Capacitación en soldadura orbital:herramientas para la fuerza laboral de soldadura emergente

Capacitación en soldadura orbital:herramientas para la fuerza laboral de soldadura emergente

Jason Miller, soldadura

Encontrar soldadores calificados se está volviendo difícil y solo lo será más en el futuro cercano. Según la Sociedad Estadounidense de Soldadura (AWS), más de la mitad de la fuerza laboral de soldadores existente está a punto de jubilarse; la edad promedio de un soldador es de 55 años. Para el 2020, el país podría tener menos de 291,000 soldadores.

Una forma de abordar esta escasez es a través de sistemas automatizados, que producen más trabajo con menos personas. Desde su introducción en la década de 1960, la soldadura por arco de tungsteno con gas orbital automática (GTAW) ha ganado popularidad en una variedad de industrias en las que la máxima integridad de fugas, el alto rendimiento o la ultra limpieza son de suma importancia. Los sistemas de soldadura orbital automatizados mejoran la capacidad del operador para realizar soldaduras controladas, repetibles, de alta calidad y bien documentadas. La ventaja clave de GTAW es su control preciso de la entrada de calor, lo que convierte a la soldadura orbital en uno de los procesos preferidos para unir metales de calibre delgado y para soldar muy cerca de componentes sensibles al calor.

Sin embargo, la soldadura orbital automatizada no disminuye la necesidad de una fuerza laboral de soldadura educada y bien capacitada. Una máquina automática no niega la necesidad de experiencia humana. Podría decirse que la automatización requiere aún más capacitación, no menos. Los operadores de soldadura aún deben poseer todos los conocimientos básicos de la industria:composiciones de materiales, metalurgia, configuración, purga (respaldo) y gases de protección, potencia y voltajes, dinámica del baño de soldadura, tamaño de electrodo y configuraciones de punta. Pero, además, deben comprender cómo funciona el sistema de soldadura automatizado, cómo reaccionará ante diferentes entradas y qué documentación exigir a los proveedores de materiales.

Consideraciones de capacitación en soldadura orbital

El mercado ofrece una gama de programas de formación para operadores de máquinas GTAW automáticas. Algunos programas duran tan solo dos días, mientras que otros pueden durar hasta una semana. Si bien los programas de capacitación prolongados pueden interrumpir las operaciones, los beneficios a largo plazo superan con creces las desventajas temporales.

Al seleccionar un programa, busque la especificidad y los detalles técnicos, así como las oportunidades de aprendizaje práctico. Revise los materiales de capacitación y evalúe su calidad para asegurarse de que sean útiles para las necesidades específicas de su equipo. Por ejemplo, los programas de capacitación en soldadura orbital de calidad educarán a sus operadores de soldadura para situaciones en las que la composición del material de los dos metales que se sueldan es diferente.

El nivel de experiencia del instructor es tan importante como el contenido de un programa de capacitación. Busque programas impartidos por instructores de soldadura certificados e investigue. Una sola soldadura defectuosa puede resultar en una pérdida perjudicial de materiales, lo que le cuesta a su organización más que un programa de capacitación de calidad.

Los estudiantes deben aprender que el objetivo de la soldadura automática es producir niveles de corriente de soldadura precisos y repetibles durante cada ciclo de soldadura. Los buenos programas de capacitación explican el proceso de la tecnología de soldadura orbital, incluidos los principios de operación, las ventajas, las limitaciones, los problemas y las variables. Para preparar a los alumnos para el equipo que se espera que dominen en el trabajo, los instructores deben cubrir las fuentes de alimentación en profundidad.

Comprensión de los gases en el proceso de soldadura orbital

Gases de protección

Cuando evalúe los programas de capacitación en soldadura orbital, observe la cantidad de instrucción dedicada a los gases de protección y la importancia de la purga. Los alumnos deben aprender cómo los gases de protección protegen el electrodo y el metal de soldadura fundido de la contaminación atmosférica. Los gases más comunes que se usan para proteger en GTAW son argón, helio y mezclas de los dos, que generalmente se usan para aplicaciones especiales.

Los soldadores deben conocer la proporción preferida de helio y argón. El principal factor que influye en la eficacia del blindaje es la densidad del gas. El argón, que es 1,33 más denso que el aire, cubre eficazmente el área de soldadura y desplaza la atmósfera. El helio tiene menos densidad y tiende a elevarse en lugar de fluir hacia el área de trabajo. Para producir un blindaje equivalente, el flujo de helio debe ser dos o tres veces el flujo de argón.

Los gases de protección pueden afectar las propiedades metalúrgicas de algunos materiales. Generalmente, el arco es más silencioso y estable cuando está protegido por argón en lugar de otros gases. Los costos unitarios más bajos y los requisitos de velocidad de flujo más bajos del argón lo convierten en la opción preferida. Tener el conocimiento para hacer un juicio adecuado en la elección del gas de protección es fundamental.

