informacion sobre soldadura orbital tig

informacion sobre soldadura orbital tig

INFORMACION SOBRE
SOLDADURA ORBITAL TIG
FRONIUS International GmbH
Division Schweißtechnik
Produktmanagement Automation
Buxbaumstraße 2
A-4600 Wels
© Fronius 2004
Que es soldadura orbital?
Se conoce como “SOLDADURA ORBITAL“ el proceso de
soldar circularmente una pieza cilíndrica fija o fijada en un
soporte (conductos, tuberías, etc).
Para este propósito, la antorcha se desplaza sobre una
guía y recorre la pieza de manera circular.
Esta es la razón por la cual el proceso recibe su nombre,
pues la palabra „Orbit “ viene del Latín y se refiere al
movimiento de la luna alrededor de la tierra.
Con esta técnica se esperan resultados reproducibles y de
alta calidad, por esta razón normalmente se emplea el
método de soldadura TIG (WIG).
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Que es soldadura orbital?
Uno de los obstáculos a
superar es la acción de la
fuerza de la gravedad en el
baño de fusión.
Esto se logra con la
adecuada programación del
equipo orbital.
Con el proceso de soldadura
orbital, todas las posiciones
son posibles
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Que es soldadura orbital?
Resultados con la tecnología TIG pulsado
Sin ajuste de parámetros
Con ajuste de parámetros
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Que es soldadura orbital?
Gas
Corriente
Movimiento giratorio
Velocidad del hilo
AVC
OSC
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Comparacion del proceso TIG manual y automatizado
Ventajas de la soldadura orbital
t [seg.]
manual
Orbital
Diámetro del tubo [mm]
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Ventajas de la soldadura orbital
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Alta calidad en el cordón
Alta seguridad del método
Resultados totalmente reproducibles
No hay necesidad de un soldador calificado
Rentabilidad gracias al método automatizado
Tiempos de producción cortos
Posible en espacios de difícil acceso, que probablemente
serian imposibles para una soldadora manual
Mínima contaminación debido a las condiciones del medio
ambiente
Mínima (ó cero) aparición de oxido
Documentación del proceso
Adecuado para construcciones exteriores
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En que consiste un sistema orbital
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Factores principales que influyen en el cordón
durante la soldadura orbital:
z
Preparación de las superficies a soldar
z
Gas de protección y depurador
z
Electrodo de tungsteno (Wólfram)
z
Tobera
z
Distancia entre el electrodo de tungsteno y la pieza
z
Centrado del dispositivo de depurado
z
Condiciones ambientales (temperatura, lugar)
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Distribución del espacio al soldar tuberías con codos
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Distribución del espacio al soldar tuberías con codos
z
Diámetro exterior del tubo (d1)
z
Espesor de las paredes (e1)
z
Distancia entre los tubos (a1)
z
Distancia hasta el próximo obstáculo
z
Longitud de la parte recta del tubo(L1)
z
Longitud de la parte recta del codo(L2)
z
Altura del delantal (H)
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Distribución del espacio al soldar tuberías con superficies
planas
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Distribución del espacio al soldar tuberías y superficies
planas
A ras
Atrasado
z
Diámetro exterior del tubo
z
Espesor de las paredes
z
Cantidad de tubos
z
Espesor de la superficie
z
Separación entre las perforaciones (X)
z
Distribución (Y)
z
Planos exactos de la superficie
z
Distancia entre el eje del tubo y el
Sobresaliente
Soldadura
fondo
borde de la superficie
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Preparación y adecuación de los materiales
Angulo del flanco
Radio de
la raíz
Espesor
del tubo
Altura del
flanco
Angulo de
expansión interna
Longitud lateral
de la garganta en
la raiz
Altura de la
garganta en la
raiz
Longitud de la
expansión interna
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Preparación y adecuación de los materiales
Fugenform/
seam preparation
Symbol
Bezeichnung/ Description
I
I-Naht / square-butt weld
Stumpf-Naht / butt weld
V
V-Naht / single V-butt weld
Y
Y-Naht / Y-butt weld
U
U-Naht / single U-butt weld
ID
Rohrinnendurchmesser / pipe- inner diameter
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Ejemplo de preparación del material (acero inoxidable)
Preparación del borde de acuerdo al
espesor de las paredes del tubo
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Tipo de soldadura
TIG con material de
aportación+ AVC +
Movimiento pendular
TIG con material de
aportación
TIG sin material de
aportación
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Pulir adecuadamente el electrodo de tunsteno
El pulimento exacto del electrodo de tunsteno es una condición
básica para un resultado optimo y de calidad del cordón.
