Preguntas y respuestas sobre el seguimiento del proceso de soldadura por resistencia

Un monitor de soldadura por resistencia puede medir la corriente eléctrica durante la soldadura, el voltaje entre electrodos, la fuerza de los electrodos y el movimiento de los electrodos.

La consistencia del proceso es un desafío común en la soldadura por resistencia. Varias cosas pueden salir mal, todas causadas por variaciones en una o más de estas áreas: rendimiento del equipo, propiedades de los materiales y configuración del proceso.

Para encontrar al culpable, comience registrando los parámetros del proceso de soldadura con un monitor de soldadura y examinando los resultados. Un operador experimentado y bien capacitado puede detectar problemas de soldadura y hacer conjeturas fundamentadas sobre sus causas, pero sin los datos de un monitor de soldadura, ese operador está en gran medida a ciegas.

Un monitor de soldadura por resistencia puede medir la corriente eléctrica durante la soldadura, el voltaje entre electrodos, la fuerza de los electrodos y el movimiento de los electrodos.

Los modelos básicos generan un valor numérico agregado (mínimo o máximo) para uno o más parámetros. Los monitores más avanzados pueden capturar y analizar toda la forma de onda de alta resolución de cada parámetro. Las formas de onda proporcionan información mucho más útil sobre el proceso de soldadura dinámica que los valores agregados. Por ejemplo, las formas de onda pueden revelar chispas causadas por un ajuste inconsistente, hardware de la máquina de soldar suelto y sincronización inconsistente entre la aplicación de fuerza mecánica y energía eléctrica.

La soldadura por resistencia se logra aplicando calor y presión a lo largo del tiempo. El calor se suministra haciendo pasar corriente a través de los electrodos y la pieza soldada. La presión se suministra apretando la pieza soldada entre dos electrodos con una fuerza predeterminada. El perfil de tiempo, o la velocidad a la que se aplican corriente y presión, puede afectar el resultado de la soldadura.

El calor y la presión no se pueden medir directamente. Pero son consecuencia de la corriente a través de las piezas, el voltaje a través de los electrodos y la fuerza aplicada por el cabezal de soldadura. A partir de estas mediciones se pueden derivar otros parámetros eléctricos, como potencia y resistencia. Además, el proceso de soldadura provoca un pequeño movimiento o desplazamiento de los electrodos que puede revelar si la soldadura ha progresado como se esperaba.

Un cambio en cualquiera de estos parámetros podría indicar problemas en el proceso de soldadura, como alineación inadecuada, suciedad y residuos, cambio de material y cambio de recubrimiento.

El monitor, con sus valores y formas de onda resultantes, no indica si una soldadura es buena o mala. Sin embargo, puede comparar la soldadura más reciente con una soldadura en buen estado. Si los parámetros son similares, se pasa como bueno; si está fuera del rango, se marca como diferente. A menudo, lo diferente se considera malo en un entorno de producción y la pieza se marca para reelaboración o se desecha.

Para determinar el rango de valores o límites aceptables, un usuario ejecutará un diseño de experimentos utilizando diferentes configuraciones del equipo de soldadura que afectarán la calidad de la soldadura. Las formas de onda se registran y revisan con resultados de calidad de soldadura. Al final del estudio, se pueden establecer los límites superior e inferior de los parámetros para que el rango incluya buenas soldaduras y excluya las malas. El establecimiento de límites óptimos debe evitar la aceptación de demasiados falsos positivos, es decir, soldaduras que generan lecturas dentro de los límites pero no cumplen con las especificaciones de calidad de soldadura. Encontrar los límites ideales de los parámetros lleva mucho tiempo, pero el resultado son configuraciones del proceso que identificarán una buena soldadura dentro de los límites estadísticos. Para soldaduras críticas, este es el procedimiento de facto a seguir para productos como componentes de seguridad o dispositivos médicos.

Además del control de calidad, los monitores de soldadura se utilizan para:

Los monitores de soldadura avanzados pueden capturar y analizar toda la forma de onda de alta resolución de cada parámetro.

Los datos se pueden almacenar localmente en el monitor de procesos o en un servidor en red, ya sea localmente o en la nube. Los monitores modernos de alta gama tienen software que almacena los valores registrados en un servidor de base de datos. Se puede acceder a esta base de datos y utilizarla mediante software de control de procesos estadísticos analíticos (SPC) y programas de eficiencia general de equipos (OEE).

Los gerentes de producción, ingenieros de procesos y operadores pueden utilizar datos almacenados para tomar decisiones informadas sobre el proceso de producción que afectan la calidad, el rendimiento y el costo del producto.

De hecho, puede hacerlo. La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) se están aplicando en el campo de la soldadura para crear límites adaptativos inteligentes y predecir la calidad de la soldadura.

Los algoritmos AI/ML buscan tendencias en los datos registrados que pueden no verse mediante el análisis gráfico estándar. Además, las herramientas de IA/ML pueden generar muchas características de datos a partir de formas de onda del proceso que pueden usarse para detectar detalles sutiles sobre el proceso de soldadura. Si bien el gran volumen de datos puede abrumar a las herramientas de software SPC comunes, los datos pueden manejarse fácilmente mediante algoritmos de aprendizaje automático modernos que se ejecutan en computadoras económicas.

Los programas AI/ML van más allá de los simples límites instantáneos discutidos en la pregunta No. 4. Adaptan los límites durante el proceso de soldadura, permitiendo fluctuaciones externas que ocurren naturalmente con el tiempo, como la temperatura ambiente y el intercambio de electrodos. Estos límites adaptativos inteligentes permiten un mayor rendimiento y una mejor calidad.

Es posible que AI/ML finalmente pueda responder a la pregunta: "¿La última soldadura fue buena o mala?" y proporcionar un medio para la predicción de la calidad de la soldadura.