Otimizando o processo de soldagem a ponto

Kaizen, ou melhoria contínua, é um princípio básico da manufatura enxuta. Ele diz, com efeito, que 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 pelas 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 alumínio-alumínio e aço-aço.

"Apesar de ser a maneira mais rápida de unir chapas metálicas e produzir as ligações mais fortes desse tipo de metal, a soldagem a ponto por resistência apresenta um desafio", explica Tom Snow, presidente do conselho da TJ Snow Co. "Ao contrário de um arco soldar, os operadores de máquinas não podem simplesmente olhar para a peça e saber com certeza se ela tem uma boa junta soldada. Pode parecer bom, mas apenas usando a quantidade adequada de calor, força e duração e, em seguida, testando a junta, pode-se usuário final certifique-se de que a solda tenha a resistência necessária."

A TJ Snow fabrica e conserta soldadores por ponto de resistência padrão e personalizados desde 1963. As máquinas SlimLine do tipo pedestal da empresa vêm em estilos de chifre e placa e usam uma ou várias cabeças de solda. Os recursos padrão incluem uma estrutura rígida para serviço pesado, um transformador do tipo fixação e uma folga de eletrodo facilmente ajustável.

No ano passado, a TJ Snow forneceu uma máquina SlimLine personalizada para um fabricante aeroespacial de nível 1 para localizar componentes de escapamento soldados para motores a jato. As peças são feitas de uma 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 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 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, uma ou mais cabeças de solda, eletrodos positivos e negativos e, opcionalmente, um monitor externo. A fonte de alimentação usa tecnologia de circuito fechado ou circuito aberto, de acordo com Marty Mewborne, gerente de engenharia de vendas da Amada Weld Tech Inc.

As tecnologias de circuito fechado incluem DC 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 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. corrente contínua de média frequência) transformadores."

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