Guía completa sobre el funcionamiento de robots de soldadura
Un robot de soldadura consta de dos partes: el propio robot y el equipo de soldadura. El uso de robots de soldadura no solo estabiliza y mejora la calidad de la soldadura y aumenta la eficiencia productiva, sino que también reduce los requisitos de habilidad para los soldadores, acortando así el ciclo de preparación para las actualizaciones de productos y reduciendo la inversión correspondiente en equipos.
Requisitos del robot de soldadura para el alambre de soldadura
Los robots pueden utilizar alambre de soldadura de tipo carrete o de tipo tambor, según sea necesario. Para reducir la frecuencia de cambios de alambre, se recomienda usar alambre de soldadura de tipo tambor. Sin embargo, debido a la longitud del tubo de alimentación del alambre, la resistencia es elevada, lo que exige una mayor rigidez del alambre y otras propiedades de alta calidad. Al utilizar alambre de soldadura con una calidad ligeramente inferior del recubrimiento de cobre, dicho recubrimiento puede desprenderse de la superficie del alambre por fricción, reduciendo así el volumen interno del tubo guía. Esto incrementa la resistencia durante la alimentación rápida del alambre, provocando una alimentación irregular del mismo, lo que genera vibraciones, un arco inestable y afecta la calidad de la soldadura. En casos graves, puede producirse un atasco, haciendo que el robot se detenga. Por lo tanto, el tubo guía del alambre de soldadura debe limpiarse periódicamente.
Análisis y métodos de tratamiento de los defectos de soldadura en robots de soldadura
La soldadura por robots utiliza soldadura por arco protegida con gas mezcla rico en argón. Los defectos de soldadura más comunes incluyen desalineación de la soldadura, mordeduras y porosidad. A continuación se presentan los análisis específicos:
(1) La mala alineación de la soldadura puede deberse a una posición incorrecta de soldadura o a problemas con la colocación de la pistola de soldadura. En este caso, compruebe la precisión del TCP (punto central de la pistola de soldadura) y ajústelo en consecuencia. Si esto ocurre con frecuencia, verifique la posición de cero de cada eje del robot y recalibre.
(2) El socavamiento se caracteriza por depresiones similares a ranuras en el borde de la soldadura del material base, que suelen aparecer en ambos lados de la soldadura de cubierta. Las causas principales incluyen una velocidad de soldadura excesiva, una amplitud de oscilación excesiva, un tiempo de permanencia insuficiente en ambos lados o una corriente de soldadura excesiva. Los métodos de corrección incluyen reducir adecuadamente la velocidad de soldadura, disminuir la amplitud de oscilación, aumentar el tiempo de permanencia en ambos lados y utilizar un método de soldadura de empuje con un ángulo de inclinación hacia adelante de 5-10°. La falta de fusión y la penetración incompleta son defectos internos graves, que suelen deberse a una corriente de soldadura insuficiente, una velocidad de soldadura excesiva, un ángulo de bisel excesivo, una desviación del centrado de la pistola de soldadura o una limpieza incompleta entre capas. Para corregir estos defectos, debe aumentarse la corriente de soldadura, reducirse la velocidad de soldadura y aumentarse la amplitud de oscilación para garantizar la cobertura de ambos lados del bisel. Asimismo, debe reforzarse la limpieza entre capas. En la soldadura multicapa y multipaso de placas gruesas, debe prestarse especial atención a la fusión tanto en ambos lados del bisel como en las uniones entre capas.
(3) Se produce porosidad. La porosidad está principalmente relacionada con el gas de protección, incluyendo un caudal de gas inadecuado, pureza insuficiente del gas, obstrucción de la boquilla, fugas en la tubería de gas y presencia de aceite o óxido en la superficie de la pieza de trabajo o humedad en el alambre de soldadura. Para solucionar esto, los parámetros del gas deben optimizarse a 15-25 L/min, debe revisarse el sistema de suministro de gas, limpiarse las boquillas y mejorar el entorno de trabajo para controlar la velocidad del viento por debajo de 2 m/s. La superficie de la pieza de trabajo debe limpiarse minuciosamente antes de la soldadura. Las salpicaduras excesivas suelen derivarse de parámetros de soldadura inadecuados, una longitud de extensión excesivamente larga o una mala calidad del alambre de soldadura. Esto puede mejorarse ajustando la coincidencia entre voltaje y corriente, controlando la longitud de extensión entre 10 y 15 mm, utilizando alambre de soldadura sin cobre o de alta calidad recubierto con cobre, y empleando una mezcla de Ar+CO₂.
(4) La proyección excesiva puede deberse a una selección inadecuada de los parámetros de soldadura, problemas en la composición del gas o una longitud excesiva de la extensión del alambre de soldadura. Ajustar la potencia de salida puede modificar los parámetros de soldadura, ajustar la proporción de la mezcla de gases puede corregir las proporciones de los gases mezclados, y ajustar la posición relativa de la pistola de soldadura y la pieza de trabajo también puede ayudar.
(5) Se forma un cráter de arco al final de la soldadura tras el enfriamiento. La incorporación de una función de relleno de cráter durante la programación puede llenar dicho cráter.
