la División Industrial Global de Lincoln Electric, Industrias de Fontanería y Procesos.
Jordan señala el proceso de transferencia de tensión superficial (STT, por sus siglas en inglés) de la empresa como una de las tecnologías incluidas en el sistema de soldadura PIPEFAB.
«El proceso STT es ideal para las pasadas de raíz en tuberías ranuradas», afirmó. «Se desarrolló hace 30 años para soldar materiales delgados porque proporciona un arco muy controlado con baja entrada de calor y mínima salpicadura. Posteriormente, descubrimos que era muy adecuado para la soldadura de cordón de raíz en la soldadura de tuberías». Y añade: «En el sistema de soldadura PIPEFAB, utilizamos la tecnología STT tradicional y mejoramos aún más el arco para optimizar el rendimiento y la velocidad».
Los sistemas de soldadura PIPEFAB también están equipados con la tecnología Smart Pulse, que monitoriza la configuración de la máquina y ajusta automáticamente la potencia del pulso para proporcionar el arco perfecto para cada trabajo.
“Si utilizo una velocidad de alimentación de alambre baja, el sistema detecta que estoy usando un proceso de baja potencia, por lo que me proporciona un arco muy nítido y enfocado, perfecto para velocidades de alimentación bajas”, explicó Jordan. “Cuando aumento la velocidad de alimentación, automáticamente genera una forma de onda diferente. El operador no necesita saberlo, simplemente sucede internamente. Estos ajustes permiten al operador concentrarse en soldar y no preocuparse por otros aspectos técnicos”.
El sistema fue diseñado para crear una máquina que permitiera a los soldadores realizar todas las tareas, desde el laminado de raíz hasta el relleno y el acabado, en una sola máquina.
“Cambiar de una tecnología a otra es muy fácil”, dijo Jordan. “Tenemos un alimentador doble en el sistema de soldadura PIPEFAB, por lo que puede comenzar el proceso STT en un lado del alimentador con la antorcha y los consumibles adecuados para una pasada de raíz de separación (necesita una punta cónica para realizar esta soldadura de raíz y una pistola más ligera para mayor agilidad) y, por otro lado, estará preparado para rellenar y cerrar canales, ya sean tubulares, de núcleo duro o de núcleo metálico”.
“Si va a instalar una raíz STT de alambre sólido de 0,9 mm (0,35") con un relleno y una capa de alambre con núcleo metálico o alambre con núcleo fundente de 1,2 mm (0,45"), solo necesita instalar dos consumibles en una configuración doble a cada lado del alimentador”, explicó Brian Senacy, gerente de ventas de Lincoln Electric en Alberta. “El operador inserta la raíz y toma otra pistola sin tocar la máquina. Al apretar el gatillo de esa pistola, el sistema cambia automáticamente al otro proceso y configuración de soldadura”.
Si bien es importante contar con tecnología de punta en la máquina, también es importante para Lincoln y sus clientes que el sistema de soldadura PIPEFAB pueda manejar procesos de soldadura de tuberías tradicionales como TIG, electrodo y alambre tubular.
“Los clientes sin duda quieren aprovechar la avanzada tecnología STT para soldadura con hilo sólido o núcleo metálico y Smart Pulse. Si bien el nuevo proceso es lo más importante, los clientes aún utilizan procedimientos obsoletos o anticuados de vez en cuando”, dijo Senasi. “Todavía necesitan poder realizar procesos de soldadura TIG o con barra. Los sistemas de soldadura PIPEFAB no solo ofrecen todos estos procesos, sino que el diseño Ready-to-Run cuenta con conectores especiales para que sus antorchas TIG estén siempre conectadas y listas para usar”.
Otra tecnología lanzada recientemente y disponible como actualización del sistema de soldadura de PIPEFAB es el sistema MIG HyperFill de dos hilos de la compañía, que aumenta significativamente las tasas de deposición.
“Durante el último año y medio, hemos comprobado que la tecnología HyperFill es muy eficaz para el sellado de tuberías”, afirmó Jordan. “Si se añade un enfriador de agua y se utiliza una pistola refrigerada por agua, ahora se puede ejecutar este proceso de llenado y sellado de dos líneas. Hemos logrado tasas de deposición de 15 a 16 libras por hora, y con nuestro mejor proceso de una línea, podemos alcanzar de 7 a 8 libras por hora. Por lo tanto, puede duplicar con creces la tasa de sedimentación en la posición 1G”.
“Nuestra serie de máquinas Power Wave es popular y potente, pero las ondas que generan no son necesarias en el taller de tuberías”, afirma Senasi. “Se han eliminado las ondas de aluminio y bronce de silicio para centrarnos en las que sí son útiles para los equipos de soldadura de tuberías. El sistema de soldadura PIPEFAB ofrece opciones para acero y acero inoxidable 3XX, alambre macizo, alambre con núcleo metálico, alambre con núcleo fundente, SMAW, GTAW y más: todos los patrones que se necesitan para soldar tuberías”.
Tampoco se requieren conclusiones semánticas. La tecnología Cable View de la compañía monitorea continuamente la inductancia del cable y ajusta la forma de onda para mantener un rendimiento estable del arco en cables largos o enrollados de hasta 20 metros (65 pies). Esto permite que el sistema realice rápidamente los cambios adaptativos necesarios para garantizar el funcionamiento estable del arco.