Mediante una alta calidad en el área de la punta del electrodo de
tunsteno será garantizada la exacta reproducción de los parámetros
de la soldadura.
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Gases
z
Gas protector
Gas protector
Material
Argón, Helio,
Ar/He mezclado
Todo tipo de material
Ar/H2 mezclado
Acero austenítico al manganeso
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Gases
z
Gases depuradores
Gas protector
Material
Argon, Helio,
Ar/He mezclado
Ar/H2 mezclado
Todo tipo de material
N2/H2 mezclado
N2
Acero austenítico al manganeso, Ni y
materiales basados en Ni
Acero austenítico al manganeso (no
estabilizados con Ti)
Acero austenítico al CrNi, acero duplex y
súper duplex
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Depuración
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Depuración
z
Una gran ventaja es proteger el cordón desde la parte interior
de la tubería a través del proceso de “depuración“, para evitar la
formación de capaz de oxido y el color de revenido.
Esto se logra evitando la presencia del oxigeno en el interior
(contenido en el aire).
(p. Ej..: Acero al CrNi, Titanio, Metales no férreos)
Sin depuración
Con
Con depuración
depuración
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Depuración
z
Oxidación / Color de revenido :
Argon 12Vppm Oxigeno
Argon 80 Vppm Oxigeno
Argon 0,1 Vol.-% Oxigeno(*)
(*) 0,1 Vol.-% Oxigeno corresponde a aprox. 1000 Vppm
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Ayuda para la depuración
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Dispositivo de centrado y tensión
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Calidad asegurada a través de pruebas y documentación
z
Prueba visual de todas los cordones
z
Cumplimiento de las normas correspondientes (FDA, GMP)
z
Pruebas de resistencia en la costura
z
Inspección de la parte interna del cordón a través de video
endoscopia, para la detección de errores y color de revenido
en la tubería
z
Control del cordón con prueba de color contra errores
adicionales
z
Documentación de cada proceso de acuerdo a la norma
estandar ISO
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Que se debe tener en cuenta en la soldadura orbital?
Errores debidos a una mala preparación de los materiales
Fijado deficiente !
Alineamiento de los extremos del tubo !
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Materiales
z
z
z
z
z
z
z
Acero
Acero inoxidable
Titanio
Aluminio
Metales basados en Níquel
(Inconel)
Cobre
Duplex
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Campos de aplicación
Sector
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Microelectrónica
Farmacéutico/Bioquímico
Industria alimenticia
Químico
Refrigeración
Energía
Centrales de Energía
Aviación
Instrumentación y control
Soportes y plataformas
Construcciones Navieras
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Mercados que exigen una calidad similar en el proceso :
z
Industria de semiconductores
z Industria química y bioquímica
z Industria alimenticia
Exigencias básicas de un sistema de tubería
z
El nivel de contaminación debido a las condiciones del medio
ambiente, p.Ej.. Humedad, en la tubería debe ser mantenido muy
bajo o nulo.
z La soldadura debe satisfacer las correspondientes normas básicas
de la planta.
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Ordenamiento de los tubos de acuerdo a su objetivo de utilización
z
Tuberías de contacto primario (Purificación de vapor, de agua,
tuberías de productos, de ventilación, extractores, asi como filtros
de esterilización y dispositivos de almacenamiento)
z
Tuberías de contacto secundario
(tuberías de ventilación y extracción de aire, filtros de
esterilización hasta sistemas de almacenamiento a presión)
z
Otros conductos
(Conductos de vapor, de condensación,de refrigeración, de
desagüe)
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Puntos a tener en cuenta
z
Selección del material (propiedades del material ante la corrosión)
z Calidad del material (tipo de acabado, superficies, tolerancias)
z Técnica para la juntura (solo se permite junturas soldadas)
z Garantía de calidad a través de pruebas y documentación
(documentación de cada proceso, prueba visual, endoscopia)
Soldadura en válvula con derivaciones
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Técnica de la juntura (I):
z
Ubicación y alineamiento de la tuberías lo mas exacto posible
z
Calidad en las uniones de la tubería: máx.. desalineación: 10%
del espesor de la tubería
z
Puntos de sujetación con Ar 4.8 o Ar/H2 : puntos de sujetacion
pequeños e invisibles desde la parte interior
z
Los tiempos del pre-flujo y post-flujo de gas (protector y de
depuración) deben corresponder a las especificaciones de la
soldadura
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Técnica de la juntura (II) – Criterio para la costura
z
Geometría del cordón (acabado, Ej.: una raíz poco elevada)
z
Grosor del cordón (la sección transversal del cordón debe cubrir
el ancho de las paredes)
z
Método para hacer la raíz (raíz sin caída interior)
z
Ausencia de grietas y poros en el área del cordón
z
Color de revenido (evidencias de oxidación) - máx. coloración
