Maestria em Soldagem Orbital: Ferramentas Essenciais de Treinamento para a Força de Trabalho Futura

Treinamento de Soldagem Orbital: Ferramentas para a Força de Trabalho de Soldagem Emergente

Jason Miller, Soldagem

Encontrar soldadores qualificados está se tornando difícil e só se tornará mais difícil no futuro próximo. De acordo com a Sociedade Americana de Soldagem (AWS), mais da metade da força de trabalho existente de soldadores está se aproximando da aposentadoria; a idade média de um soldador é 55 anos. Para 2020, o país poderia ter uma falta de até 291.000 soldadores.

Um meio de abordar esta escassez é através de sistemas automatizados, que produzem mais trabalho com menos pessoas. Desde sua introdução nos anos 1960, a soldagem orbital automática a Gás Tungstênio Arco (GTAW) ganhou popularidade em uma variedade de indústrias nas quais integridade máxima de vazamento, alto desempenho ou ultra-limpeza são de importância primordial. Sistemas automatizados de soldagem orbital aumentam a capacidade do operador de fazer soldas controladas, repetíveis, de alta qualidade e bem documentadas. A vantagem chave do GTAW é seu controle preciso de entrada de calor, tornando a soldagem orbital um dos processos preferidos para união de metais de calibre fino e para soldagem em proximidade de componentes sensíveis ao calor.

No entanto, a soldagem orbital automatizada não diminui a necessidade de uma força de trabalho de soldagem educada e bem treinada. Uma máquina automática não nega a necessidade de experiência humana. Argumentavelmente, a automação requer ainda mais treinamento, não menos. Operadores de Soldagem ainda devem possuir todo o conhecimento básico mais fundamental da indústria: composições de materiais, metalurgia, configuração, purga (gás de proteção traseira) e gases de proteção, potência e voltagens, dinâmica do banho de solda, tamanho do eletrodo e configurações de ponta. Mas, eles devem adicionalmente entender como o sistema de soldagem automatizado opera, como reagirá a diferentes entradas e que documentação exigir de fornecedores de materiais.

Considerações de Treinamento de Soldagem Orbital

O mercado fornece uma variedade de programas de treinamento para operadores de máquinas GTAW automáticas. Alguns programas duram apenas dois dias, enquanto outros podem durar até uma semana. Embora programas de treinamento longos possam interromper operações, os benefícios a longo prazo superam em muito as desvantagens temporárias.

Ao selecionar um programa, procure especificidade técnica e detalhes, bem como oportunidades de aprendizado prático. Revise os materiais de treinamento e avalie sua qualidade para garantir que sejam úteis às necessidades específicas de sua equipe. Por exemplo, programas de treinamento de soldagem orbital de qualidade educarão seus operadores de soldagem para situações em que a composição do material dos dois metais sendo soldados é dissimilar.

O nível de experiência do instrutor é tão importante quanto o conteúdo em um programa de treinamento. Procure programas ministrados por instrutores de soldagem certificados e faça sua pesquisa. Uma única solda ruim pode resultar em perda prejudicial de materiais – custando à sua organização mais do que um programa de treinamento de qualidade.

Os alunos devem aprender que o objetivo da soldagem automática é produzir níveis de corrente de solda precisos e repetíveis durante cada ciclo de solda. Bons programas de treinamento explicam o processo de tecnologia de soldagem orbital – incluindo princípios de operação, vantagens, limitações, problemas e variáveis. Para preparar trainees para o equipamento que se espera que dominem no trabalho, instrutores devem cobrir fontes de energia em profundidade.

Entendendo Gases no Processo de Soldagem Orbital

Gases de Proteção

Ao avaliar programas de treinamento de soldagem orbital, observe a quantidade de instrução dedicada a gases de proteção e a importância da purga. Trainees devem aprender como gases de proteção protegem o eletrodo e o metal de solda fundido da contaminação atmosférica. Os gases mais comuns usados para proteção em GTAW são argônio, hélio e misturas dos dois – tipicamente usados para aplicações especiais.

Soldadores devem conhecer a proporção preferida de hélio para argônio. O fator principal que influencia a eficácia da proteção é a densidade do gás. Argônio, que é 1,33 vezes mais denso que o ar, cobre efetivamente a área de solda e desloca a atmosfera. Hélio tem menos densidade e tende a subir em vez de fluir para a área de trabalho. Para produzir proteção equivalente, o fluxo de hélio deve ser duas ou três vezes o fluxo de argônio.

Gases de proteção podem afetar as propriedades metalúrgicas de alguns materiais. Geralmente, o arco é mais silencioso e estável quando protegido por argônio em vez de outros gases. Os custos unitários mais baixos e requisitos de taxa de fluxo mais baixos do argônio o tornam a escolha preferida. Ter o conhecimento para fazer um julgamento adequado na escolha do gás de proteção é crítico.

