Porosidad en soldadura robótica

Publicado por Jeff Henderson en 22/06/2020 06:34:16 PM
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La porosidad es un dolor de cabeza en la soldadura robótica.

Sucede. No sabes de dónde viene todo el tiempo, ni cómo está sucediendo, y pasas días o incluso semanas resolviendo ese problema.

Todos hemos pasado por eso.

Sin embargo, hay algunas cosas comunes que puedes verificar y algunos factores en tu proceso de soldadura que pueden ayudar a marcar la causa raíz de la porosidad, acelerar su solución y hacer que tu celda de soldadura vuelva a funcionar a toda velocidad.

Estas son algunas preguntas que debes hacerte para solucionar problemas de porosidad:

  • ¿Qué tipo de porosidad estoy teniendo?
  • ¿Cuándo surge la porosidad en tu soldadura? 
  • ¿Cuál es el valor del regulador de gas en comparación con la antorcha?
  • ¿Hay contaminación metálica del metal base o del alambre de soldadura?

Conocer estas 4 preguntas básicas te guiará rápidamente a través de la resolución de problemas de porosidad.

¿Qué tipo de porosidad estoy teniendo? 

Puedes definir la porosidad de la soldadura prácticamente separándola en dos tipos:

  • Porosidad Interna –  Cuando la porosidad aparece debajo de la superficie de una soldadura de aspecto aceptable
  • Porosidad Externa – Cuando la porosidad aparece en la apariencia exterior, incluso si internamente la soldadura es sólida 

Dependiendo de qué tipo de porosidad es, puedes señalar dos causas.

Internal PorosityCasi siempre, la porosidad interna será causada por la contaminación de metales. Lo que lo hace peligrosa es que la única forma de encontrarla es mediante rayos X o pruebas de destrucción; algo que no se hará todo el tiempo si una soldadura parece aceptable desde el exterior.

La contaminación puede provenir del aceite que está en el metal o incluso del metal que está recubierto (acero galvanizado). El aceite en el metal siempre presenta un riesgo de porosidad, parte de la razón por la cual la limpieza y preparación del metal es un punto tan importante para muchos fabricantes.

Esto resulta un riesgo principalmente si sueldas con parámetros bajos, ya que las aplicaciones de menor amperaje permitirán que el charco de soldadura se congele antes de que el gas escape de la soldadura, lo que congelará el aceite dentro como si fuera un fósil. Eso hace que el interior de la soldadura quede como un queso fundido y cause porosidad interna.

Con el metal galvanizado, el recubrimiento ya ha contaminado el metal. Esto significa que debes buscar una posible solución en tu alambre de soldadura. Por ejemplo, cuando realizas una soldadura galvanizada, se trabaja con material más pesado y no funciona bien con la soldadura. Una forma de solucionar eso es usar un tipo especial de alambre de núcleo metálico que permanezca líquido por más tiempo en el charco de soldadura y permita que escape el gas.

Porosity WeldCon la porosidad externa, puedes observar más el gas y cómo se ve afectado. El problema más común es que el tanque no está suministrando suficiente gas, pero es una causa muy común de porosidad que se deposite demasiado gas al charco de soldadura.

Otros factores como el viento, incluso la brisa más sutil, pueden causar porosidad cuando todos los demás ajustes parecen ser correctos.

Para detallar lo fácil que puede ser tener una porosidad externa debido a las condiciones atmosféricas, contaré una historia específica que me desconcertó durante un par de semanas cuando estaba soldando la estructura para camionetas Ford:

Acabábamos de instalar las líneas F-150 y teníamos nuestra estación de modulación frontal, y nos encontramos con una porosidad intermitente todo el día.

La carga estaba limpia, el gas estaba correcto, no había fugas, y todo el equipo era completamente nuevo. Todo estaba configurado correctamente.

Lo que encontramos eventualmente fue que cuando una puerta superior estaba abierta al lado de la celda, una puerta que estaba a unos 20 o 25 pies de distancia, de repente teníamos porosidad en esas soldaduras hasta que la puerta volviera a cerrarse.

Desde la abertura de la puerta que se abría constantemente, había suficiente presión negativa en el edificio como para que la brisa la atravesara. Terminamos cubriendo un montón de cortinas tanto en la puerta superior como en el frente de esa celda para evitar que entrara la brisa.

No se necesita mucho flujo de aire para eliminar la cobertura de gas. Puede ser una brisa ligera. A veces es incluso difícil de sentir. Cualquier tipo de movimiento de aire importante en esa celda puede afectar el gas protector. Incluso un sistema de movimiento de aire como la extracción de gases de escape puede causar porosidad externa, dependiendo de dónde atraigas el aire de reposición en esa celda.

A veces, buscar las causas más simples puede ser la cura exacta para la porosidad

¿Cuándo surge la porosidad en tu soldadura? 

External Porosity V GrooveLo primero que debes verificar es si la porosidad está ocurriendo al comienzo o durante una aplicación.

Esa es solo una observación que te indicará dónde solucionar problemas. Si la antorcha robótica suelda muy bien todo el día y la porosidad comienza a aparecer, es muy probable que se trate de una tobera sucia. Verifica que la tobera esté limpia y que el difusor también se encuentre limpio y despejado para que el gas viaje.

Si se produce porosidad al comienzo de un turno y funciona de manera deficiente, entonces lo primero que debes revisar es el regulador de gas en la parte posterior de la celda.

