A soldagem a laser torna-se manual

Procurando liberar sua restrição de GTAW, a Food Warming Equipment Co. Inc. escolheu a soldagem a laser, controlada não com um pingente de instrução de robô, mas com um joystick. Foto de Micah Beard, Food Warming Equipment Co. Inc.

Visite um OEM automotivo ou um fornecedor de nível superior - especialmente na Europa e cada vez mais na América do Norte - e há uma boa chance de ter uma célula de soldagem a laser para mostrar, muitas delas com velocidade e produtividade impressionantes. Um componente de porta complexo que anteriormente era submetido a soldagem por pontos lenta e em várias etapas agora é feito em uma configuração de soldagem a laser em uma célula fechada. Um laser com uma distância focal longa pode ter óptica de varredura que salta o feixe de soldagem de um ponto para outro em microssegundos. É como se a era de "Star Trek" tivesse chegado.

Muitos na indústria observam a soldagem a laser há anos, até décadas, mas simplesmente não encontraram a aplicação certa. Por que? É provável por causa do mix de produtos. Fabricantes de alto mix de produtos, sejam eles oficinas ou OEMs, acham esses sistemas fascinantes, mas não muito práticos. Sim, existe a questão da tolerância de folga, mas os processos upstream de precisão superaram muitos desses desafios.

A questão agora é a flexibilidade do fluxo de peças: a necessidade de executar uma peça completamente diferente após a outra e não saber qual será essa peça - uma peça repetida, uma peça alterada de uma configuração padrão ou uma peça totalmente nova. Claro, a programação off-line, a simulação e o desenvolvimento de acessórios percorreram um longo caminho. Mas na soldagem a laser mecanizada e robótica, alguém ainda deve desenvolver e gerenciar esses programas.

A Food Warming Equipment Co. Inc. (FWE) enfrenta os mesmos desafios que muitos fabricantes de alto mix de produtos. A fábrica da empresa em Portland, Tennessee, é o epítome da manufatura flexível. O fabricante de equipamentos para serviços de alimentação comercial produz sob demanda e os clientes podem personalizar os produtos até o enésimo grau.

A área de soldagem final da empresa envolve várias soldas cosmeticamente críticas em aço inoxidável e alumínio, e a maioria dos funcionários da área usa uma tocha de soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW). Mas uma estação de trabalho se destaca. Em vez de manusear uma tocha de tungstênio, o soldador observa através de um microscópio estéreo e trabalha com um joystick para controlar a velocidade de soldagem. Ele está soldando com um feixe de um laser de fibra. É o resultado de uma história de aplicação que mostra que, quando se trata de soldagem a laser, a automação não é a única resposta.

Observe a célula de soldagem a laser, separada de outras células GTAW por cortinas e barreiras à prova de laser, e você não testemunhará aquelas velocidades de soldagem impressionantes. Na verdade, configurar um trabalho na célula de soldagem a laser leva um pouco mais de tempo do que configurar nas células GTAW. A maioria das peças soldadas a laser da empresa não requer fixação especial. Trabalhos típicos envolvem emendas finais ou soldas de canto para reservatórios de água ou tampos de armários. Mas o operador gasta tempo posicionando a peça precisamente sob o cabeçote de soldagem a laser.

O sistema utiliza um laser de fibra pulsada com potência média de 400 watts e potência de pico de 4,5 quilowatts. É poderoso o suficiente para soldar o material de bitola fina do FWE, mas de baixa potência o suficiente para que a fonte de energia do laser não exija um resfriador. Da Alliance Specialties e Laser Sales, Wauconda, Illinois, o sistema pode ser encontrado em várias oficinas no ramo de fabricação e reparo de moldes, mas também pode funcionar bem para chapas metálicas de bitola fina. Alguns trabalhos de soldagem a laser na FWE envolvem 18-ga. chapa de metal, mas a maioria das peças de trabalho são de 20 a 23-ga. inoxidável (magnético e não magnético) e alumínio. As classes típicas incluem aço inoxidável 430, aço inoxidável 301 e alumínio 3003.

O processo de soldagem a laser da FWE não é particularmente rápido. A velocidade de soldagem em si é irrelevante, considerando a economia de tempo na retificação e polimento. Para essas soldas finais, cosmeticamente importantes, um funcionário que recebe uma peça soldada a arco de tungstênio a gás pode gastar pelo menos cinco minutos retificando e polindo uma única solda em uma superfície ou borda visível. A maioria das peças soldadas a laser requer pouca ou nenhuma etapa de acabamento. Na pior das hipóteses, um trabalhador pode repassar a solda uma vez com mídia de polimento, um processo que leva alguns segundos.