Análisis en profundidad

Qué es la soldadura robotizada

La soldadura robotizada provee una amplia gama de beneficios para los procesos productivos de la industria.

12 Oct 2022

Redacción InnovaciónDigital360

Soldadura robotizada

La soldadura robotizada es un proceso de soldadura en el cual participan íntegramente máquinas mejor conocidas como robots. El proceso es enteramente automatizado, ya que no necesita de la mano de un operario para soldar la pieza, y tampoco para sostenerla.

Es importante diferenciarla de otros tipos de soldadura que también tienen la intervención de robots, pero que, sin embargo, cuentan con la participación de operarios en alguna parte del proceso. 

Es un método para la unión de materiales relativamente nuevo, debido a que al principio los costos de los robots eran altos. De modo que estamos ante un proceso esencial de la producción que ha sido desarrollado de manera muy reciente, pero que ha contribuido con innumerables beneficios. 

La soldadura robotizada ha permitido que las empresas sean más competitivas en el mercado, que produzcan de manera más eficiente y con mejores resultados. Una de las industrias que más uso le da a este tipo de soldadura es la automotriz.

En este artículo analizaremos en profundidad la soldadura robotizada, describiendo cómo funciona, cuáles son sus aspectos positivos, cuáles son sus desventajas, sus tipos, y sus aplicaciones en la industria. Describiremos también a los robots colaborativos, quienes tienen una gran importancia para algunas empresas.

A su vez, hablaremos de las implicancias que tendría un eventual reemplazo de los humanos por robots en el trabajo. 

¿Cómo se lleva a cabo la soldadura robotizada?

Cuando hablamos de soldadura robotizada, hablamos de un proceso automatizado. Son los robots los que llevan a cabo el trabajo, y la intervención del humano es mínima. Los robots cuentan con brazos que llevan adelante la soldadura.

Es por esto que para entender con claridad el funcionamiento de este proceso, hay que aprender acerca de los robots que la llevan a cabo. En pos de adentrarnos más en el tema describiremos a continuación algunas precisiones de los robots soldadores.

¿Qué es un robot soldador?

A grandes rasgos, un robot soldador es una máquina que se utiliza en la industria y está programada para llevar a cabo trabajos de soldadura eléctrica. 

Como anticipamos, tienen la particularidad de que una vez que son programados por un operario humano, pueden trabajar de manera totalmente autónoma. 

Estos robots cuentan con herramientas que simulan los brazos de las personas humanas, pero cuentan con una cantidad considerablemente mayor de ejes de rotación. Los ejes de rotación de alguna manera se pueden comparar con las articulaciones. En algunos casos, hasta llegan a tener 7 ejes.

Entonces, estos robots funcionan realizando movimientos similares a los de un brazo de un ser humano.

¿Cómo funciona un robot soldador?

Ahora que ya hemos analizado algunas propiedades de los robots soldadores, veremos cómo funcionan.

Generalmente, logran soldar materiales mediante unos electrodos que se ubican en la punta de sus brazos y que crean arcos eléctricos. Esta descarga eléctrica es esencial para que se unan los materiales. 

Un arco eléctrico, o como también se lo llama, arco voltaico es una descarga eléctrica que se produce entre dos electrodos con tensión eléctrica. Para que se produzca un arco eléctrico, tiene que haber contacto entre dos electrodos. 

Más específicamente, se deben tocar sus dos extremos, y a través de ellos debe pasar una corriente intensa. Se produce en el punto en el cual los electrodos se tocan, un gran calentamiento. Para que se produzca este fenómeno, los electrodos deben encontrarse en una atmósfera gaseosa.

Existen distintos tipos de soldadura robotizada en la industria, y su elección por parte de las empresas dependerá de qué es lo que están buscando para sus procesos productivos, y de cómo quieren que queden terminados sus materiales. En el siguiente apartado, analizaremos las diferentes clasificaciones.

Tipos de robots soldadores

El primer tipo de soldadura robotizada que describiremos es el robot de soldadura por láser.

Robot soldador por láser

A grandes rasgos, este método de soldadura une a los materiales a través de un rayo láser que cuenta con una gran precisión. El uso del láser en los procesos industriales está en auge debido a los beneficios que aporta. 

Con la intervención de una lente, el rayo láser se focaliza en un punto de poco tamaño, y en él descarga toda su potencia. El láser cuenta con una gran energía, la cual hace que las piezas a soldar se fundan y se unan en un solo material. 