(amarillo pálido)
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Cumplimiento de los criterios del cordón
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Soldadura orbital en la industria farmacéutica
Técnica de la juntura (III) – Ventajas de la soldadura orbital
z
Pinzas cerradas de soldadura para una protección optima con gas
(para evitar el color de revenido)
z
Control exacto de todos los parámetros básicos de soldadura
z
Mínima elevación en el lado interno del cordón
z
Mínimo recalentamiento de la pieza, gracias a la técnica de
pulsado
z
Desde el punto de vista metalúrgico, el cordón presenta una
calidad muy alta
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Soldadura orbital en las industrias purificadoras
Utilización de la soldadura orbital en el
mercado:
z
Sistemas de transporte y distribución
de sustancias liquidas
z
Sistemas para el procesamiento de
gases y su distribución
z
Elaboración de paneles de gas
z
Soportes
z
Construcción de tuberías en salones
purificados
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Soldadura orbital en las industrias purificadoras
Clases para purificación de salones :
z
CLASS 10,000 Satélite
z
CLASS 1,000
Producción y soldado de válvulas
z
CLASS 100
Típico en la industria de semiconductores
z
CLASS 10
terminados
Limpieza y empaque de los productos soldados
z
CLASS 1*
aplicaciones especiales 2 o 3 en los Estados Unidos
*: CLASS 1 = 1 µm Partícula por 10,000 cu.ft (aprox. 370 m3)
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Soldadura orbital en las industrias purificadoras
Industrias en las cuales la producción exige un salón o
espacio purificado:
z
z
z
z
z
Electrónica
Medica
Farmacéutica
Aérea y aeroespacial
Alimenticia
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Soldadura orbital en las industrias purificadoras
Tasa de error (factores de influencia)
z
z
z
z
z
z
Medio ambiente
Energía
Temperatura
Alteraciones en el Proceso
Usuario
Equipo
> 20 %
> 10 %
>2%
> 20 %
> 20 %
> 20 %
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Soldadura orbital en las industrias purificadoras
UHP 250 –Para una
optima integración en
el acabado de
paneles
UHP 250-protección de
gas para instalaciones
con dimensiones
pequeñas
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
Soldadura de tubos
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
Soldadura de tubos
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
Grietas
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
TS 25:
• Sistema
de
tensión
para
el
posicionamiento y fijación de la antorcha
• Cámara de soldado cerrada para
materiales de rápido oxidamento
• Soldadura sin material de aportación
• Desde I.D. 7 mm - A.D. 25,4 mm
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
•TS 60:
• Sistema de alimentación de
hilo integrado
• AVC (Opción)
• De ID 8 - 60 mm
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
TS 73:
• Sistema de alimentación
de hilo exterior
• Robusto
• De ID 8 - 60 mm
• Fácil manejo
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
• Una aplicación con 3 antorchas:
TP 60 conectadas en paralelo
• Sistema de tensión y
posicionamiento
• Componentes flotantes
• Refrigeración y depuración en el
lado posterior de la costura
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
- Utilización: Construcción de un
intercambiador de calor Hudson
- Material: Acero inoxidable, Duplex y acero
al carbón
- Dimensión:
Fondo: 3200 x 438 x 207 mm
Espesor del fondo delantero: 32 mm
Espesor del fondo trasero: 30-55 mm
Diámetro del tubo: 25,4 – 32 – 38,4 mm
- Cabezal: TS 60
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
- Material: Acero súper DUPLEX
- Hilo: ZERON 100
- Diámetro: 280 mm
- Capas: 12
- Duración: 1h 10 min.
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Soldadura orbital en la construcción de centrales de
energía
- Utilización: Tubos de refrigeracion
(Industrias procesamiento de Basuras)
- Material: ST 37.8
- Proceso: Orbital-TIG-Hilo frío
- Hilo: DMO-IG 0,8 mm
- Diámetro: 38 mm
- Espesor de los muros: 3 mm
- Capas:
2
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Soldadura orbital en la industria aérea y aeroespacial
Utilización :
Material: Titanio, Aluminio
Diámetro: (Titanio) 50x1 mm
(Alu) 45x0,8/1,0 mm
Cabezal: MU IV 19/ 80
Gas protector: Argon
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Soldadura orbital en la industria aérea y aeroespacial
Antorcha especial con
facilidades de ajuste y
posicionamiento para
soldadura de soportes sin
fijación previa
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Soldadura orbital en la industria aérea y aeroespacial
Antorcha especial con
facilidades de ajuste y
posicionamiento antes de
empezar a soldar
© Fronius 2004
Soldadura orbital en la industria naviera - plataformas
marinas
Diámetro: hasta 100 mm
Material: Acero austenitico y duplex
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Soldadura orbital en la industria naviera plataformas marinas
Utilización: Plataformas-tuberías-reubicación
Material: Acero inoxidable duplex
Diámetro: 168 mm
Espesor de los muros: 11 mm
Proceso: TIG-Hilo frío, separacion (gap) minima
Capas : 8
Duración del ciclo: 52 min.
