Comprender la relación entre la tasa de deposición, la eficiencia de la deposición y el rendimiento de la producción.

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Nuestros estimadores de proyectos de ventas a menudo plantean preguntas sobre las hojas de datos de metales de aportación publicadas por los fabricantes de soldadura. Parece que existe cierta confusión en toda la industria acerca de los datos publicados que enumeran los parámetros de soldadura recomendados, las tasas de deposición, la eficiencia de la deposición y lo que experimentamos con los resultados de nuestra producción de soldadura. ¿Podría aclarar estos términos y cómo se relacionan con lo que experimentamos?

¡Absolutamente! Muy a menudo, estos términos se malinterpretan y se utilizan incorrectamente para estimar el metal de soldadura. Primero tomemos un momento para definir cada uno de estos términos.

La tasa de deposición es el peso esperado del metal de soldadura depositado por hora en la junta soldada según los parámetros de soldadura publicados y los gases protectores, si se utiliza al 100 % del tiempo de encendido del arco.

Tenga en cuenta que los procesos de soldadura con alimentación de alambre como GMAW y FCAW (núcleo metálico incluido) son procesos de voltaje constante (CV), en la mayoría de los casos. Esto significa que la velocidad de alimentación del alambre es constante durante la operación de soldadura y, por lo tanto, el consumo de alambre (proporcional a la tasa de deposición) también es constante. SMAW o SAW suelen ser procesos de soldadura de corriente constante (CC). Con los procesos CC, la velocidad de alimentación del alambre o electrodo varía para mantener un arco estable, por lo que la velocidad de deposición es algo menos predecible. La longitud del arco o la distancia entre la punta de contacto y la pieza de trabajo (CTTWD) afectará significativamente la cantidad de metal de aportación consumida cuando se utilizan procesos de soldadura CC.

La eficiencia de deposición es la cantidad de metal de soldadura depositada dividida por la cantidad de metal de aportación consumido. La eficiencia de deposición de SAW y GTAW (si se utiliza un metal de aportación) es de alrededor del 99 %; GMAW (cables sólidos y con núcleo metálico) está entre 92% y 98%, según el tipo de gas de protección y el modo de transferencia de cable; FCAW tiene un promedio de alrededor del 87%; y SMAW tiene un promedio de alrededor del 65%. Sin embargo, la eficiencia de deposición SMAW es mucho menor si el soldador deja un trozo largo al cambiar los electrodos.

Si bien los procesos de alta eficiencia de deposición son atractivos, la eficiencia de la deposición no cuenta toda la historia. SAW, en la mayoría de los casos, requiere una buena cantidad de automatización con uniones soldadas consistentes. Entre todos los procesos, GTAW es el proceso de soldadura más lento y con la tasa de deposición más baja. Por otro lado, FCAW es un proceso muy robusto que funciona bien con óxido y cascarilla de laminación y puede usarse fácilmente fuera de posición con depósitos de soldadura de alta calidad. En resumen, no utilice la eficiencia de deposición como su único factor al elegir un proceso de soldadura, utilícela como una herramienta para optimizar su aplicación.

Los parámetros de soldadura publicados por el fabricante suelen ser para procesos como GMAW, FCAW y SMAW. Estos valores se basan en el diámetro del alambre o electrodo, el tipo de gas protector (si se utiliza) y el CTTWD. Los rangos se basan en pruebas para producir resultados de depósitos de soldadura aceptables y repetibles. Si está empleando un procedimiento de soldadura precalificado, deberá permanecer dentro del rango de parámetros recomendados por el fabricante.

Al estimar el tiempo de soldadura para un trabajo, es fundamental comprender completamente cómo utilizar la tasa de deposición. Como se indica en la definición, estos valores se basan en un tiempo de arco encendido del 100% (a veces llamado ciclo de trabajo). Sin embargo, nunca se logra el 100% del tiempo de encendido del arco.

Cuando se trata de fabricación de soldadura, la productividad de la soldadura se mide por el factor operativo. Esta es la cantidad de tiempo real de encendido del arco por una hora de trabajo por soldador. El promedio de la industria es de alrededor del 20%, o 12 minutos de arco encendido por cada hora. Gran parte del tiempo del día se dedica a cargar y descargar piezas, limpiar, reposicionar entre uniones soldadas, etc.

SAW es el único proceso que se acerca fácilmente al 100 % de tiempo de encendido del arco y, de manera similar, al 100 % de factor operativo en aplicaciones totalmente automatizadas; todos los demás procesos suelen ser mucho más bajos. Por ejemplo, si está soldando con un alambre con núcleo fundente de gran diámetro con una tasa de deposición publicada de 20 lb/h, podría esperar una tasa de deposición real de 4,0 lb/h. al 20% del factor operativo. El factor operativo puede variar drásticamente para su aplicación específica.

Un error común que se comete durante las ofertas de trabajo es asumir que todo el metal de aportación comprado se convertirá en metal de soldadura. Recuerde, cada proceso tiene eficiencia de deposición; la cantidad de metal de aportación comprada siempre será mayor que la cantidad de metal de soldadura necesaria.

Por ejemplo, si el trabajo requiere 10,000 lbs. de metal de soldadura, tomamos ese número y lo dividimos por la eficiencia de deposición para determinar la cantidad de metal de aportación requerida. Entonces, si está utilizando alambre con núcleo fundente con una eficiencia de deposición del 87%, 11,494 lbs. Se requerirá una cantidad de alambre tubular.