Es un tipo de soldadura que es utilizada para trabajos de alta precisión, y las industrias que más la utilizan son la automotriz, la aeroespacial, la aeronáutica y en algunos casos en la médica.

Algunos de los beneficios que aporta la soldadura por láser a las empresas son, por ejemplo, la eficiencia en los procesos y la velocidad con la que se trabaja.

Además, es un tipo de soldadura robotizada que posee una gran adaptabilidad a diferentes condiciones de trabajo, y a distintos entornos. Por otro lado, hay dos cosas que se reducen considerablemente: los costos y los errores.

Los costos se reducen lógicamente porque se reducen los sueldos de los operarios que tienen que cumplir la función de soldar. Si bien la inversión inicial de un robot soldador láser es bastante alta, la competitividad que le provee a la empresa hace que se pueda recuperar dicha inversión de una manera muy rápida. Recordemos que estas máquinas trabajan sin descanso si es necesario.

Y lógicamente también hay una importante reducción de los errores porque el trabajo lo realizan máquinas programadas que no se equivocan. Esto también provoca que la rentabilidad de las empresas incremente.

Algo que es propio de la soldadura robotizada láser, pero que también es una característica de la soldadura robotizada por puntos, es que las soldaduras obtenidas son limpias, lo cual evita que se tenga que hacer una limpieza posterior al trabajo. 

Robot soldador Mig Mag

Describiremos ahora cómo funciona el robot soldador Mig Mag, muy utilizado en la industria.

Este robot consta de una fuente de alimentación que permite que las piezas se fundan y que se genere un arco entre el material a soldar y la antorcha. La fuente de alimentación consta de un gas protector inerte y un hilo de alambre.

Tanto la fuente de alimentación como la antorcha son actores claves en cualquier tipo de soldadura robotizada por arco eléctrico. 

Por un lado, la antorcha tiene la función de encaminar la fuente de energía hacia las piezas que se vayan a soldar. 

Es muy fácil de encontrar en una empresa, ya que tiene la forma de una pistola y va conectada a una manguera por la cual pasa la energía. Dentro de esta manguera, podemos encontrar un hilo que llega a donde se produce el contacto entre los materiales a soldar.

Es recomendable que se haga una buena elección de la antorcha para la soldadura Mig Mag. La elección de la misma dependerá de la potencia que tenga.

Por otro lado, la fuente de alimentación también es esencial, porque provee la corriente eléctrica necesaria para llevar a cabo la soldadura.

Tipos de soldaduras robotizadas

Soldadura por arco

En la soldadura robotizada por arco, se crea un arco eléctrico en donde está la unión de los metales a soldar. Esto provoca una gran temperatura que hace que las piezas se fundan y luego que los materiales se unan.

En otras palabras, es posible unir los materiales a través del calor que genera el arco eléctrico. Los electrodos juegan un rol esencial en este tipo de soldadura. 

Generalmente, la soldadura por arco eléctrico es utilizada en la industria automotriz.

Soldadura automatizada por puntos

Este es un método para soldar que es también muy utilizado en la industria automotriz.

Consiste en unir los materiales calentando una de las piezas a soldar mediante una corriente eléctrica y luego ejerciendo presión sobre las mismas. Generalmente, las temperaturas generadas por la corriente eléctrica deben ser temperaturas de fusión.

Particularmente en la soldadura por puntos hecha por robots, se añade el sistema de soldadura en el brazo de los robots. Recordemos que si intervienen máquinas automatizadas en el proceso, el mismo se hará con mayor velocidad y el material conseguido será de mejor calidad.

Una ventaja de la soldadura por puntos es que no necesita material de aporte, lo que hace que el costo del trabajo sea más bajo. Además, se logran piezas limpias.

Soldadura robotizada por plasma

Esta manera de soldar moderna es utilizada particularmente para producir en cadena. Tiene la característica de lograr trabajos muy precisos y de tener una gran adaptabilidad a la automatización.

El funcionamiento es básicamente mediante la creación de un arco eléctrico que pasa a través de un electrodo, uniendo las piezas a soldar con un material de aporte.

Es importante el uso de gas inerte en este proceso que fluye con el objetivo de crear un estado plasmático. El estado plasmático o plasma es conocido como el cuarto estado, después de los estados líquidos, gaseosos y sólidos.