Purga de Gás

O sucesso de trabalhos de soldagem orbital pode ser grandemente afetado pelo uso de técnicas adequadas de purga de gás, também referidas como gás de proteção traseira. Muitos soldadores experientes falham em entender a importância deste conceito básico. Algumas pessoas na indústria de soldagem consideram a purga de gás o calcanhar de Aquiles da soldagem. Programas de treinamento devem ensinar os princípios de purga, incluindo como calcular o tempo de purga.

A seleção adequada do gás de purga, tipicamente argônio, é o primeiro passo para uma purga bem-sucedida. Argônio está disponível em níveis variados de pureza; selecionar o nível adequado para o resultado desejado é essencial. Definir e definir o fluxo e pressão corretos através da tubulação, ou canalização, e através da junta de solda é um dos passos processuais mais importantes que se pode tomar para garantir soldagem bem-sucedida. Inversamente, é uma das áreas mais prováveis para problemas se não for manuseada adequadamente. Purga de gás feita incorretamente ou não feita pode arruinar sistemas de fabricação inteiros. A pressão interna ajuda a manter o cordão de solda alinhado à superfície interna da parede dos componentes sendo soldados, enquanto o fluxo adequado ajudará a manter o metal de solda e a zona afetada pelo calor limpos.

Selecionando Materiais de Qualidade para Soldas

Soldas de qualidade começam com o material. Mesmo o melhor sistema de soldagem orbital não pode compensar material pobre usado para fabricar tubos, conexões ou outros componentes. Treinamento eficaz em materiais deve abordar questões relacionadas a composição e metalurgia, incluindo como o teor de enxofre afeta a qualidade da solda.

Existem quatro famílias principais de materiais: aços suaves, ligas de níquel, metais refratários e reativos, e aços inoxidáveis. Indivíduos em programas de treinamento de soldagem orbital devem aprender como inspecionar todos os materiais recebidos e certificações de materiais, bem como como avaliar a documentação.

Aços Suaves

Para aços suaves, é importante lembrar que a qualidade de soldas orbitais é altamente influenciada pelo teor de impurezas do metal base – quantidades vestigiais de enxofre, fósforo, oxigênio, etc. Além disso, fragilização por hidrogênio dessas ligas é um problema se contaminação por hidrocarbonetos ou vapor de água estiver presente.

Ligas de Níquel

Ligas de níquel oferecem grandes propriedades de material e são ideais para aplicações altamente corrosivas, mas ligas de níquel podem ser mais difíceis de soldar devido à sua suscetibilidade a trincas.

Metais Refratários e Reativos

Soldagem orbital é o processo de soldagem mais extensivamente usado para união de tubos e tubulações de metais refratários e reativos. Metais refratários (molibdênio, tântalo, etc.) e metais reativos (titânio, zircônio, etc.) são prontamente oxidados em temperaturas elevadas a menos que protegidos por uma cobertura de gás inerte. Para estes metais e ligas, GTAW Orbital pode fornecer alta concentração de calor, o maior controle sobre entrada de calor e a melhor proteção de gás inerte de qualquer processo de soldagem a arco.

Aços Inoxidáveis

Aços inoxidáveis têm excelente resistência à corrosão devido ao mínimo de 10,5% de Cromo que os ajuda a criar uma camada de óxido instantânea para proteger os outros elementos dentro do material. Estes outros elementos ajudam a definir a microestrutura do material como Austenita, Ferrita, ou uma mistura balanceada dos dois encontrada no Aço Inoxidável Duplex. Aços Inoxidáveis são geralmente considerados soldáveis, mas as diferentes microestruturas todas têm diferentes considerações que devem ser abordadas ao soldar.

Teor de Enxofre

Outro fator importante na soldagem orbital é o teor de enxofre dos materiais. Enxofre é frequentemente adicionado ao material para torná-lo mais fácil de usinar e formar. Na soldagem, o nível de enxofre pode alterar a tensão superficial da solda, afetando o fluxo de calor e as características de penetração do material. É especialmente crítico que trainees de soldagem orbital aprendam a importância do diferencial de enxofre entre os componentes sendo soldados. Tentar soldar componentes com diferença significativa no teor de enxofre provavelmente produzirá um desvio do cordão em direção ao componente com menor teor de enxofre, potencialmente causando a perda parcial da junta pelo cordão de solda.

Conhecimento

A escassez crescente de soldadores afeta a manufatura global de amanhã. A soldagem orbital automática, que pode produzir mais saída com menos pessoas dependendo do trabalho específico, equipamento e conjuntos de habilidades, pode ajudar a combater o problema. O equívoco existe de que a automação associada a sistemas de soldagem orbital elimina a necessidade de treinamento, já que a máquina está fazendo a soldagem. Mas o oposto é verdadeiro: treinamento abrangente e atualizado é mais essencial do que nunca para soldadores. Apenas através de treinamento de qualidade ministrado por instrutores certificados, operadores de equipamentos de soldagem orbital podem obter as habilidades complexas – além de fazer conexões e realizar soldas – necessárias para atender aos critérios rigorosos de aceitação no ambiente de soldagem de hoje.

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