La soldadura robotizada LaserHybrid de Fronius ofrece grandes prestaciones con el aluminio extrusionado

La soldadura LaserHybrid de Fronius se aplica con la ayuda de un robot Fanuc.

Fronius Welding Automation ha diseñado de forma colaborativa la soldadura LaserHybrid, para ofrecer altas velocidades de soldadura, en especial, en los perfiles de aluminio extrusionado. La empresa austríaca ha aportado la ingeniería mecánica y la tecnología de soldadura a los robots y láseres de fibra de Fanuc, para la automatización del sistema para Alu Menziken, proveedor de componentes para el sector de la automoción.

Especialista en el desarrollo y producción de materiales ligeros de aluminio y sistemas para las industrias automovilística y aeronáutica, Alu Menziken ha adquirido una sólida reputación como proveedor de fabricantes para vehículos de alta gama, deportivos y eléctricos en los montajes para los sistemas de gestión de impactos, estructuras de asiento, sistemas de antiarrollamiento o las cajas de batería. Y con LaserHybrid obtienen importantes ventajas en comparación con la soldadura por fricción y agitación, ya que se reduce el desgaste y permite soldar cordones de garganta, evitando zonas de salida innecesarias.

La calidad de soldadura en la industria de la automoción es cada vez más exigente en la obtención de resultados uniformes, reduciendo al máximo las deformaciones. La soldadura de aluminio supone todo un reto porque se siguen empleando métodos por fricción y agitación porque permite soldar, sin casi distorsiones, a baja temperatura. En este caso, la fusión se realiza por medio de un perno que funde el aluminio por adherencia de materiales.

No obstante, este proceso cuenta con importantes desventajas. La principal radica en el movimiento que emplea el perno, cuando la herramienta rotativa abandona el material base, ya que se origina un orificio. Además, no permite soldar cordones a tope y de garganta que, en estos casos, requieren de un proceso independiente al método por fricción y agitación, debido a que no pueden soldarse con el mismo cabezal de soldadura.

Este trabajo sí se resuelve con LaserHybrid en posición PA y PB, ya que combina un rayo láser con un procedimiento de soldadura MIG en la misma área de procesamiento. La clave radica en la alta densidad de energía que soporta el rayo de luz que se concentra y orienta al cordón de soldadura, no sólo fundiendo el aluminio sino también penetrando profundamente en el material base y facilitando una unión óptima de los flancos. El calor adicional contribuye a que el material tenga tiempo para desgasificarse y también se reduce su porosidad, respecto a la soldadura láser tradicional.

“Este sistema permite soldar varios componentes de bandejas de baterías en una sola operación de trabajo y las altas velocidades de soldadura nos permiten aumentar nuestra productividad, gracias al arco voltaico estabilizado por láser. Con esto, se minimiza la deformación de los componentes por la reducida energía de recorrido”, relata Norbert Dickinger, Director de Producción de Alu Menziken en Ranshofen.

Sven Esterbauer, Tecnólogo de Soldadura en Alu Menziken, sujetando un perfil extruido.

Ésta no es la primera vez que Fronius participa en un proyecto para Alu Menziken, ya que con anterioridad había obtenido experiencias positivas con fuentes de potencia de soldadura de las series TPS y TPS/i para soldadura manual y robotizada.

En el desarrollo de LaserHybrid, Fronius realizó las primeras pruebas en la planta de Thalheim con resultados satisfactorios, antes de diseñar la primera soldadura robotizada. Mientras que, para el sistema de automatización, Fanuc proporcionó el robot y la fuente láser que entrega una óptima sincronización de la velocidad de la máquina y la potencia del láser.

Con este sistema, es posible soldar piezas extrusionadas de distintos tamaños, aunque la zona de soldadura no debe superar los 2800 x 2000 mm y el peso de los componentes debe ser inferior a 500 kg. El proceso de producción permite una facilidad de uso y una sencilla programación del robot, gracias a su forma parcialmente automatizada.

Pero ¿cómo funciona? El operario coloca los componentes de aluminio en un posicionador H y activa el proceso de sujeción automático protegido mediante una barrera de luz de seguridad. A continuación, el posicionador H gira hacia la cabina de protección láser y el robot de soldadura avanza hasta la posición de partida. Una vez finalizado el proceso, el robot se desplaza hasta la posición de mantenimiento y el posicionador H retira mediante un giro la pieza soldada, antes de retirarla automáticamente.

Un proceso que contribuye a aumentar el rendimiento en la cadena productiva, en un menor tiempo, y reduciendo los costes de la manufacturación. Para Sven Esterbauer, Tecnólogo de soldadura de Alu Menziken, la instalación ofrece grandes ventajas: “Los controles del sistema Fronius son tan intuitivos que los operarios pueden aprender a utilizarlo en cuestión de minutos. Gracias a su gran pantalla táctil se puede obtener una perspectiva completa del proceso en todo momento, incluida la posición del robot, los parámetros y el seguimiento del cordón”.

La celda de soldadura con controles del sistema y posicionador H.