Preparación de la costura: J solo para la capa
final con oscilacion
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Soldadura orbital en la industria química
Utilización:
Material:
Diámetro:
Espesor:
Cabezal :
Intercambiador de calor
X2 CrNi N 22.5 3 (Duplex)
Inox 1.4948 – 304/ 308
Tubo: 38 mm
Lamina: 2000 y 2800 mm
Tubo: 2,3 mm
Lamina: 35 mm
TS 60 con accesorio especial y
sujetador neumático
© Fronius 2004
Construcción de maquinas y unidades de
almacenamiento
Utilización: Regulación de
válvulas e
instrumentación
© Fronius 2004
Construcción de maquinas y unidades de
almacenamiento
Utilización : Soldadura en la fabrica
© Fronius 2004
Soldadura orbital en procesos energéticos
Utilización:
Soldadura de conductos
hidráulicos
Material:
Acero bajo en aleación
Cabezal :
TIG 20/ 160
Diametro:
¾“–1¼“
Espesor de la pared : 2,5 – 4,5 mm
© Fronius 2004
Soldadura orbital – Construcción de maquinas y
unidades de almacenamiento
© Fronius 2004
Soldadura orbital – Construcción de tuberías
© Fronius 2004
Soldadura orbital en procesos energéticos
Utilización : Construcción de
sistemas de
calefacción
© Fronius 2004
Productos
© Fronius 2004
SISTEMA REGULADO FPA 2000 ORBITAL
PM Automation
z
En compañía de la pinzas orbitales es de aplicación
universal para conexiones tubo-tubo, tubo-brida y
tubo-fondo de tubo
z
Fuente inversora integrada 200A DC
z
Refrigeración integrada (agua)
z
Alimentación controlada con microcontrolador
z
Ciclo de soldadura ajustado con control remoto
z
Memoria Interna para 16 Programas
z
Memo-Card para salvar y cargar programas
z
Control del eje de rotación, del cabezal y del
alimentador del hilo
z
Set de parámetros definibles libremente por sector
z
10 Sectores por costura (360°)
z
Datos de soldadura y documentación
z
Impresora de puntos incluida, con 20 caracteres por
renglón
© Fronius 2004
SISTEMA REGULADO FPA 2003 ORBITAL
PM Automation
z
En compañía de la pinzas orbitales es de aplicación
universal para conexiones tubo-tubo, tubo-brida y
tubo-fondo de tubo
z
SPS-Regulado
z
Fácil programación
z
Regulación y control total de todos los parámetros a
través del control remoto FPA 2003-RC
z
Memoria interna programable de hasta 200 programas
z
Set de parámetros definibles libremente por sector
z
9 sectores por costura (360°)
z
PC-Software „FPA-Manager“ para programación,
documentación, resp. almacenamiento (opcional)
z
Termo impresora y unidad para disquete (opcional)
© Fronius 2004
PINZAS CERRADAS DE SOLDADURA UHP/ MW/ K
PM Automation
z
Especial para soldadura a tope de tubo con espesor
delgado sin material de aporte
z
Utilizable en tubos con diámetro exterior entre 1,6
hasta 170 mm (dependiendo del tipo de pinza) y
paredes con espesor máximo de 3,5 mm
z
Cámara de protección para evitar el color de revenido
z
Direccionamiento especial del gas para evitar la
emisión de partículas
z
Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración
por agua
z
Sistema de cucharas tensoras Solid-Flex
© Fronius 2004
CABEZAL DE SOLDADURA ABIERTA TS 25/ TS 2000
PM Automation
z
Especial para la soldadura de tubo-fondo de tubo con
o sin material de aporte
z
Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración
por agua
z
Principio de colector para la alimentación de la
antorcha giratoria sin fin
z
sistema modular TS 2000 :
con / sin AVC
con sistema de alimentación de hilo integrado
con sistema de alimentación de hilo externo
con sistema de tensión neumático
z
Apropiado para tubos con diámetro exterior de 8 hasta
60 mm (dependiendo del tipo de cabezal)
z
Estribo sujetador giratorio para balanceo
© Fronius 2004
PINZAS ABIERTAS DE SOLDADURA MU IV P