Es considerado un gas ionizado debido a que está compuesto por átomos a los cuales les han restado o agregado electrones. Su carga eléctrica es fija, por lo que son conductores de la electricidad. Algo muy necesario para soldar materiales.

El hecho de que los átomos estén ionizados hace que los electrodos circulen con facilidad. De esta manera se evita la oxidación y se obtienen piezas con una gran calidad.

Algunas ventajas de este proceso de soldadura son la potencia que provee el plasma. Dicha potencia hace que sea posible soldar piezas de gran tamaño.

También aporta una ventaja no menor teniendo en cuenta que es un proceso el cual se aboca en gran medida a la producción en cadena. Dicha ventaja es la velocidad a la cual se realizan las soldaduras. Por otro lado, las piezas que se van a soldar generalmente no sufren deformaciones, algo que aporta en gran medida al proceso.

Otra característica importante es la resistencia que aporta a la unión de los materiales.

Soldadura robotizada por resistencia

Básicamente en la soldadura por resistencia las piezas a soldar se unen por la presión y por la corriente eléctrica que pasa a través de los electrodos en distintas áreas de contacto entre los materiales. El objetivo es que se alcance la temperatura de fusión.

Ventajas y desventajas de la soldadura robotizada

Es común en la industria y en los diferentes procesos productivos, que estos tengan y aporten distintos beneficios a las empresas que las hagan más competitivas y rentables. Pero, lógicamente también cuentan con algunas desventajas. 

Es deber de las empresas analizar y hacer un balance entre aspectos positivos y negativos para determinar si les conviene o no utilizar las distintas formas de producir.

Veremos específicamente en este apartado las ventajas y desventajas de la soldadura robotizada.

Un aspecto a tener en cuenta es la capacidad productiva que ofrecen los robots soldadores. En comparación a la soldadura común que es llevada a cabo por personas que lógicamente y por su naturaleza necesitan descansar, con los robots ocurre todo lo contrario. 

Estos pueden trabajar largas horas sin interrupciones y con la misma eficiencia durante todo el tiempo que estén realizando la labor para la que fueron programados. 

De esta manera, las empresas tienen la posibilidad de producir en mayores cantidades en un tiempo más corto, lo que hace que los clientes estén mucho más satisfechos con su servicio. Y esto en consecuencia también produce un aumento de la rentabilidad.

Otra ventaja esencial es la calidad de la soldadura obtenida. Por obvias razones, el trabajo realizado por un robot carece de fisuras en cuanto al estándar que se precisa en la unión de materiales, por lo que sin duda proveerá un mejor producto final.

En cuanto a los trabajadores humanos, hay varios aspectos que mencionar. Si bien desde el punto de vista empresarial en cuanto a la rentabilidad de los procesos, el hecho de reemplazar a los humanos por robots es toda una ventaja, desde el punto de vista social e incluso desde el punto de vista económico global puede ser una gran desventaja. 

Pero aquel aspecto negativo lo analizaremos con posterioridad.

Describiremos ahora las ventajas que supone el reemplazo de operarios por robots. En primer término y aunque suene fuerte, los robots no se enferman ni se lesionan en el trabajo. Ni tampoco requieren descanso. 

Por nuestra propia naturaleza no podemos competir con la eficiencia y productividad que provee una máquina. Pero de todos modos también hay ventajas y aspectos favorables para los trabajadores. En primer lugar, el hecho de realizar trabajos repetitivos y continuos puede ser desgastante. Lo cierto es que a nadie le parece divertido hacer todo el día el mismo movimiento. Además de que se reducen los accidentes que sufren, por ende pueden trabajar en mejores condiciones.

Lo importante está en que mejoren las tareas que hacen. Que pasen de realizar tareas automáticas como la soldadura a tareas más creativas como la programación u otras posibilidades.

En la gran lista de ventajas que ofrece la soldadura robotizada también se encuentra el hecho de que utilizan muy poco espacio para trabajar, lo que hace que sean fácilmente adaptables a una línea de producción.

Por último, entre las ventajas resta hablar de algo que ya hemos mencionado con anterioridad, pero que vale la pena repetir y es que la recuperación de la inversión es bastante rápida. 

