Tiempo de inactividad debido a las piezas de desgaste durante la soldadura robótica

En el primer blog sobre cómo reducir tiempos de inactividad con el equipo de soldadura robótica, nos enfocamos en las antorchas de soldadura. Analizamos la elección correcta de la antorcha de soldadura robótica, la potencia de la antorcha, la geometría de la antorcha y destacamos que sin una programación "limpia" nada de esto funcionará.

1. Selección de la antorcha de soldadura robotizada según la aplicación ✓
2. Selección de piezas de desgaste como punta de contacto, tobera de gas, distribuidor de gas y guía de alambre
3. Ensamble de cables y guía de ensamble de cables
4. Soporte de antorcha robotizada y protección de apagado
5. Estación de limpieza de antorchas

 Este artículo de blog se centrará en el importante tema de las piezas de desgaste. La punta de contacto, la tobera de gas, el difusor de gas y la guía están justo en la parte delantera del proceso, exactamente donde la generación de calor es mayor, las salpicaduras de soldadura dentro y alrededor y el material difícil de procesar de las piezas de desgaste ofrece mucho potencial para el tiempo de inactividad. El mantenimiento regular y el reemplazo de estas piezas de desgaste aumentarán significativamente la vida útil. En este artículo, aprenderá lo que debe tener en cuenta en general.

2. La correcta elección de piezas de desgaste

Vida útil: un tema que es extremadamente importante en la soldadura con robot, porque cada minuto que un robot de soldadura no puede soldar cuesta tiempo y dinero. Por esta razón, no se debe ahorrar en la calidad y, por lo tanto, en los costos de las piezas de desgaste, como la punta de contacto, la tobera de gas, el soporte de la punta de contacto y la guía. Cada parada no planificada del sistema de soldadura robótica cuesta más en relación con una pieza de desgaste de alta calidad.

Punta de contacto

La punta de contacto – también llamada tubo de contacto – tiene la tarea de transferir de manera óptima la corriente de soldadura al electrodo de alambre alimentado continuamente. La velocidad de alimentación del alambre suele estar entre 8-18 m/min. Dependiendo del proceso, también puede ser mayor.

Si desea garantizar una larga vida útil para sus sistemas de robot, también debe prestar atención a la calidad de las puntas de contacto producidas en masa, en términos de material y mano de obra. Por supuesto, también hay puntas de contacto o tubos de contacto de bajo costo en el mercado, pero por un lado, estos deben cambiarse con más frecuencia, lo que a su vez interrumpe el proceso de soldadura. Por otro lado, las puntas de contacto de mala calidad del material y mano de obra son contraproducentes para una buena calidad del cordón de soldadura.

Las principales causas del desgaste de la punta de contacto son:

• Desgaste mecánico debido al arrastre del orificio, principalmente influenciado por el material del electrodo de alambre y la temperatura de la punta de contacto
  → Consecuencia: El cable ya no corre centrado y perjudica el TCP

• Suciedad en el orificio: causada por la abrasión del alambre y los residuos del agente de trefilado
  → Consecuencia: La abrasión se asienta en la entrada de la punta de contacto o se transmite a través de la punta de contacto y produce arcos inestables que pueden llegar a adherirse.

• Desgaste electro erosivo: causado por micro arcos entre el alambre y la punta de contacto que eliminan material dentro del orificio.
  → Consecuencia: La punta de contacto se desgasta.

Los requisitos para el material de una punta de contacto o un tubo de contacto son los siguientes:

• Alta resistencia al desgaste
• Buena conductividad térmica
• Alta resistencia al calor
• Buena conductividad eléctrica

Todo científico de materiales reconoce inmediatamente: no hay material que reúna todas estas propiedades. Esto significa que al seleccionar una punta de contacto, se debe tener en cuenta el alambre de soldadura, los parámetros de soldadura y el ensamble de cables de la antorcha de soldadura utilizado (enfriado por aire o por agua). Pero también hay que incluir en la decisión el gas de protección utilizado, ya que según su composición produce un arco más o menos intenso.

