Fundamentos y Aplicaciones de la Soldadura Automatizada: Niveles, Ventajas y Control Numérico

1. Niveles y Procesos de Automatización en Soldadura

La automatización del proceso de soldeo se clasifica en diferentes niveles según el grado de intervención humana y la complejidad de la maquinaria utilizada:

1.1. Niveles de Automatización

• Soldadura manual: El operario controla todos los parámetros y movimientos.
• Soldadura semiautomática: La máquina alimenta el material de aporte, pero el operario controla la velocidad y la trayectoria.
• Soldadura automática: La máquina controla la alimentación y la velocidad, mientras que el operario supervisa el proceso.
• Soldadura CNC (Control Numérico Computerizado): El proceso es completamente programado y ejecutado por la máquina, incluyendo movimientos complejos y ajustes de parámetros.

1.2. Automatización de la Soldadura Oxiacetilénica

La soldadura oxiacetilénica sí es posible automatizarla. De hecho, estos procesos son frecuentemente automatizados, sobre todo en la soldadura fuerte y blanda, donde la llama se utiliza únicamente para calentar la pieza y el aporte se añade posteriormente de forma controlada.

2. Ventajas de la Soldadura Automatizada

La implementación de sistemas de soldeo automatizados ofrece múltiples beneficios operativos y de calidad:

• Continuidad del proceso: No hay paradas ni arranques, lo que favorece la uniformidad y la continuidad de la soldadura.
• Mayor rendimiento: Se optimizan los tiempos de ciclo y la eficiencia de producción.
• Velocidades elevadas: Permite la utilización de mayores intensidades de soldadura y, consecuentemente, mayores velocidades de soldeo.
• Independencia de la destreza manual: Se eliminan las limitaciones impuestas por la habilidad del operario.
• Menor preparación de bordes: No es necesaria una gran preparación de bordes en las piezas.
• Reducción de defectos: La uniformidad del proceso resulta en menos defectos de soldadura.
• Mayor uniformidad: Se garantiza una calidad constante en todas las uniones.

3. Inconvenientes y Limitaciones de la Automatización

A pesar de sus beneficios, la soldadura automatizada presenta ciertos desafíos y limitaciones:

• Limitación geométrica: Está limitada geométricamente, aunque la tecnología avanza constantemente y se consigue seguir contornos cada vez más complicados.
• Restricción de posición: Hay procesos limitados a una sola posición de soldadura.
• Importancia del metal base: La composición y calidad del metal base toman mayor importancia debido a la dilución más elevada, consecuencia de las intensidades más altas y las preparaciones en los bordes más estrechas.
• Ajuste previo de variables: Casi todas las variables de la soldadura deben ajustarse previamente con precisión.
• Requerimientos de infraestructura: Se necesitan instalaciones y maquinarias más precisas y fiables.
• Tiempos de preparación: Los tiempos de preparación de las piezas, en general, son mayores.

4. Mecanismos de Movimiento en el Soldeo Automatizado

Para garantizar la precisión y la trayectoria en los procesos automatizados, se emplean diversos sistemas para mover tanto las piezas como el cabezal de soldadura.

4.1. Movimiento de las Piezas

El movimiento de las piezas, en procesos de soldeo automatizados, se realiza mediante:

• Máquinas de fabricación continua.
• Mesas de coordenadas X-Y.
• Rodillos giratorios.
• Mesas giratorias o tornos.

4.2. Movimiento del Cabezal de la Fuente de Energía

El movimiento del cabezal de la fuente de energía se consigue de la siguiente manera:

• Carros que corren directamente sobre la pieza o sobre raíles soportados por la pieza.
• Cabezales autopropulsados o movidos independientemente.
• Manipuladores de columna y pluma que portan cabezales de soldadura.
• Puentes móviles.
• Pantógrafos o seguidores de levas.
• Soldadoras orbitales de tubos.
• Robots industriales y máquinas de control numérico.

5. Sistemas de Control: CNC y Programación ISO

5.1. Definición de Máquina CNC

Una máquina de CNC (Control Numérico Computerizado) es aquella que realiza todos los movimientos y funciones de forma automática. Para ello, debe ser programada. Esta programación la guarda, la interpreta y la ejecuta con la ayuda de un microprocesador, que utiliza un lenguaje de programación específico para trabajos industriales.

5.2. La Función M en Programación ISO

La letra M (de máquina), en la Programación ISO, indica las funciones destinadas a operaciones que tienen que realizar las máquinas, como el cambio de herramienta o la modificación de algún parámetro de soldeo (por ejemplo, cambio de intensidad, apertura o cierre de gases).