Posibilităţi de reducere a costurilor de producţie în cadrul operaţiilor de sudare MIG/MAG

În articolul de faţă îmi propun să ofer o prezentare detaliată a principalelor modalităţi prin care se pot reduce costurile implicate de operaţiile de sudare. De-a lungul timpului, am observat cum majoritatea firmelor care sudează fac erori simi­lare în ceea ce priveşte alegerea echipamentelor de sudare şi a accesoriilor acestora, a gazelor de protecţie, pregătirea îmbinărilor şi realizarea efectivă a operaţiilor de sudare. Din acest motiv, ţinând cont de câteva lucruri simple, se poate obţine o reducere semnificativă a costurilor implicate de operaţiile de sudare.

În primul rând, orice firmă trebuie să facă o analiză aprofundată pentru alegerea procesului sau a proceselor de sudare adecvate produselor pe care le realizează, luând în calcul următorii factori:

• tipul pieselor şi modul de pregătire a acestora în vederea sudării
• materialele utilizate
• calificarea sudorilor
• productivitatea dorită etc.

Imediat după această analiză se va lua decizia dacă să se investească într-un echipament dedicat sudării MMA, unul dedicat sudării TIG DC sau AC/DC, unul dedicat sudării MIG/MAG sau unul multiproces, care poate să ofere o mai bună flexibilitate, în special firmelor mici, cu nevoi foarte variate.

Voi analiza, în continuare, o parte din greşelile care se fac la sudarea MIG/MAG, pentru că acest proces este unul foarte utilizat în România, greşeli care, dacă sunt remediate, vor determina o scădere deosebită a costurilor de producţie:

 Alegerea echipamentului adecvat

Un aspect important, care poate ajuta semnificativ la reducerea costurilor de producţie, este faptul că noile invertoare de sudare au un consum, în medie, cu cel puţin 30% mai mic faţă de echipamentele clasice de sudare (bazate pe transformator sau chopper).

Un alt aspect demn de luat în seamă la achiziţia unui echipament de sudare este faptul că un echipament de sudare sinergic, cu o plajă mare de curbe sinergice prede­finite şi o interfaţă simplă de utilizare, permite o diminuare a timpilor de lucru cu circa 5 minute pe oră faţă de echipamentele clasice sau faţă de cele care necesită realizarea mai multor reglaje. Acest lucru înseamnă o diminuare a timpului de producţie, doar din timpul necesar programării, cu minim 40 de minute la fiecare schimb de 8 ore.

De asemenea, în scopul reducerii timpilor de sudare şi, implicit, a timpului total de producţie (care ţine cont atât de timpul de pregătire a îmbinărilor, cât şi de timpul de sudare şi de timpul alocat operaţiilor auxiliare: polizarea cordonului, curăţarea stropilor etc) este recomandat ca la alegerea unui echipament performant de sudare să se ţină cont de existenţa unor procese şi a unor caracteristici sinergice speciale, care să permită:

• Reducerea unghiului de şanfren (în cazul tablelor groase) de la 45˚, în cazurile cele mai des întâlnite, la circa 30˚, având implicaţii deosebite asupra costurilor de prelucrare şi de producţie şi, de asemenea, pentru reducerea deformaţiilor termice.
• Obţinerea unui arc electric mult mai concentrat, care să determine o mai bună pătrundere.
• Mărirea vitezei de sudare cu minim 30% faţă de echipamentele care nu dispun de astfel de procese.
• Creşterea ratei de depunere cu minim 15 – 20%.
• Controlul cantităţii de căldură introdusă în material, în special în cazul tablelor subţiri.

 Alegerea sârmei şi a gazelor de protecţie

Aceste două elemente consumabile joacă un rol foarte important în procesul de sudare şi, implicit, în costurile implicate de acest proces.

În scopul reducerii costurilor de producţie prin îmbunătăţirea calităţii cordoanelor sudate, prin reducerea cantităţii de stropi şi prin reducerea operaţiilor de prelucrări ulterioare, este foarte importantă alegerea corectă a gazului de protecţie şi a sârmelor utilizate, în funcţie de aplicaţie şi de rezultatele dorite.

