ArcTig consigue la máxima productividad en la soldadura de tanques y depósitos

La empresa Viñolas Metall se fundó en 1968 en Cornellà del Terri, Gerona, y ahora tiene otra sede en Banyoles. Más de la mitad de los 45 empleados de esta tradicional empresa familiar se dedica a la soldadura. Los depósitos, tanques, bastidores y otras construcciones metálicas que fabrican son de la más alta calidad y satisfacen las necesidades de sus clientes más exigentes, que pertenecen a sectores como la viticultura, el tratamiento de aguas, la ingeniería aeronáutica o la industria nuclear, y exigen productos del más alto nivel.

Los fabricantes, los equipos de ingenieros y los desarrolladores de proyectos que trabajan con Viñolas Metall valoran especialmente el espíritu innovador de la empresa, que se refleja en las grandes inversiones en tecnología y en el amplio conocimiento de los procesos. Una buena red de contactos y una asistencia perfecta completan la imagen general de la empresa.

El trabajo cotidiano en Viñolas Metall

Las soldaduras representan la mayor parte de los desafíos diarios en Viñolas. Por ello, la empresa tiene que cumplir con los estándares de calidad particularmente altos de sus clientes, especialmente en lo que respecta a las piezas de soldadura que se fabrican para ambientes altamente corrosivos o que tienen que soportar cargas muy pesadas. Para ello se utilizan planchas de acero al carbono, acero inoxidable (304, 316, dúplex y superdúplex) y aluminio, que deben soldarse en todas las posiciones posibles, sobre todo en la construcción de tuberías.

En este caso, la empresa suele utilizar los procesos TIG y MIG/MAG.

Los principales retos de producción

A pesar de todo, Viñolas tuvo que enfrentarse a grandes retos en lo que respecta al desarrollo empresarial, siendo uno de los principales la escasa mano de obra cualificada. Al aumentar la cifra de pedidos, lo hizo también la presión sobre la empresa, pues deseaban que la producción se considerara de gran calidad a toda costa. Es más, los requisitos de producción tenían que cumplirse al mismo tiempo que se optimizaban los costes, lo cual complicaba más la situación.

La empresa, que hasta ese momento solo había trabajado con equipos de soldadura de otros fabricantes, se dirigió a Fronius en busca de una solución adecuada para este gran reto. Entonces se le presentó a Viñolas otro enorme desafío relacionado con las soldaduras: los filtros rotativos de la industria alimentaria. Estos filtros están hechos de acero inoxidable 304L. La parte central del filtro rotativo, una sección cilíndrica, debe soldarse longitudinalmente y, a continuación, se unen las dos tapas a los extremos del componente.

Durante mucho tiempo, el componente entero se fabricó en acero inoxidable de 5 mm mediante el proceso MAG. No obstante, el mecanizado de bordes necesario para el mismo (un cordón en V con un talón de 2 mm) requería mucho tiempo, energía y mano de obra. Además, el proceso MAG es muy costoso en lo que respecta a los materiales de aporte de soldadura, especialmente en la construcción de depósitos, debido a los numerosos metros de cordones de soldadura necesarios. A su vez, el proceso MAG suele resultar en un mayor gasto en consumibles.

Posteriormente, el cliente encargó a Viñolas la fabricación de filtros de chapas de 8 mm, con la posibilidad de alcanzar un espesor de hasta 10 mm. La preparación en V específica de MAG (sobre todo cuando se trata de este espesor de chapa) requería en la soldadura de raíz utilizar un backing de cerámica (más costes adicionales), que después debía completarse con varias pasadas de soldadura por el aumento del espesor de la chapa.

En resumen, se podría decir que el mayor espesor de los materiales ralentizó considerablemente el ciclo de producción debido a las soldaduras multipasadas, pues esta requería más fases de trabajo. Como consecuencia, también hubo un aumento masivo de los costes de material (material de aporte de soldadura para los sucesivos cordones).

ArcTig entra en juego de la mano de Fronius

Inicialmente, Viñolas había encontrado en la tecnología de unión de Fronius la mejor solución para el cambio de proceso; de MAG a TIG. Sin embargo, el proceso TIG suele implicar muchas desventajas en cuanto a la velocidad de soldadura y, por tanto, baja la productividad. No obstante, con el desarrollo de la tecnología ArcTig, Fronius ha logrado reunir las ventajas de TIG y reducir las desventajas mediante la automatización y el empleo de técnicas especiales.

