FORMAS COMPLEJAS Y CORDONES RÁPIDOS DISTINTAS VARIANTES DEL PROCESO DE SOLDADURA REVOLUCIONAN LOS SISTEMAS DE EMISIONES DE GASES DE ESCAPE

Los componentes que forman los sistemas de escape incorporan un extenso abanico de materiales base: desde aleaciones de acero de calidad alta y media hasta aleaciones con base de níquel. Los espesores de las paredes oscilan entre unas pocas décimas de milímetro y varios milímetros. Además, hay que contar con la posible presencia de tolerancias de fabricación. Y a pesar de todo, se exige que conexiones y juntas cumplan criterios de calidad muy estrictos sin incurrir en grandes costes para la producción.

UN RETO POLIFACÉTICO DEBIDO A LA VARIEDAD DE LOS COMPONENTES

Los sistemas de emisiones de escape de los automóviles captan los gases procedentes del motor de combustión y los limpian, para lo cual deben soportar temperaturas muy elevadas y un alto riesgo de corrosión. Los requisitos que debe satisfacer cada componente determinan de qué material se fabrica. Por ejemplo, el colector de escape va directamente acoplado al bloque motor mediante bridas. Se encarga de recoger los gases de escape calientes que se originan en los cilindros y los dirige hacia el sistema de emisiones de escape. Aquí es donde se registran las temperaturas más altas, por eso se suelen emplear aceros con alto contenido en cromo para fabricar el colector. Los componentes presentan una geometría compleja, con radios muy ajustados en multitud de puntos; un auténtico reto para el ensamblaje.

El proceso que se aplica con más asiduidad para unir componentes del sistema de emisiones de escape es la soldadura de metal por gases activos, MAG. El colector de gases de escape plantea grandes dificultades para el proceso de soldadura: los radios tan angostos de la pieza obligan a reducir la velocidad de soldadura de los robots. Pero aún así, es preciso evitar que se transmita demasiada energía al componente y debemos garantizar que el proceso sea estable y reproducible.

NUEVAS POSIBILIDADES GRACIAS A LA ELECTRÓNICA AVANZADA DE GRANDES PRESTACIONES

El problema no termina con el colector, pues hay otros componentes que nos depararán sorpresas. La calidad y el grosor del material se amoldan a las exigencias que determina cada grupo de componentes, lo que nos obliga a adaptar el proceso de soldadura a cada componente. Dentro de su catálogo, Fronius dispone de distintas variantes para regular el proceso de soldadura MAG, que permiten acometer por completo la soldadura de componentes complejos. Gracias a los sistemas electrónicos de altas prestaciones que incorporan las fuentes de corriente para soldadura más modernas, los usuarios pueden regular el arco voltaico de manera controlada y conseguir así resultados óptimos.

La variante de proceso Low Spatter Control (LSC) destaca especialmente para soldar componentes de gas de escape. Se basa en el empleo de un arco voltaico corto, con un nivel de energía reducido y muchas menos proyecciones. Para hacer esto realidad, el sistema de soldadura controla de forma muy precisa el caso de cortocircuito: la fuente de corriente detecta con exactitud la proximidad del electrodo de soldadura al baño de fusión y dirige el desprendimiento de gota para el baño, de forma que este se produce a una potencia muy limitada. Con todo esto, la aportación de calor que se transmite al componente sobre el que se trabaja se mantiene en el mínimo y apenas se producen proyecciones; una situación ideal para ensamblar piezas de grosores muy delgados y con variaciones en las geometrías de las juntas, justo lo que sucede con el colector de gases. Además, la función LSC asegura una alta estabilidad ante los cambios de orientación tan delicados que debe efectuar la antorcha de soldadura, y por tanto, favorece altas velocidades de soldadura.

La función "Pulse Multi Control" o PMC constituye otra variante del proceso. Emplea un arco voltaico pulsado modificado y se caracteriza por presentar desprendimientos de gotas regulados con gran precisión y con muy pocas proyecciones. La función Pulse Multi Control produce un arco voltaico potente y estable, que en posiciones forzadas logra unas altas tasas de deposición y, al mismo tiempo, una buena capacidad de control para el baño de fusión. De este modo, los usuarios pueden evitar irregularidades como las muescas por penetración, obteniendo uniones de soldadura estables y reproducibles. Esta función resulta especialmente adecuada para soldar piezas afectadas por tolerancias, con saltos muy acusados entre paredes de distintos grosores: la clase de condiciones que impera en muchos componentes de los sistemas de emisiones de gases de escape. Incluso ante este panorama, la función Pulse Multi Control garantiza una penetración suficiente y una buena absorción de gaps. Los proveedores de la industria de la automoción aplican a menudo este procedimiento para soldar colectores de gases de escape. En la práctica, la tecnología Pulse Multi Control alcanza velocidades de soldadura claramente superiores y, como consecuencia, potencia la productividad.

MÁS ALTO, MÁS LEJOS, MÁS DELGADO

Ahora bien, es posible que otras variantes tomen protagonismo ante los desafíos que depara el futuro de la industria automovilística. Una de las tendencias destacadas es el desarrollo de vehículos cada vez más ligeros: al reducirse el peso, se reduce el consumo de carburante y el ahorro de materiales se traduce en ahorros en la producción. Este fenómeno también repercute sobre la estructura y la construcción de los componentes de los sistemas de emisiones de escape. Los materiales base y de aporte que se emplean son resistentes a las altas temperaturas y permiten fabricar componentes con espesores cada vez menores, tanto que en el futuro es posible que paredes de 0,8 milímetros se conviertan en el estándar habitual. En este escenario es donde la tecnología CMT (Cold Metal Transfer) brilla con luz propia. Este proceso combina un arco voltaico corto regulado con un electrodo de soldadura que se mueve avanzando y retrocediendo. Como resultado se reduce al mínimo la aportación de calor y se logra una extraordinaria estabilidad del proceso de soldadura, que permiten al usuario conseguir resultados óptimos incluso al ensamblar componentes muy delgados.