Formación en Soldadura Orbital: Herramientas Para los Nuevos Soldadores

Formación en Soldadura Orbital: Herramientas Para los Nuevos Soldadores

Los soldadores bien capacitados empiezan a ser escasos, y lo serán cada vez más en el futuro cercano. De acuerdo con la American Welding Society (AWS), más de la mitad de la mano de obra experimentada en soldadura se acerca a la jubilación; la edad media en ese sector es de 55 años. Hacia 2020, el país podría tener un déficit de unos 291.000 soldadores.

Una forma de gestionar este déficit es utilizar sistemas automatizados, que producen más con menos personal. Desde su introducción en los años 60, la Soldadura Orbital por Arco de Tungsteno con Gas (GTAW) se ha generalizado en muchas industrias en las que la integridad de fuga máxima, el alto rendimiento o la ultra alta pureza son de vital importancia. Los sistemas de soldadura orbital automática mejoran la capacidad del soldador de hacer soldaduras controladas, repetitivas, de alta calidad y bien documentadas. La ventaja clave de la soldadura GTAW es su control preciso de la aportación de calor, convirtiéndola en uno de los procesos preferidos de unión de metales de pared delgada, y de soldadura próxima a componentes sensibles al calor.

No obstante, la soldadura orbital automática, también requiere una plantilla de soldadores con conocimientos y bien formados. Una máquina automática no evita la necesidad de experiencia humana. De hecho, la automatización requiere incluso más formación, no menos. Los Operadores de Soldadura deben además tener todos los conocimientos industriales básicos: composición de los materiales, metalurgia, configuración, gases de purga (apoyo) y protección, potencia y voltaje, dinámica de la soldadura en fundición, tamaño del electrodo y configuraciones de los cabezales. Pero además deben entender cómo opera el sistema de soldadura automática, cómo responderá a las modificaciones, y qué documentación exigir a los proveedores de material.

Consideraciones sobre la Formación en Soldadura Orbital

El mercado ofrece varios programas de formación para operadores de máquinas GTAW automáticas. Algunos solo duran dos días y otros hasta una semana. Aunque los programas más extensos pueden interrumpir algunas operaciones, las ventajas a largo plazo superan con creces a la cuestión del tiempo.

Al elegir un programa, busque los particularmente técnicos y prácticos. Revise los materiales de formación y evalúe su calidad para asegurar que son convenientes para las necesidades específicas de su equipo. Por ejemplo, los programas de formación en soldadura orbital de calidad deben entrenar a sus operarios de soldadura para tratar situaciones en las que la composición de los dos metales a soldar es distinta.

El nivel de experiencia del formador es tan importante como el contenido del programa de formación. Busque programas impartidos por instructores en soldadura experimentados y compruébelo por Vd. mismo. Una sola mala soldadura puede provocar pérdidas perjudiciales de materiales—y costar a su organización más que un programa de formación de calidad.

Los estudiantes deben aprender que el objetivo de la soldadura automática es producir niveles de corriente de soldadura precisos y repetitivos durante cada ciclo de soldadura. Los buenos programas de formación explican la tecnología del proceso de la soldadura orbital – incluyendo los principios de la operación, las desventajas, limitaciones, problemas y variables. Para preparar a los alumnos para el equipo que se espera que dominen en su trabajo, los instructores deben tratar las unidades de potencia en profundidad.

Entender los Gases en el Proceso de Soldadura Orbital

1. Gases de Protección

Cuando evalúe programas de formación en soldadura orbital, observe la cantidad de instrucción dedicada a los gases de protección y a la importancia de la purga. Los alumnos deben aprender cómo los gases protegen al electrodo y al metal fundido de la contaminación atmosférica. Los gases más habituales utilizados como protección en la soldadura GTAW son el argón, el helio y mezclas de ambos—normalmente en aplicaciones especiales.

Los soldadores deben conocer la proporción adecuada entre el helio y el argón. El factor principal sobre la efectividad de la protección es la densidad del gas. El argón, que es 1,33 veces más denso que el aire, cubre eficazmente el área de soldadura y desplaza la atmósfera. El helio, de menor densidad, tiende a ascender en lugar de fluir hacia el área de trabajo. Para producir una protección equilibrada, el caudal de helio debe ser dos o tres veces el caudal de argón.

Los gases de protección pueden afectar a las propiedades metalúrgicas de algunos materiales. Generalmente el arco es más silencioso y más estable en una atmósfera de argón que en una de otros gases. Y tanto su bajo coste como el bajo requisito de caudal lo convierten en la opción prioritaria. Tener el conocimiento para poder hacer un juicio claro sobre la opción del gas de protección, es crítico.

2. Gas de Purga

El éxito de los trabajos de soldadura orbital puede verse afectado en gran medida por el uso adecuado de las técnicas de purga, lo que también se conoce como gas de apoyo. Muchos soldadores experimentados no entienden bien la importancia de este concepto básico. Y para otros profesionales de la industria de la soldadura, el gas de purga es el tendón de Aquiles de este proceso. Los programas de formación deben enseñar los principios de la purga, incluyendo cómo calcular el tiempo de purga.