Esos dos elementos son las dos cosas más grandes y fáciles de verificar. Si tu antorcha y su tobera están limpias y el regulador está bien, purga a través del robot y asegúrate de que el gas entre por la tobera.

¿Cuál es el valor del regulador de gas en comparación con la antorcha?

Asegúrate de que el valor en el indicador del regulador de gas coincida con lo que se entrega al extremo frontal de la antorcha robótica. He visto presión entrante o CFH que estaba bien, pero no había gas de protección saliente porque hay una obstrucción en el regulador.

Después de eso, usa la consola de programación del robot para purgar el gas y asegurarte de que tu gas llegue a través de la tobera. Si no entra por la tobera, desconecta la línea de gas que va del alimentador a la antorcha y luego purga, purga nuevamente y ve si estás obteniendo gas del suministro al alimentador.

Start and Stop Porosity

Si es así, entonces tu problema está en el cable de la antorcha o en algún lugar debajo de la antorcha. Si no hay gas viajando hasta el alimentador, entonces el problema está en tu línea de suministro. Eso sería de la válvula al campo.

Si todas esas comprobaciones de resolución de problemas no muestran signos de problema y todavía estás recibiendo flujo hasta el final, pero obteniendo porosidad, lo siguiente que debes verificar es si hay fugas.

Una línea discontinua en algún lugar donde podrías estar atrayendo de la atmósfera. Una causa fundamental de la porosidad con una línea discontinua es que está sacando aire del exterior y forzándolo a salir a través de la antorcha.

Es un hecho bastante común, así que asegúrate de verificarlo detenidamente.

Cuando estás solucionando problemas de porosidad, deseas identificar las causas para descartar las posibilidades. Me encontré con ese escenario exacto haciendo entrenamiento y el operador de soldadura abría la puerta del garaje en el verano. Tienen óxido y porosidad en sus partes y su CFH era extremadamente alto, cerca de 90.

En ese escenario, donde la puerta del garaje estaba abierta, no era obvio para el personal de soldadura que estaban soplando viento a través de la planta y causando porosidad. Para compensar, subieron el gas, siguieron subiendo el gas y tuvieron una mano luchando contra la otra al tener dos impulsores separados de porosidad externa sin abordar adecuadamente ninguna de las causas.

¿De dónde proviene la contaminación de la soldadura? 

La menor cantidad de contaminación en el material base puede ser mortal en lo que respecta a la porosidad.

Mencionamos anteriormente con porosidad interna cómo los aceites u otras sustancias en el metal base pueden congelarse fácilmente dentro de la soldadura y fosilizarse. Estas sustancias pueden provenir de cualquier parte de la planta, incluidos:

  • Procesos de troquel
  • Agentes anticorrosivos
  • Prevención de oxidación
  • Estampado
  • Lubricaciones en seco

Por lo tanto, no es sólo un aceite húmedo lo que puede ser la causa de la porosidad dentro de una soldadura. Todos estos tipos de factores, especialmente en las plantas de soldadura de fabricante automotrices donde se utilizan muchas de estas aplicaciones, deben tenerse en cuenta al solucionar problemas de porosidad.

Puede suceder cuando estos agentes se secan en algunas partes del material base o se concentran en otras, y podrás ver la forma de porosidad sólo en un área.

Weld Porosity End of Weld

Los parámetros de soldadura también deben tenerse en cuenta. Si tienes una película muy ligera de estampado de aceite en una parte, pero estás soldando 500 amperios, estás quemando ese aceite antes de que el nivel se acerque al aceite. Si estás realizando una soldadura TIG o una soldadura MIG de bajo amperaje, no se está calentando lo suficiente como para vaporizar ese aceite o contaminante.

Es por eso que cuando realizas soldaduras de trabajo más ligero, un poco de aceite te perjudicará bastante. Mientras que con una fuerte deposición de soldadura ese tipo de problema no es tan común. Por lo general, con la soldadura por deposición pesada, serán impurezas como el óxido, la oxidación, la anodización, la costra de laminado o los recubrimientos galvanizados, las que se vuelven más prominentes a medida que los fabricantes de automóviles enfatizan la resistencia a la corrosión en piezas más delgadas.

Incluso el proceso de soldadura puede jugar un papel en las causas de porosidad. El CO2 directo creará un arco más caliente y tendrá menos posibilidades de causar porosidad dependiendo de la cantidad de amperaje que estés poniendo en la soldadura.

El alambre de soldadura también puede marcar la diferencia. Dependiendo de la reacción con los gases inertes o los gases de protección. Todo puede ser una combinación. Por ejemplo, si un material está recubierto, diferentes tipos de alambre afectarán el proceso. Para galvanizado, un alambre de núcleo metálico debido a los agentes de limpieza adicionales para ayudar a extraer las bolsas de gas y las impurezas puede ayudar a limitar las salpicaduras. Pero también puedes usar alambre sólido para galvanizado y evitar la porosidad, aunque necesitarías tener en cuenta que será un recorrido más bajo y probablemente un aumento de salpicaduras.

 
 

Resumen

La porosidad puede ser un gran obstáculo en el proceso de producción. Pero, si tienes un plan de ataque claro para abordar los problemas de porosidad a medida que los encuentras, puedes abordar sistemáticamente las causas probables y llegar a una solución más rápido.

Siempre considera el tiempo en la soldadura, los factores alrededor del material base y la configuración de tu soldadura. Conocer todo esto te dará un plan de ataque efectivo y hará que tu producción de soldadura vuelva a funcionar rápidamente.

Temas: Soldadura robótica, porosidad