Sin embargo, dos materiales están muy cerca de cumplir estos requisitos para una punta de contacto: el cobre electrolítico (E-Cu) y el cobre-cromo-circonio (CuCrZr).

Propiedades materiales de E-Cu y CuCrZr

En comparación con el cobre-cromo-circonio, el cobre electrolítico es un mejor conductor eléctrico, pero menos resistente al desgaste. El contenido de circonio hace que las puntas de contacto o los tubos de contacto sean más resistentes al desgaste y, por lo tanto, es el material recomendado para la soldadura robotizada. Las puntas de contacto hechas de cobre electrolítico deben usarse para corrientes de hasta un máximo de 350 amperios. Aunque CuCrZr es el material más caro, garantiza una vida útil más larga. A continuación se muestra la comparación directa:

Calidad de mano de obra

Una punta de contacto de alta calidad puede reconocerse por su geometría general coherente: un orificio centrado y preciso con una superficie lisa y conexiones roscadas bien hechas. Las puntas de contacto inferiores tienen una superficie rugosa en el área del orificio. ABICOR BINZEL, por ejemplo, fabrica puntas de contacto utilizando un proceso de taladrado profundo de alta velocidad y garantiza una alta calidad constante en términos de tolerancias de perforación y rugosidad superficial en el orificio.

Consejo

→ Cuando compre puntas de contacto, asegúrese de buscar calidad.

Toberas de gas

Así como en la soldadura manual, las toberas de gas para soldadura robótica se seleccionan para garantizar una cobertura de gas de protección óptima y permitir una buena accesibilidad al componente. Dado que se utilizan directamente en el proceso de soldadura, están permanentemente expuestas a salpicaduras de soldadura. La adherencia excesiva de salpicaduras es la causa principal del desgaste de la tobera de gas y conduce a problemas de cobertura de gas, así como a la formación de puentes y, posteriormente, a un cortocircuito.

Algunas veces es necesario elegir una punta más grande (stick-out): la punta de contacto sobresale más de la tobera de gas, por ejemplo, para poder llegar más cerca de la unión que se va a soldar. Si, por el contrario, una tobera de gas está más alejada del proceso, se debe suministrar más gas para garantizar una suficiente cobertura de gas de protección. A cambio, se depositan menos salpicaduras de soldadura en la tobera de gas. Las toberas de gas especiales de espacio estrecho, que se utilizan junto con las puntas de contacto de espacio estrecho, son una posible solución. Gracias a su geometría, se pueden alcanzar incluso huecos profundos y se pueden realizar soldaduras desde la raíz hasta la capa superior.

Además del básico cuerpo de cobre, la mayoría de las toberas de gas para soldadura robótica tienen revestimientos superficiales para reducir la adherencia de las salpicaduras a través de la reflexión y una superficie más dura.

Las salpicaduras de soldadura son un problema importante para las toberas de gas. Aunque las salpicaduras se pueden reducir con un proceso de soldadura bien ajustado, no se pueden prevenir por completo en la soldadura MIG/MAG.

Consejos

→ En la soldadura robótica, los intervalos de limpieza deben programarse firmemente para eliminar las salpicaduras de soldadura adheridas y evitar la formación de nuevas salpicaduras.

→ Equipe sus robots de soldadura con toberas de gas roscadas en lugar de a presión. Estas generalmente mantienen un ajuste firme y seguro en la antorcha de soldadura durante el proceso de soldadura, así como durante los intervalos de limpieza en las estaciones de limpieza.

Protección contra salpicadura & difusor de gas

Si el sistema de antorcha robotizada no lo especifica, la elección entre la protección contra salpicaduras y el difusor de gas es una decisión basada en la situación. Un difusor de gas actúa como una regadera y, por lo tanto, permite una muy buena cobertura de gas de protección. Esta pieza de desgaste se utiliza principalmente para soldar aluminio o acero inoxidable, donde la cobertura de gas debe ser lo más laminar posible. La protección contra salpicaduras permite que el molino de limpieza acceda de manera óptima al interior del cabezal de la antorcha de soldadura, a menudo hasta por encima de los orificios de gas en el tubo interior y, por lo tanto, garantiza una buena cobertura de gas constante.