“Check Point Cloud Production Monitoring se puede configurar para enviar automáticamente un mensaje a los supervisores cuando el rendimiento de la máquina cae por debajo de un umbral determinado. Check Point Production Monitoring cierra el ciclo de mejora de procesos, de modo que una vez realizados los cambios, se pueden supervisar y validar las mejoras”, afirmó Senasi. “La recopilación de datos es cada vez más popular y los clientes destacan las oportunidades que esto les brinda para gestionar mejor su negocio”.
Las empresas están haciendo todo lo posible por modernizar los procesos de soldadura automatizada, que ya de por sí son complejos, aprovechando la capacidad de recopilar datos durante las operaciones para optimizar los mecanismos de retroalimentación del proceso. Un ejemplo de ello es el controlador de soldadura orbital M317 de ESAB Arc Machines Inc. (AMI).
Diseñado para su uso en aplicaciones de oleoductos, semiconductores, productos farmacéuticos, energía nuclear y otras aplicaciones de alta gama, cuenta con controles avanzados y una interfaz de pantalla táctil para simplificar la soldadura automatizada.
“Los controladores TIG orbitales anteriores fueron diseñados por ingenieros para ingenieros”, afirmó Wolfram Donat, arquitecto principal de software de AMI. “Con el M317, los soldadores nos están mostrando lo que necesitan. Queremos facilitar el acceso a la soldadura de tuberías. Aprender a usar una soldadora orbital puede llevar una semana, pero dominarla por completo puede llevar meses, y el retorno de la inversión puede tardar hasta dos años. Queremos acortar la curva de aprendizaje”.
El controlador recibe datos de diversos sensores, lo que permite a los operarios controlar las soldaduras de diferentes maneras. La pantalla táctil incluye un generador automático de planos de tuberías. El editor de programación permite al operario ajustar, configurar, añadir, eliminar y navegar por los niveles actuales. En el modo de soldadura, el motor de análisis de datos proporciona información en tiempo real y la cámara ofrece una visualización en tiempo real de la soldadura.
En combinación con WeldCloud de ESAB y otras herramientas de análisis orbital, los usuarios pueden recopilar, almacenar y gestionar archivos de datos localmente o en la nube.
“Queríamos crear un sistema que no quedara obsoleto en una generación, pero que pudiera satisfacer las necesidades del negocio en el futuro”, dijo Donat. “Si una tienda no está preparada para el análisis en la nube, aún puede obtener datos de la máquina porque está en sus propias instalaciones. Cuando el análisis se vuelva importante, esa información estará disponible”.
“El M317 combina la imagen de vídeo con los datos de soldadura, le añade una marca de tiempo y graba el proceso”, explicó Donath. “Si estás realizando una soldadura prolongada y encuentras una protuberancia, no tienes que desecharla porque puedes revisar cada instancia del problema resaltada por el sistema”.
El M317 dispone de módulos para registrar datos a diferentes velocidades. En aplicaciones como las de petróleo, gas y energía nuclear, la frecuencia de registro de datos puede depender de la calidad de los componentes específicos. Para certificar una soldadura, un tercero puede requerir datos precisos que demuestren que no hubo desviaciones en la corriente, el voltaje ni en ningún otro parámetro durante el proceso de soldadura.
Todas estas empresas demuestran que los soldadores cuentan cada vez con más datos y mecanismos de retroalimentación para realizar soldaduras de tuberías de mayor calidad. Con estas tecnologías, el futuro se presenta prometedor.
Robert Colman ha sido escritor y editor durante 20 años, cubriendo las necesidades de diversas industrias. Durante los últimos siete años se ha dedicado a la industria metalúrgica, ejerciendo como editor de Metalworking Production & Purchasing (MP&P) y, desde enero de 2016, como editor de Canadian Fabricating & Welding. Durante los últimos siete años se ha dedicado a la industria metalúrgica, ejerciendo como editor de Metalworking Production & Purchasing (MP&P) y, desde enero de 2016, como editor de Canadian Fabricating & Welding. Последние семь лет он посвятил себя metallobrabatывающей промышленности, работая редактором журнала Metalworking Production & Purchasing (MP&P), а с enero de 2016 — редактором Fabricación y soldadura canadienses. Durante los últimos siete años, se ha dedicado a la industria metalúrgica, desempeñándose como editor de Metalworking Production & Purchasing (MP&P) y, desde enero de 2016, como editor de Canadian Fabricating & Welding.在过去的七年里，他一直致力于金属加工行业，担任Producción y compras de metalurgia (MP&P) 的编辑，并自2016 年1月起担任Canadian Fabricating & Welding 的编辑。Producción y compra de metales (MP&P) Последние семь лет он работал в металлообрабатывающей промышленности в качестве редактора журнала Metalworking Production & Purchasing (MP&P), а с января 2016 año — в качестве редактора Fabricación y soldadura canadienses. Durante los últimos siete años, ha trabajado en la industria metalúrgica como editor de Metalworking Production & Purchasing (MP&P) y, desde enero de 2016, como editor de Canadian Fabricating & Welding.Es egresado de la Universidad McGill, donde obtuvo su licenciatura, y posee una maestría de la UBC.
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