Soldadura por resistencia: La opción fiable para unión metálica robótica de alta calidad

Conocida como líder consolidada en soldadura robótica, Yaskawa no es ajena a los matices de la automatización de soldadura por arco. Robusta y fiable, la soldadura por arco mediante robots industriales ha evolucionado en las últimas décadas, satisfaciendo eficazmente diversas necesidades de manufactura. Aunque este método común de unir piezas metálicas crea piezas increíblemente fuertes con muchas opciones flexibles, también tiene sus contrapartidas.

No hay forma de evitar que la automatización de soldadura por arco use muchos consumibles, como hilo y gas. Aunque efectiva, este tipo de unión adhesiva introduce un nuevo nivel de material potencialmente peligroso, junto con el gasto continuo de consumibles. Además, el proceso de soldadura por arco robótico crea un nivel muy alto de rayos UV que requieren ciertas precauciones de seguridad.

Estas razones, sumadas a tiempos de ciclo potencialmente largos y requisitos de espesor de metal, hacen cuestionar si puede haber un mejor método de soldadura para ciertas tareas.

Soldadura por puntos
Napoleon Hill, uno de los motivadores originales de mediados de 1900, solía decir «De la resistencia surge la fuerza». Ese dicho no enriqueció rápidamente a nadie como prometía Hill, pero guarda mucha verdad en la soldadura actual.

La soldadura por resistencia —específicamente «soldadura por puntos»— ha sido una solución popular de unión metálica para fabricantes automotrices y otros durante muchos años. Se logra pasando una corriente eléctrica entre capas de metal mientras se aplica presión, creando un fuerte enlace metálico llamado «nugget» en el punto de ejecución. También puede modificarse usando electrodos tipo rueda para recorrer una costura para una soldadura más larga. Aunque simple en naturaleza, este método proporciona a aplicaciones particulares grandes ventajas:

Rentable
Como no se usa metal de aporte ni gas de protección en la soldadura por puntos, el coste por soldadura y peso se reduce rápidamente limitando consumibles. Por el contrario, la soldadura por arco puede consumir boquillas y puntas de antorcha. Con soldadura por resistencia, una pistola de puntos tendrá puntas que pueden ser rectificadas para renovarlas varias veces antes de necesitar reemplazo.

Típicamente, las piezas para soldadura por puntos son estampadas, lo que suele ser más asequible que piezas mecanizadas. El uso de piezas estampadas añade otro nivel de consistencia al proceso, contribuyendo al ahorro de costes. El coste de sistemas de soldadura por arco y por puntos es bastante comparable, pero ambos son mucho más baratos que las alternativas láser.

Más seguro
Métodos de soldadura por arco, como MIG o TIG, crean gran cantidad de luz UV dañina para piel y ojos. Los usuarios deben protegerse con protección ocular, como careta de soldadura. Las cortinas de arco alrededor de soldadores y robots se consideran protección secundaria, y no deben confiarse para seguridad total al observar una soldadura en acción.

Aunque la soldadura por puntos produce algunas chispas, es mucho menos que las de soldadura MIG, que pueden quemar agujeros en algunos materiales. En general, la seguridad puede simplificarse, ya que no necesita reducir el destello de arco, ni controlar la misma cantidad de chispas y salpicaduras.

Más limpio
Con soldadura por puntos, hay inherentemente mucha menos salpicadura que puede contaminar el acabado de una pieza y el suelo de la celda. Asimismo, los humos se reducen drásticamente y el humo se minimiza. Por el contrario, la salpicadura de soldadura por arco puede causar problemas estéticos en piezas, o lidiar con las temidas «perlas de soldadura» que pueden sonar eternamente dentro de una pieza cerrada.

La estética en soldadura por puntos es consistente y limpia, mientras que con soldadura por arco, crear un cordón de soldadura bonito puede ser desafiante. Todas las piezas soldadas por puntos son de doble capa, y la soldadura está esencialmente oculta dentro del cuerpo de la pieza, en lugar de producir una costura muy visible.

Además, el temporizador de soldadura será comparable en tamaño y requisitos de conexión a la fuente de alimentación de soldadura por arco. Sin embargo, un barril de hilo y conducto dentro de la celda ya no serán necesarios, y el limpiador desordenado a veces puede ser reemplazado por un rectificador de puntas para pistola de puntos.

Consistente
Las piezas soldadas por puntos experimentan menos deformación por menor aporte de calor, y tienen una repetibilidad muy alta. Las piezas también son generalmente más ligeras, ya que pueden ser huecas al combinar dos piezas estampadas. No hay metalurgia de metal de aporte que considerar, haciendo el proceso relativamente similar para piezas disímiles.

Más rápido
Un tiempo de apriete típico de soldadura por puntos solo toma una fracción breve de segundo, y un robot puede moverse de punto a punto muy rápido. No se requiere preparación de superficie, a la que la soldadura por arco puede ser sensible. La velocidad de avance de una antorcha MIG está limitada por el metal de aporte, aporte de calor y otras variables. Mientras algunos procesos manuales de soldadura por arco pueden ser muy difíciles de automatizar según accesibilidad y tamaño de pieza, casi toda aplicación de soldadura por puntos puede automatizarse. En general, el tiempo de fabricación potencial para una pieza puede reducirse casi a la mitad usando el método de soldadura por puntos.

Desafíos
El mayor desafío con la soldadura por puntos es que la pieza a soldar debe estar diseñada para soldadura por puntos, permitiendo a la pistola acceso conveniente a ambos lados para aplicar la corriente y presión adecuadas. Asimismo, el espesor del metal se limita típicamente a unos 3 mm por chapa.

Algunas piezas nunca serán adecuadas para soldadura por puntos, dependiendo de su espesor y resistencia al corte requerida. También, piezas que deben estar completamente selladas (tanques de fluido, piezas a presión, etc.) no pueden soldarse por puntos. A veces, adhesivos y sellantes pueden contribuir a la rigidez y resistencia de la pieza, pero esto añade un paso adicional al proceso.

La soldadura por puntos requiere experiencia diferente a la soldadura por arco, aunque es generalmente más simple. Pero, a pesar de la inteligencia del software de robots actual, no puede reemplazar el diseño y ejecución que un ingeniero de soldadura debidamente entrenado puede ofrecer con cualquiera de los sistemas.

Resumen
Para piezas de alto volumen que pueden ser estampadas, la soldadura por puntos puede ser una solución ideal. Puede disminuir coste, peso y tiempo de ciclo, mientras aumenta seguridad, consistencia, estética y limpieza con un sistema adecuado. ¡Es una herramienta más de automatización en la proverbial caja de herramientas para aumentar competitividad y ganar el futuro!