Nova tecnologia para soldagem robótica

Aug 07, 2023

Impulsionada pela demanda da indústria automotiva, a soldagem a laser é uma das aplicações de crescimento mais rápido para robôs de seis eixos. Foto cortesia da ABB Robotics

A embalagem de vestimenta para soldagem a laser requer alguns cuidados na montagem. As restrições de raio de curvatura devem ser respeitadas e os cabos não podem sofrer choques. Foto cedida por Comau LLC

Quer o robô seja usado para GTAW ou GMAW, os especialistas recomendam uma máquina projetada especificamente para a tarefa. Foto cedida por FANUC America Corp.

A ABB adicionou recentemente o processo TIP TIG à sua plataforma de tecnologias de soldagem robótica. Em vez de fornecer o arame de enchimento à poça de fusão a uma taxa contínua, o alimentador agita o arame para frente e para trás. A corrente elétrica, fornecida por uma fonte de energia secundária, também é aplicada ao fio de enchimento. Foto cortesia da ABB Robotics

Com a soldagem sem fixação, a peça base está localizada em uma fixação simples. Em seguida, um robô de manuseio de material guiado por visão pega a peça a ser soldada, coloca-a no lugar na peça de base e a mantém lá enquanto um robô de soldagem a arco faz sua tarefa. Foto cedida por FANUC America Corp.

A soldagem de um tipo ou de outro tem sido a aplicação número 1 para robôs industriais quase desde que a tecnologia foi inventada.

De acordo com a Federação Internacional de Robótica, 50% de todos os robôs do mundo são usados ​​para soldagem. Especificamente, 33 por cento são empregados para soldagem a ponto, 16 por cento estão fazendo soldagem a arco e 1 por cento está realizando algum outro tipo de operação de soldagem.

Com robôs de seis eixos, os montadores podem soldar peças melhor, mais rápido, de forma mais consistente e segura. E os recursos dos robôs de soldagem melhoraram drasticamente nos últimos anos, mesmo quando se tornaram mais fáceis de usar e mais baratos de implantar. Uma tecnologia que antes era domínio exclusivo de OEMs automotivos e outros grandes fabricantes agora está ao alcance de pequenas e médias empresas.

Não é de admirar, portanto, que o mercado mundial de robôs de soldagem deva crescer 6,09% ao ano até 2019, de acordo com a empresa de pesquisa de mercado Technavio.

Impulsionada pela demanda da indústria automotiva, a soldagem a laser é uma das aplicações de crescimento mais rápido para robôs de seis eixos. As montadoras estão sob pressão para reduzir o peso do veículo e a soldagem a laser aborda esse problema em várias frentes, diz Mark Anderson, diretor de materiais e tecnologia da Comau LLC.

Por exemplo, para economizar peso, as montadoras estão usando cada vez mais tubos hidroformados para vários componentes do chassi. A união de chapas metálicas a esses tubos representa um problema para a soldagem a ponto por resistência, que requer acesso a ambos os lados da montagem. A soldagem a laser não compartilha dessa limitação. Requer apenas acesso a um lado do conjunto.

Além disso, como o ponto focal do feixe de laser é muito pequeno, os flanges das peças para juntas sobrepostas podem ser mais estreitos do que os projetados para soldagem a ponto por resistência, diz Anderson. Menos metal significa menos peso e custos mais baixos.

"As tampas de uma pistola de solda a ponto podem ter 0,25 polegada de diâmetro", explica ele. "Isso significa que o flange deve ter pelo menos 10 ou 12 milímetros de largura. Com a soldagem a laser, você pode ter um tamanho de ponto de 1 milímetro de diâmetro. Agora, seu flange pode ter apenas 3 ou 4 milímetros de largura. Isso representa uma economia de 50% em materiais".

A necessidade de reduzir o peso do veículo também faz com que as montadoras montem carrocerias com uma variedade de materiais em várias espessuras. Ao mesmo tempo, todas as partes de um painel de porta podem ter sido estampadas a partir do mesmo rolo de chapa de aço. Hoje, esse mesmo painel de porta pode consistir em cinco materiais diferentes de espessuras variadas.

A soldagem a laser também pode ajudar nesse desafio. "Um feixe de laser pode produzir muito mais calor do que GMAW [soldagem a arco de metal a gás]", diz Mark X. Oxlade, gerente de desenvolvimento de mercado para soldagem e corte na ABB Robotics. "Materiais diferentes podem ser unidos mais facilmente a essas temperaturas mais altas."

Devido ao tamanho do ferramental de ponta de braço (EOAT), a soldagem por resistência requer um robô bastante robusto com alta capacidade de carga útil, em torno de 100 a 250 libras. Por outro lado, o ferramental para GMAW é menor e mais leve, então um robô com capacidade de carga de 20 a 40 libras pode ser suficiente.