PM Automation
z
Para soldadura de unión tubo-tubo
z
Sistema de sujetacion y centrado con pinzas de ajuste
continuo
z
Fácil adaptación en diferentes geometrías tubulares
z
Concepto modular (unidad de material de aporte, de
AVC, de OSC)
z
Antorcha giratoria 0° bis 40° (bridas)
z
Exploración mecánica de la altura
z
Ajuste mecánico de precisión para correcciones
laterales +/- 2,5 mm
z
Intervalos largos de soldado gracias a la refrigeración
por agua
© Fronius 2004
BASTIDOR DE RUEDAS ORBITAL POLYCAR 60/
POLYCAR 130
z
Bastidor de ruedas orbital para la mayoría de trabajos
de soldadura en la fabricación de tuberías
z
Método de soldadura:
¾
PM Automation
TIG con material de aporte y capas multiples
z
Diámetro exterior del tubo desde 114 mm
z
Espesor máx.. de la pare del tubo 200 mm
z
Sistema de alimentación del hilo integrado, 5 rodillos
0,8 (ranura trapezoidal)
z
Generador de impulsos de recorrido integrado para la
regulación de la velocidad
z
Sistema motorizado de carro cruzado (carros AVC y
OSC)
z
Unidad especial de alimentación del hilo con 2 ejes
z
Rango de graduación de la antorcha +/ - 45°
z
Velocidad de desplazamiento 20 – 400 mm/min.
z
Corriente de soldadura máx.. 300 A/ 500 A
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MAQUINAS PARA TRATAMIENTO Y ACABADO DE
LA TUBERIA REB/ BRB
PM Automation
z
Acondicionamiento de los extremos del tubo en la fase
de preparación del área a soldar
z
Modo de operación con aire presurizado o con sistema
eléctrico
z
Herramientas para el sistema de tensión
z
Potencia y uso del sistema de alimentación mejorado
z
Accesorios para el pulimento de la capa protectora
z
Diámetro interno del tubo hasta hasta 111 mm
z
Diámetro externo del tubo hasta hasta 114,3 mm
z
Accesorios para herramientas multiuso, adecuado
para diferente tipos de uniones
z
Recomendado tanto para aceros sin aleaciones como
para tuberías de acero inoxidable
© Fronius 2004
ROHRTRENN- UND ANFASMASCHINE RA/ RA H
PM Automation
z
Especial para el corte y la preparación simultanea del
tubo
z
Rango del diámetro exterior de tubo entre 10 bis 325
mm
z
Rango del diámetro interior de tubo entre 7 – 193 mm
z
Espesor de la pared del tubo 0,5 bis 10 mm
z
Regulación electrónica de la velocidad de giro
z
Amplia numero de puntos para la tensión del tubo
z
Sujetador ideal en solo un parte del tubo
z
Dirección del proceso de adentro hacia afuera del tubo
z
Adecuado para soldadura de alto rendimiento como:
Titanio, Acero de alta aleación, Cobre, Aluminio, Acero
al carbono
© Fronius 2004
CILINDRO DE DEPURACION SC PROFI
PM Automation
z
Diámetro interno del tubo 13 - 215 mm
z
Total aislamiento es garantizado gracias a su
construcción con tres discos en cada extremo
z
Distribuidor de gas nuevo, patentado (Modo de trabajo
de acuerdo al principio pistón-desplazamiento)
z
Aprobado contra los rayos ultravioletas
z
Aprobado térmicamente hasta 340°C
z
Posicionamiento rápido y fácil, ideal para posiciones
difíciles
z
Eficiente y rentable:
¾
Tiempo de depuración extremadamente corto
¾
Consumo mínimo de gas
¾
Posicionamiento rápido
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SOFTWARE “ FPA-MANAGER “
PM Automation
z
Administración de datos de soldadura para un
PC/ Laptop conectado al sistema de regulación
FPA 2003
z
Funciones
¾
Visualización, generación, almacenamiento
de todos los parámetros
¾
Documentación de los parámetros
¾
Captura de datos en modo On-Line (FPAAVR)
¾
Transferencia de datos desde PC al sistema
de regulación FPA 2003 en modo On-Line a
través de una interfase o Off-Line a través
de un disquete
© Fronius 2004
www.fronius.com
© Fronius 2004