Consejo

→ Tanto el difusor de gas como la protección contra salpicaduras deben estar hechos de un material resistente a altas temperaturas, ya que la soldadura se realiza muy a menudo con cargas elevadas durante la soldadura con robot. Esto mantiene bajos los tiempos de inactividad y alta la vida útil del sistema de antorcha de soldadura robotizada.

Guías & núcleos de alambre

Hay muchas guías diferentes en el mercado y por ende se pueden cometer errores al elegir la adecuada para los robots de soldadura. Una guía o liner siempre depende del alambre a transportar. Las guías de plástico se usan para alambres blandos y las guías de acero se usan para alambres de acero. La regla básica es: una guía debe compensar las fuerzas de fricción causadas por el electrodo de alambre.

Para este propósito, el alambre de la guía requiere:

• tener una alta resistencia inicial
• estar enrollado con una alta precarga
• tener una superficie limpia y sin marcas, incluso después de enrollar

Siempre seleccione la guía que coincida con el alambre

Si, por ejemplo, se selecciona una guía dura para un cable de aluminio muy blando, el polvo del metal se elimina por frotamiento y puede acumularse y pegarse en un punto estrecho de la punta de contacto. La alimentación de alambre quedaría bloqueada.

Siga las instrucciones de instalación de la guía

Al montar una guía, es importante ponerla siempre ligeramente bajo presión. Esto significa: un forro debe tener aprox. 3-5 mm más de largo que el ensamble de cables, para que se coloque con presión contra la entrada cónica de la punta de contacto. Esto evita que la guía se afloje dentro del ensamble de cables o se mueva. Especialmente con un cable blando, existe el peligro de que se rompa hacia los lados y se enrede; se produce el llamado "nido de pájaros". Esto puede ocurrir generalmente dondequiera que el cable encuentre un espacio en su camino hacia el proceso.

Reemplace la guía a tiempo

Incluso con una guía que se adapta de forma óptima a un cable, las partículas de cable se eliminan por frotamiento o el cable provoca abrasión, que se deposita en las juntas. Esto se puede reconocer, entre otras cosas, por el hecho de que el arco se vuelve inestable, el alambre no se desliza suavemente a través del ensamble de cables o ya no se puede transportar. Antes de que el cable se fusione con la punta de contacto, lo que se conoce como retro quemado, o el proceso deba interrumpirse para volver a trabajar el componente a mano, la guía debe reemplazarse como mantenimiento preventivo. Las cosas no planificadas que se pueden evitar son molestas y costosas, y deben evitarse si es posible.

Consejos

→ Al instalar guías, asegúrese de que haya suficiente fijación en forma de boquilla de sujeción o arandela de retención en la conexión del ensamble de cables.

→ Las guías no deben poder moverse libremente de un lado a otro en el ensamble de cables.

→ Todas las interfaces hacia el interior y el exterior deben estar absolutamente libres de rebabas. 

→ Los liners o guías deben insertarse bajo presión.

→ Elija siempre la guía que coincida con el alambre.

→ Reemplace la guía de acuerdo con un ritmo fijo que se adapte al proceso para aumentar la vida útil.




Si tiene algún comentario o pregunta sobre puntas de contacto, toberas de gas y compañía. con respecto a los tiempos de inactividad de los robots de soldadura, no dude en dejarlos en el campo de comentarios.

En el próximo blog sobre este tema, veremos más de cerca el ensamble del cable, la guía del ensamble del cable, el soporte de la antorcha y la protección de auto apagado, así como la limpieza de la antorcha de soldadura con una estación de limpieza.

Nos vemos y…

¡Feliz soldadura!