En última instancia, ArcTig consiste en un proceso de soldadura Keyhole basado en TIG. A diferencia de la soldadura Plasma Keyhole, por ejemplo, se genera un potente arco voltaico al concentrar una densidad de energía especialmente alta en la punta de un electrodo de tungsteno. Esto fue posible gracias a que Fronius logró compensar en gran medida la pérdida de energía en la parte del electrodo que no está refrigerada, en comparación con el proceso TIG convencional. De este modo, se generó un sistema específico de refrigeración que disipa la temperatura del tungsteno hasta la punta de manera extremadamente eficiente. Para ello se utiliza un sistema externo de refrigeración de alto rendimiento que puede generar hasta 4,7 kW de potencia. Un pequeño rectificado en el cono de afilado del electrodo otorga una densidad de energía aún mayor al arco voltaico y, por tanto, más capacidad de penetración.

De este modo, se consigue la máxima concentración de un arco voltaico especialmente potente, permitiendo soldadura Keyhole con una raíz muy pronunciada en la parte posterior del cordón. Como consecuencia, la soldadura TIG tiene un alto índice de productividad gracias a la tecnología ArcTig, y permite una reducción de costes importante en la producción de cordones de soldadura para diversas aplicaciones.

Optimización de la calidad y de los costes

Mediante el uso generalizado de ArcTig en la producción, Viñolas Metall ha superado completamente los retos que entrañaban sus tareas de soldadura gracias a las importantes ventajas de este proceso.

El potencial de ahorro de ArcTig se hace patente al eliminarse por completo la preparación del cordón en V, necesario en el proceso MAG. De este modo, ya no es necesaria la fabricación de estructuras mediante capas de relleno, que requiere mucho material y tiempo. Ahora se pueden soldar cordones a tope de hasta 10 mm de espesor sin preparación. Como resultado se obtiene una soldadura completa de una capa con la parte inferior de la raíz perfectamente pronunciada.

Además, dependiendo de las condiciones y del espesor de los materiales soldados, se puede alcanzar una velocidad de soldadura de 15 a 60 cm/min. En comparación con la soldadura Plasma Keyhole, el manejo y la parametrización especialmente simples y flexibles de la tecnología ArcTig la colocan en la cima: en lugar de complicarse con módulos de plasma y muchos otros parámetros, basta con recurrir a las fuentes de potencia de soldadura TransTig-4000/5000, que son completamente manejables.

A su vez, la baja aportación de calor en el proceso de ArcTig asegura una importante reducción de la deformación geométrica.

Viñolas Metall, una empresa extremadamente competitiva gracias a ArcTig

La tecnología ArcTig ha permitido reducir considerablemente tanto los costes de preparación de los bordes de soldadura como los costes corrientes derivados de estos. Todos los cordones longitudinales y circulares se unen mediante el proceso soldadura Keyhole en la fabricación de filtros rotativos. Como consecuencia, Viñolas ha conseguido optimizar aún más la gestión del tiempo incluso con un mayor número de encargos. Jordi Muñoz, Director General de la empresa, afirma con entusiasmo: “Utilizamos el proceso ArcTig para soldar unas 180 tuberías para depósitos al año, y para muchas otras construcciones metálicas. El tiempo que ahorramos en la preparación y durante la soldadura se refleja en el aumento de la producción, y en una reducción significativa de los costes de material de aporte y de otros consumibles”.

Una estrecha colaboración con Fronius

Esta increíble historia de éxito ha resultado en una estrecha colaboración que dura ya cinco años entre Viñolas Metall y Fronius. Por este motivo, esta empresa de metales española confía ahora exclusivamente en la tecnología de soldadura austriaca para la tecnología de unión. De hecho, los especialistas en construcción de depósitos tienen actualmente más de 20 equipos Fronius para distintas aplicaciones: desde MagicWave para los procesos TIG hasta equipos de alta tecnología MIG/MAG como la TPS/i, disponible en distintos rangos de potencia.

Además, utilizan otras soluciones Fronius para la soldadura, tales como ArcView o WeldCube, sistema de gestión de datos, y el sistema Orbital, para la construcción de tuberías. “Las soluciones Fronius ofrecen unos niveles de rendimiento y de fiabilidad muy superiores en comparación con los equipos con los que trabajábamos antes. Son muy resistentes y su versatilidad está diseñada justo para las necesidades de nuestros soldadores”, explica David Viñolas, Director General de la empresa. “Que sean tan intuitivas y fáciles de usar es un punto a su favor y, además, Fronius nos ha ofrecido cursos de formación para entender mejor sus equipos. Así podemos aprovechar al máximo el potencial de estos sistemas, del software y de otras soluciones de soldadura”.