¿Qué método utilizar para preparar la soldadura de chapas?

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¿Corte mecánico, con láser, agua o plasma? Muchos usuarios a menudo se enfrentan a la pregunta de qué método es el más rentable para su aplicación, ya que en las ventajas del método de achaflanado dependen los requisitos y el material. Sin embargo, estos procesos no compiten entre sí, sino que forman una alianza significativa en muchos procesos de fabricación.

Achaflanado mecánico con fresadoras portátiles y biseladoras por cizalladora

Además de resultados eficientes y profesionales, una de las principales ventajas de la preparación de soldadura mecanizada es la inocuidad para la salud. En contraste con los métodos comunes de preparación de soldadura, que producen polvo fino o incluso gases tóxicos que quedan en el aire y, por lo tanto, pueden inhalarse, el procesamiento mecanizado solo da como resultado virutas más pequeñas en el caso del mecanizado y más gruesas en el cizallado que simplemente caen al suelo o en los contenedores designados para ello.

Para garantizar la mejor calidad de soldaduras los aceites, grasas, barnices, pinturas y capas de óxido en las partes soldadas deben eliminarse para que las juntas en los que se realiza el trabajo estén limpias. Al procesar, también debe asegurarse de que no se utilicen refrigerantes y lubricantes que contengan aceite. La preparación mecanizada de la soldadura evita esto. Con este procedimiento, se prescinde por completo de emulsiones que contienen agua de enfriamiento, que en la mayoría de los casos se usa en la preparación de costuras de soldadura mediante fresadoras manuales o CNC, y en su lugar se mecaniza o se cizalla el material completamente en seco.

Fresadora portátil para la elaboración de chaflanes

Las fresadoras móviles están reemplazando cada vez más los procedimientos clásicos para la preparación de soldadura, como las biseladoras por cizallado, el oxicorte y la elaboración manual mediante amoladoras angulares. Las máquinas modernas y potentes no solo garantizan una mayor eficiencia, sino que también logran una alta calidad de superficie. La máquina se mueve a lo largo de la chapa o trabaja en fijo, por lo que su uso es muy flexible, ocupa poco espacio y es económica. Las achaflanadoras muestran sus habilidades, especialmente cuando se utilizan con grandes espesores de chapa. Se pueden usar varios modelos para chaflanes superiores e inferiores, lo que hace innecesario el volteo físico de chapas.

Procesamiento de bordes con el método de cizallado

La forma más eficiente de la elaboración de chaflanes es con las máquinas de cizallado. Aquí, una viruta larga se corta del borde de la chapa mediante una herramienta de corte o fresa que gira. Esto permite velocidades de casi 2,6 m/min (hasta 5 veces más rápido que los métodos convencionales). Los costes para el chaflán son hasta un 75% más bajos que con otros procesos. Sin polvo y sin ruido, ya que no hay polvos ni gases. Un método eficaz y económico para la preparación de soldaduras. 

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Características del achaflanado con láser

El láser ha abierto nuevas aplicaciones en el campo del procesamiento de chapa. En el sector de las de espesores pequeños en particular, no hay forma de evitar el corte por láser debido a las altas velocidades de corte y al bajo estrés térmico. El procesamiento láser impresiona con filos de corte casi a escuadra y un aprovechamiento del material con tolerancias alcanzables de hasta +/- 0,1 mm/m. Una variedad casi ilimitada de materiales ha convertido al láser en el número 1 entre las herramientas de corte en muchas áreas. De forma segura se puede cortar el acero inoxidable de hasta 50 mm, el acero al carbono de hasta 40 mm y el aluminio de hasta 20 mm. La desventaja del corte por láser es la reducción de la estabilidad del proceso con superficies reflectantes, un rango de grosor de chapa limitado y las amplias medidas de seguridad laboral.