Purga de gases

El éxito de los trabajos de soldadura orbital puede verse muy afectado por el uso de técnicas adecuadas de purga de gas, también conocidas como gas de respaldo. Muchos soldadores experimentados no comprenden la importancia de este concepto básico. Algunas personas en la industria de la soldadura consideran que la purga de gas es el talón de Aquiles de la soldadura. Los programas de capacitación deben enseñar los principios de la purga, incluido cómo calcular el tiempo de purga.

La selección adecuada del gas de purga, generalmente argón, es el primer paso para una purga exitosa. El argón está disponible en varios niveles de pureza; seleccionar el nivel adecuado para el resultado deseado es esencial. Definir y establecer el flujo y la presión correctos a través de la tubería o tubería, ya través de la unión soldada es uno de los pasos de procedimiento más importantes que se pueden tomar para garantizar una soldadura exitosa. Por el contrario, es una de las áreas más probables de problemas si no se maneja adecuadamente. La purga de gas realizada de forma incorrecta o no realizada puede arruinar sistemas de fabricación completos. La presión interna ayuda a mantener el cordón de soldadura al ras de la superficie de la pared interior de los componentes que se están soldando, mientras que el flujo adecuado ayudará a mantener limpio el metal de soldadura y la zona afectada por el calor.

Selección de materiales de calidad para soldaduras

Las soldaduras de calidad comienzan con el material. Incluso el mejor sistema de soldadura orbital no puede compensar el material deficiente utilizado para fabricar tuberías, accesorios u otros componentes. La capacitación efectiva en materiales debe abordar los problemas relacionados con la composición y la metalurgia, incluida la forma en que el contenido de azufre afecta la calidad de la soldadura.

Hay cuatro familias principales de materiales:aceros dulces, aleaciones de níquel, metales refractarios y reactivos y aceros inoxidables. Las personas en programas de capacitación en soldadura orbital deben aprender cómo inspeccionar todos los materiales entrantes y las certificaciones de materiales, así como también cómo evaluar la documentación.

Aceros dulces

Para los aceros dulces, es importante recordar que la calidad de las soldaduras orbitales está muy influenciada por el contenido de impurezas del metal base:las cantidades mínimas de azufre, fósforo, oxígeno, etc. Además, la fragilización por hidrógeno de estas aleaciones es un problema si se utilizan hidrocarburos o agua. hay contaminación por vapor.

Aleaciones de níquel

Las aleaciones de níquel ofrecen excelentes propiedades materiales y son ideales para aplicaciones altamente corrosivas, pero las aleaciones de níquel pueden ser más difíciles de soldar debido a su susceptibilidad al agrietamiento.

Metales refractarios y reactivos

La soldadura orbital es el proceso de soldadura más utilizado para unir tubos y tuberías de metal refractario y reactivo. Los metales refractarios (molibdeno, tantalio, etc.) y los metales reactivos (titanio, zirconio, etc.) se oxidan fácilmente a temperaturas elevadas a menos que estén protegidos por una cubierta de gas inerte. Para estos metales y aleaciones, Orbital GTAW puede proporcionar una alta concentración de calor, el mayor control sobre la entrada de calor y la mejor protección de gas inerte de cualquier proceso de soldadura por arco.

Aceros Inoxidables

Los aceros inoxidables tienen una excelente resistencia a la corrosión debido al mínimo 10,5% de cromo que les ayuda a crear una capa de óxido instantáneo para proteger los otros elementos dentro del material. Estos otros elementos ayudan a definir la microestructura del material como austenita, ferrita o una mezcla equilibrada de los dos que se encuentran en el acero inoxidable dúplex. Los aceros inoxidables generalmente se consideran soldables, pero las diferentes microestructuras tienen diferentes consideraciones que deben abordarse al soldar.

Contenido de azufre

Otro factor importante en la soldadura orbital es el contenido de azufre de los materiales. A menudo se agrega azufre al material para que sea más fácil de mecanizar y formar. En soldadura, el nivel de azufre puede cambiar la tensión superficial de la soldadura, afectando el flujo de calor y las características de penetración del material. Es especialmente crítico que los aprendices de soldadura orbital aprendan la importancia del diferencial de azufre entre los componentes que se sueldan. Intentar soldar componentes con una diferencia significativa en el contenido de azufre probablemente producirá un cambio de cordón hacia el componente con el contenido de azufre más bajo, lo que podría provocar que el cordón de soldadura pierda parcialmente la unión.

Conocimiento

La creciente escasez de soldadores afecta la fabricación global del mañana. La soldadura orbital automática, que puede producir más resultados con menos personas según el trabajo, el equipo y las habilidades específicos, puede ayudar a combatir el problema. Existe la idea errónea de que la automatización asociada con los sistemas de soldadura orbital elimina la necesidad de capacitación, ya que la máquina realiza la soldadura. Pero es todo lo contrario:una formación completa y actualizada es más esencial que nunca para los soldadores. Solo a través de una capacitación de calidad impartida por instructores certificados, los operadores de equipos de soldadura orbital pueden adquirir las habilidades complejas, más allá de hacer conexiones y realizar soldaduras, necesarias para cumplir con los estrictos criterios de aceptación en el entorno de soldadura actual.

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