Fallos comunes en robots de soldadura y sus soluciones
(1) Colisión de la pistola. Esto puede deberse a una desviación en el montaje de la pieza de trabajo o a una configuración inexacta del punto de control de la pistola (TCP). Verifique el montaje o corrija el TCP de la pistola de soldadura.
(2) Fallo del arco: imposibilidad de encender el arco. Esto puede deberse a que el alambre de soldadura no está en contacto con la pieza de trabajo o a que los parámetros del proceso son demasiado bajos. Alimente manualmente el alambre, ajuste la distancia entre la pistola de soldadura y la zona de soldadura, o modifique adecuadamente los parámetros del proceso.
(3) Alarma de monitorización del gas de protección. Esto indica un fallo en el suministro de agua de refrigeración o de gas de protección. Compruebe las tuberías de agua de refrigeración o de gas de protección.
Cómo garantizar la calidad de la pieza de trabajo
Como robot de enseñanza y reproducción, la calidad y precisión del ensamblaje de la pieza de trabajo deben ser constantes.
La aplicación de robots de soldadura requiere un control estricto de la calidad de la preparación de las piezas y una mejora de la precisión de ensamblaje. La calidad superficial de las piezas, las dimensiones del bisel y la precisión de ensamblaje afectarán al rendimiento del seguimiento de la soldadura. Los siguientes aspectos pueden utilizarse para mejorar la calidad de la preparación de las piezas y la precisión del ensamblaje de la soldadura:
(1) Desarrollar procesos de soldadura específicamente para robots de soldadura, con especificaciones de proceso estrictas respecto a las dimensiones de las piezas, los biselados de soldadura y las dimensiones de ensamblaje. En general, las tolerancias de tamaño de las piezas y de los biselados deben controlarse dentro de ±0,8 mm, y los errores de tamaño en el ensamblaje, dentro de ±1,5 mm. Esto puede reducir significativamente la probabilidad de defectos de soldadura, como porosidad y socavación.
(2) Utilizar dispositivos de fijación de alta precisión para mejorar la exactitud del ensamblaje de las piezas soldadas.
(3) Las soldaduras deben limpiarse exhaustivamente, libres de aceite, óxido, escoria de soldadura, escoria de corte y otros residuos. Se permite el uso de una imprimación soldable. De lo contrario, se verá afectada la tasa de éxito de la ignición del arco. La soldadura de puntos debe sustituirse por soldadura con protección gaseosa en lugar de soldadura con electrodo. Al mismo tiempo, el área de soldadura de puntos debe lijarse para evitar que quede escoria residual o porosidad derivada de dicha soldadura, evitando así la inestabilidad del arco e incluso salpicaduras.
Resumen de técnicas de programación
(1) Elegir una secuencia de soldadura razonable. La secuencia de soldadura debe determinarse para minimizar la deformación por soldadura y la longitud de la trayectoria de desplazamiento de la pistola de soldadura.
(2) La transición espacial de la pistola de soldadura requiere una trayectoria de movimiento corta, suave y segura.
(3) Optimizar los parámetros de soldadura. Para obtener los mejores parámetros de soldadura, preparar piezas de trabajo para ensayos de soldadura y evaluación del proceso.
(4) Posición razonable del posicionador, postura de la pistola de soldadura y posición de la pistola de soldadura respecto a la junta. Una vez que la pieza de trabajo está fijada en el posicionador, si la costura de soldadura no se encuentra en la posición y ángulo ideales, es necesario ajustar continuamente el posicionador durante la programación para garantizar que la costura de soldadura alcance progresivamente una posición horizontal. Al mismo tiempo, deben ajustarse continuamente las posiciones de cada eje del robot para determinar de forma adecuada la posición, el ángulo y la longitud de extensión del alambre de la pistola de soldadura respecto a la junta. Una vez determinada la posición de la pieza de trabajo, resulta difícil para el programador determinar visualmente la posición de la pistola de soldadura respecto a la junta. Esto exige que los programadores sean hábiles en resumir y acumular experiencia.
(5) Inserte el programa de limpieza de la pistola de soldadura oportunamente. Tras escribir un programa de soldadura de cierta longitud, debe insertarse inmediatamente un programa de limpieza de la pistola. Esto evita que las salpicaduras de soldadura obstruyan la boquilla de soldadura y la punta de contacto, garantizando la limpieza de la pistola, prolongando la vida útil de la boquilla, asegurando una ignición fiable del arco y reduciendo las salpicaduras de soldadura.
(6) La programación generalmente no debe realizarse en un solo paso. Requiere pruebas y modificaciones continuas durante la soldadura robótica, ajustando parámetros de soldadura, la postura de la pistola, etc., para crear un buen programa.
Costos operativos y análisis de gestión
Los aceites de aprendizaje con rendimiento y eficacia similares pueden sustituirse a un precio más bajo. El refuerzo del mantenimiento durante el proceso de soldadura prolonga la vida útil de piezas consumibles como boquillas y puntas de contacto. Además, el mantenimiento preventivo del sistema robótico puede mejorar eficazmente la vida útil de los componentes.
Los gestores, técnicos y operarios altamente cualificados son esenciales para que los robots alcancen una eficiencia máxima. El éxito de la operación de robots de soldadura de una empresa depende en gran medida de su personal; por lo tanto, contar con un personal estable es fundamental.