Es momento, después de haber mencionado la amplia gama de ventajas que la soldadura robotizada le trae al proceso productivo, de hablar de las desventajas. En primer lugar, hay que mencionar que un robot soldador no es para nada barato, por lo que aquellas empresas que no cuenten con el capital suficiente para hacer una inversión inicial y que tampoco consigan inversores se verán privadas de esta tecnología. Esto será así, al menos hasta que se vuelva más económico.

Es por esto que muchas pequeñas y medianas empresas o fábricas que deben soldar en su cadena de producción, aún lo hacen con operarios humanos. Pero, es una gran inversión incluso para aquellas empresas que cuentan con un capital suficiente para comprar estas máquinas automatizadas para la unión de materiales. Por lo que es necesario que recuperen lo invertido en el menor tiempo posible. 

Como mencionamos con anterioridad, es posible que la inversión se recupere con rapidez, pero para lograr dicho objetivo es necesario que la producción sea constante. Esto quiere decir que se aprovechan al máximo los robots, de otra manera no sería rentable el uso de los mismos.

Hay que tener en cuenta también que en las programaciones puede haber errores, por lo que hay un espacio para la falla. Aunque esta sea mínima en comparación con la soldadura tradicional hecha por humanos. 

Por otro lado, y como habíamos anticipado, es necesario también mencionar las desventajas que supone el reemplazo de los humanos por robots. Desventajas que van desde lo social hasta lo cultural y económico.

En principio, el solo hecho de repensar todo el trabajo necesario en nuestra sociedad de manera de que sea hecho por máquinas supone complicaciones considerables. El rol del trabajo en nuestra sociedad va más allá de lo que implica en términos materiales.

Sabemos que la gente trabaja a cambio de un sueldo para poder comprar lo necesario para vivir. Pero el trabajo también da dignidad, da lugar en la sociedad, y otorga esa sensación de sentirse satisfecho con lo que uno hace. Todo eso estaríamos perdiendo si se eliminan los puestos de trabajo debido a las máquinas.

En el mejor de los casos, la sociedad se podría reinventar en nuevas formas de trabajo o incluso en un estilo de vida distinto y con otra cultura. 

Lo que siempre hay que tener en cuenta y mantener en el foco es que todo lo que hacemos debe ser en pos de la mejora en la calidad de vida del hombre. Si las máquinas, y en el caso que nos convoca en este artículo, la soldadura robotizada, traen deterioros para la vida de los humanos, no tiene sentido incorporarlas pese a lo que aporten a la rentabilidad empresarial.

Incluso en el caso de que no se encuentre una solución a la falta de trabajo y por ende a la falta de ingresos, no habría una sociedad con la suficiente capacidad adquisitiva para consumir los productos que provee la industria.

Robots colaborativos

Para finalizar y habiendo descrito en profundidad los detalles del funcionamiento de la soldadura robotizada, sus tipos, y sus aspectos positivos y negativos, consideramos que es importante mencionar a los robots colaborativos.

Estos robots son bastante utilizados en la industria, y tienen una diferencia esencial con los robots soldadores que vimos hasta ahora y es que trabajan junto con los humanos. Es por eso que se les denomina colaborativos, porque realizan tareas de colaboración con operarios. 

Alcanzan una gran productividad y eficiencia debido a sus características. Son capaces de repetir una y otra vez el mismo movimiento. Las veces que sean necesarias para lograr el resultado buscado.  Liberan a los operarios de trabajos que requieren realizar una fuerza excesiva que pueda lastimarlos y también de trabajos aburridos o que pongan en riesgo su salud. 

Trabajan con alta precisión y de manera exacta. Al igual que los robots industriales tradicionales, los robots colaborativos o también llamado cobots pueden trabajar a todas horas, y ayudan a reducir la cantidad de accidentes laborales.

Pues bien, a lo largo de este artículo hemos dado una amplia explicación acerca de la soldadura robotizada. Sabemos que esta es una tecnología que está creciendo dentro de la industria y por eso es importante saber sobre ella.

En definitiva, en el futuro muchas más empresas irán adquiriendo los robots soldadores para sus fábricas, ya que los beneficios que otorgan son muy importantes. Será necesario, por otro lado, que el costo se reduzca con el objetivo de que sea una tecnología disponible para todo tipo de empresas.

Por último, tendremos que adecuar el avance tecnológico a las necesidades humanas para que este sea positivo

Por Gonzalo Castillo

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