Otimizando o Processo de Soldagem por Ponto

Kaizen, ou melhoria contínua, é um princípio básico da manufatura enxuta. Diz, com efeito, que algo abaixo do ideal nunca é aceitável. O conceito pode ser aplicado a todos os principais processos de montagem, incluindo soldagem a ponto por resistência.

A soldagem a ponto envolve a geração de calor na interface das peças a serem unidas, passando uma corrente elétrica através das peças por um determinado período de tempo e pressão. Os engenheiros obtêm uma solda forte determinando cuidadosamente a melhor combinação de tempo, força e corrente.

A tecnologia é amplamente utilizada nas indústrias automotiva, aeroespacial, de linha branca e de baterias para veículos elétricos. É rápido, econômico e flexível o suficiente para ser usado em juntas de alumínio com alumínio e de aço com aço.

“Apesar de ser a maneira mais rápida de unir chapas metálicas e produzir as ligações mais fortes deste tipo de metal, a soldagem por pontos por resistência representa um desafio”, explica Tom Snow, presidente do conselho da TJ Snow Co. soldar, os operadores da máquina não podem simplesmente olhar para a peça e ter certeza de que ela possui uma boa junta soldada. Pode parecer bom, mas somente usando a quantidade adequada de calor, força e duração, e depois testando a junta, o usuário final pode ter certeza de que a solda tem a resistência necessária.”

TJ Snow fabrica e repara soldadores por pontos de resistência padrão e personalizados desde 1963. As máquinas SlimLine tipo pedestal da empresa vêm em estilos de buzina e placa e usam uma ou múltiplas cabeças de solda. Os recursos padrão incluem uma estrutura rígida e resistente, um transformador tipo acessório e uma folga de eletrodo facilmente ajustável.

No ano passado, TJ Snow forneceu uma máquina SlimLine personalizada para um fabricante aeroespacial Tier 1 para soldar componentes de escapamento de motores a jato. As peças são feitas de liga de alta temperatura. Um robô pega cada peça e a coloca dentro da garganta da máquina, onde a peça é soldada em 1 segundo. Depois disso, o robô coloca o conjunto em uma esteira.

A soldagem a ponto está, na verdade, passando por uma espécie de renascimento. Depois de ser acidentalmente inventada pelo engenheiro Elihu Thomson em 1885, a soldagem a ponto cresceu lentamente em uso até o final do século XX. Então, tecnologias como soldagem a laser, soldagem por fricção e soldagem a arco avançado foram consideradas o futuro da tecnologia. Agora, no entanto, os controles avançados da máquina estão ajudando a soldagem a ponto a recuperar seu lugar como um tipo líder de soldagem, otimizando totalmente seu processo.

A soldagem a ponto é o tipo mais comum de soldagem por resistência usada na montagem. Outros tipos incluem soldagem de topo, projeção, costura, percussão e soldagem virada. Esses métodos diferem principalmente pelo tipo e formato dos eletrodos que aplicam a pressão e conduzem a corrente.

Uma configuração típica de soldagem a ponto por resistência consiste em uma fonte de alimentação (também conhecida como controlador de soldagem), um transformador, um ou mais cabeçotes de solda, eletrodos positivos e negativos e, opcionalmente, um monitor externo. A fonte de alimentação usa tecnologia de circuito fechado ou de circuito aberto, de acordo com Marty Mewborne, gerente de engenharia de vendas da Amada Weld Tech Inc.

As tecnologias de circuito fechado incluem CC linear e um inversor de alta frequência (HF). Ambos os tipos respondem bem à alteração dos valores de resistência a cada 10 a 250 microssegundos, mantendo assim o parâmetro programado (corrente, tensão ou potência) constante para soldas mais consistentes.

Mewborne diz que as tecnologias de circuito aberto já existem há mais tempo e incluem descarga de capacitor (CD) e energia direta (AC). Eles oferecem pouco ou nenhum feedback e são mais suscetíveis ao desgaste do eletrodo e aos desafios de posicionamento das peças.

“Anos atrás, os transformadores do tipo CA eram muito populares”, observa Don DeCorte, vice-presidente de produtos de soldagem por resistência da RoMan Manufacturing Inc. “Mas agora, como a eletricidade é muito mais cara, os fabricantes têm uma necessidade maior de MFDC mais eficientes ( transformadores de corrente contínua de média frequência”.

RoMan é o maior fabricante de transformadores padrão e personalizados para soldadores por resistência do mundo, de acordo com a DeCorte. Ele estima que 85% de todos os soldadores nos Estados Unidos trabalham com um transformador RoMan. O transformador pesa de 12 quilos a 5 toneladas, dependendo da máquina de solda.