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Corte por agua

El corte por agua es una alternativa efectiva a los procesos de corte convencionales. Con presiones de más de 6.000 bar puede cortar materiales tan duros como el zafiro.Especialmente con materiales sensibles al calor, no hay forma de evitar este proceso de corte en frío, ya que no hay flujo de calor durante el proceso de mecanizado y, por lo tanto, se evita su influencia sobre la microestructura del material. Gracias a los últimos desarrollos tecnológicos, este proceso está entrando en nuevas áreas de precisión y productividad. El resultado es una calidad significativamente mejorada de tolerancia de piezas y precisión angular. Al agregar abrasivos de bordes afilados, como arena o cuarzo, la efectividad del corte por agua se puede aumentar, habilitando el corte de espesores de material muy gruesos. Se puede cortar acero inoxidable de hasta 300 mm y aluminio de hasta 400 mm de espesor.

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Corte por plasma

El corte por plasma ha progresado significativamente en los últimos años debido al desarrollo de mejores quemadores multigás, que es uno de los procesos de separación más económicos, especialmente para chapas gruesas de CrNi y en la gama de acero medio. La calidad de corte en el rango de espesor de 15 mm a 40 mm es la misma que la del corte por láser. Sin embargo, este proceso de separación térmica logra altas velocidades de corte, por lo que la productividad del proceso de fabricación aumenta significativamente. El corte por plasma ofrece amplias ventajas, particularmente en la producción de componentes que todavía tienen que ser soldados, torneados, fresados o mecanizados en el procesamiento posterior.

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¿En conclusión, cuál es el mejor método de corte?

No hay una respuesta clara a esta pregunta, porque primero debe aclararse qué se entiende por el término "mejor". Siempre depende de la aplicación y las exigencias del cliente. ¿Es el coste de fabricación decisivo?, ¿Es la precisión según ISO 9013 de las piezas cortadas?, ¿Es la influencia térmica, el cambio estructural en el material?, ¿Es la soldabilidad?, ¿Es muy alto el requisito de geometría para el corte?, ¿Qué tratamiento obtiene de la pieza después?, ¿Deben pintarse, recubrirse con polvo o galvanizarse?, entre muchos otros criterios posibles.

Por lo tanto, es imposible hacer declaraciones generales, pero aquí encuentra algunas conclusiones: 

El corte por láser es siempre la primera opción en el sector de las chapas finas. De esta manera, las piezas de una amplia variedad de grupos de materiales pueden fabricarse con una precisión de componentes muy alta sin reelaboración mecánica. Para espesores de material superiores a 300 mm, solo el oxicorte y el corte por agua son adecuados. Refiriéndose a la calidad, la decisión de cortar acero por agua es ciertamente lógica, pero no todos los usuarios pueden hacer esta inversión y no tienen el espacio necesario. 

Si el objetivo es rentabilizar el proceso de achaflanado, la decisión de utilizar el proceso de achaflanado mecánico es obvia. Los procesos mecánicos son inofensivos para la salud, económicos y prácticos. Se pueden ofrecer varias soluciones para espesores de chapa de 3 mm a 100 mm. El acabado varía. El chaflán creado en achaflanadoras por cizallado es muy preciso en términos de precisión angular, pero tiene una superficie rugosa, que es causada por la acción de la herramienta de corte. Sin embargo, este patrón rugoso no juega ningún papel en el proceso de soldadura posterior, ya que el material se funde completamente ocultando la zona.

 Si el requisito del acabado final es alto, la fresadora portátil es una muy buena alternativa. Incluso se pueden procesar metales muy resistentes como Hardox y Duplex y se pueden crear chaflanes de hasta 60 mm de longitud. La principal desventaja de las chaflanadoras es su alto grado de especialización, no pueden hacer otra cosa.

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Tabla 1: Creado por Cevisa

Los siguientes datos clave se utilizaron como base para el cálculo:

• Operación de un turno con alrededor de 1,688 horas por año. con 80% de disponibilidad: 1.350 h de horas de corte

• Inversión total: láser: € 415,000, plasma € 200,000, autógeno € 135, 000, chorro de agua € 235,000; Cizallas de rodillos 4500; Fresadora de bordes de soldadura: 45 000

•Inversión: 5 años, 6%

• Alquiler: 5 € / m2

• Costes del operador: 24 € / h.

• Costos de mantenimiento: 3% del valor de la inversión.

• Además de costos ejemplares de energía, gas y consumo.

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