El primer paso para una buena purga es elegir el gas, que suele ser el argón. El argón está disponible en varios niveles de pureza; y seleccionar el nivel adecuado de pureza es básico para obtener buenos resultados. Definir y ajustar el caudal y presión correctos en el tubo o tubería, y a través de junta a soldar es uno de los pasos de procedimiento más importantes que se pueden tomar para asegurar el éxito de la soldadura. Por otro lado, es una de las áreas más problemáticas si no se gestiona correctamente. Una purga de gas incorrecta o incompleta puede hacer fracasar sistemas de fabricación enteros. La presión interna ayuda a mantener el cordón de soldadura a ras de la superficie de la pared interna de los componentes que se están soldando, mientras el caudal adecuado ayudará a mantener limpios el metal soldado y la zona afectada por el calor.

Seleccionar Piezas de Materiales de Calidad

Las soldaduras de calidad empiezan por el material. Ni el mejor equipo de soldadura orbital puede compensar tubo, accesorios u otros componentes fabricados con materiales deficientes. Una formación completa sobre los materiales debe tratar aspectos sobre la composición y metalurgia, como por ejemplo, cómo afecta el contenido de azufre a la calidad de la soldadura.

Existen cuatro familias principales de materiales: aceros templados, aleaciones de níquel, metales refractarios y reactivos, y aceros inoxidables. Los asistentes a los programas de formación en soldadura orbital deben aprender cómo inspeccionar todos los materiales entrantes, y también cómo verificar la documentación.

1. Aceros Templados

Para los aceros templados, es importante recordar que la calidad de las soldaduras orbitales está muy influenciada por el contenido de impurezas del metal base – las trazas de azufre, fósforo, oxígeno, etc. También, la fragilidad por absorción de hidrógeno de estas aleaciones, es un problema si hay contaminación por hidrocarburos o vapor de agua.

2. Aleaciones de Níquel

Las aleaciones de níquel tienen muy buenas propiedades materiales y son ideales para aplicaciones altamente corrosivas, pero pueden ser más difíciles de soldar porque son propensas al agrietamiento.

3. Metales Refractarios y Reactivos

La soldadura orbital es el proceso de soldadura más ampliamente utilizado para soldar tubo y tubería metálicos refractarios y reactivos. Los metales refractarios (molibdeno, tántalo, etc.) y los metales reactivos (titanio, circonio, etc.) se oxidan fácilmente a elevadas temperaturas, a no ser que sean protegidos por una atmósfera de gas inerte. Para esos metales y aleaciones, la soldadura orbital GTAW puede ofrecer una alta concentración de calor, el mayor control sobre la aportación de calor y la mejor protección con gas inerte para cualquier proceso de soldadura con arco.

4. Aceros Inoxidables

Los aceros inoxidables tienen una excelente resistencia a la corrosión gracias al porcentaje mínimo de Cromo del 10,5%, que ayuda a crear una capa instantánea de óxido y que protege al resto de elementos que lo componen. Esos otros elementos ayudan a definir la microestructura del material, como la Austenita, la Ferrita o la mezcla equilibrada de ambas que encontramos en el acero inoxidable Dúplex. Los aceros inoxidables generalmente se consideran aptos para la soldadura, pero las diferentes microestructuras tienen todas diferentes consideraciones que se deben tratar al soldar.

Contenido de Azufre

Otro factor importante en la soldadura orbital es el contenido de azufre de los materiales. El azufre se suele añadir al material para hacerlo más fácil de mecanizar y modelar. Al soldar, el nivel de azufre puede cambiar la tensión superficial de la soldadura, afectando al flujo de calor y a las características de penetración del material. Es especialmente crítico que los estudiantes de soldadura orbital aprendan la importancia del diferencial de azufre entre los componentes a soldar. Si se sueldan dos componentes con un contenido de azufre significativamente diferente, es probable que el cordón de soldadura se desplace hacia el componente con menor contenido en azufre con el potencial de no consumir la unión y dejar zonas sin soldar expuestas.

Conocimiento

La creciente escasez de soldadores está afectando a la fabricación global futura. La soldadura orbital automática, que produce mayores resultados con menor personal en función del trabajo específico, del equipo y de las habilidades, puede ayudar a solucionar el problema. Existe el malentendido de que la automatización asociada a los sistemas de soldadura orbital elimina la necesidad de formación, ya que es la máquina la que hace el trabajo. Pero más bien es al contrario: una formación completa y actualizada es más esencial que nunca para los soldadores. Solo mediante una formación de calidad impartida por instructores certificados, los operarios de los equipos de soldadura orbital pueden adquirir las complejas habilidades – más allá de hacer conexiones y soldaduras – necesarias para satisfacer los estrictos criterios de aceptación del marco actual de la soldadura.

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