În ceea ce priveşte costurile implicate de aceste consumabile în cadrul procesului de sudare, vă pot spune că, luând în calcul o sârmă standard tip SG2 de 1,2 mm diametru şi drept gaz de protecţie amestecul 82% Argon şi 18% CO2, putem vedea uşor cum, în majoritatea firmelor de la noi, costurile implicate de sârma de sudură şi cele implicate de gazul de protecţie sunt sensibil egale.

Foto 1 – exemplu de reductor de gaz cu economizor cu o intrare si doua iesiri reglabile independent

 Foto 2 – grafic comparativ evolutie gaz protectie intre un reductor clasic si unul cu economizor cum este reductorul Optimator

Astfel, un mod simplu de a reduce costurile de sudare constă în reducerea consumului de gaz de protecţie. Primele şi cele mai simple soluţii de reducere a consumului de gaz de protecţie sunt următoarele:

·         Utilizarea de reductoare de gaz cu economizor în locul reductoarelor de gaz clasice. În acest mod se poate realiza o economie de gaz de protecţie între 30% şi 50%, doar prin simpla schimbare a reductorului. Principala diferenţă dintre reductoarele de gaz clasice şi cele cu economizor rezultă din faptul că la fiecare apăsare a trăgaciului pistoletului de sudare, un reductor clasic nu poate controla debitul iniţial de gaz şi eliberează o cantitate uriaşă de gaz, care, nu numai că se pierde fără a asigura niciun beneficiu, ci, de multe ori, creează şi probleme la începutul cordoanelor de sudură. Cantitatea iniţială de gaz eliberată de reductoarele clasice poate ajunge chiar şi până la 90 de l/min, în primele secunde, stabilizându-se abia după circa 3 secunde de la acţionarea trăgaciului. Astfel, se poate deduce, în mod foarte simplu, faptul că, atunci când avem de realizat multe cordoane de sudură, pierderile de gaz vor fi însemnate. În cazul reductoarelor cu economizor, care sunt reductoare în două trepte foarte sensibile la presiune, debitul de gaz este optim reglat încă din prima secundă de la amorsarea arcului, debitul iniţial fiind de circa un sfert din cel al unui reductor de gaz clasic.

·         Utilizarea de pistolete manuale sau automatizate de sudură, cu furtun separat pentru gazul de protecţie, în locul clasicului cablu coaxial, la care gazul de protecţie trece de jur-împrejurul linerului şi, astfel, o bună parte din gaz se pierde înapoi în derulatorul de sârmă, în loc să ajungă în totalitate pe piesa care se sudează. Aceste pierderi, în cazul pistoletelor cu cablu coaxial, provin din două cauze, care se cumulează şi anume:

– Prima cauză şi cea care nu poate fi evitată este intrarea unei părţi din gazul de protecţie printre spirele line­rului şi întoarcerea sa înapoi în derulator, deoarece linerul este complet deschis la capătul din derulator. În acest fel, chiar şi atunci când pistoletul şi, respectiv, linerul sunt noi, se va pierde o cantitate de minim 1 – 2 l/min de gaz.

– A doua cauză, care are efecte uriaşe asupra pierderilor de gaz de protecţie este uzarea linerului şi a supapei pe care acesta o are la capătul care intră în derulatorul de sârmă (supapa care are rolul de a închide canalul, din mijlocul cablului coaxial, prin care trece gazul de protecţie şi linerul). Uzarea acestei supape poate conduce uşor la pierderi de gaz de 4 – 6 l/min sau chiar mai mult.   

·         Utilizarea de pistolete de sudare cu difuzoare de gaz, special realizate pentru a concentra debitul de gaz de protecţie asupra zonei de lucru. În acest fel, se poate utiliza un debit de gaz de protecţie de circa 12 l/min pentru o sârmă de 1,2 mm diametru, în loc de 14 – 16 l/min în cazul pistoletelor cu reductoare de gaz standard. Acest lucru determină o mai bună calitate a cordoanelor de sudură şi o reducere semnificativă a cantităţii de gaz consumată.

O altă modalitate simplă de a reduce costurile de producţie este utilizarea de sârme de sudură de bună calitate. În acest mod se va îmbunătăţi nu doar calitatea cordoanelor de sudură, ci va creşte şi durata de viaţă a componentelor pistoletului (linerul şi duza de contact) şi a rolelor din unitatea de avans a sârmei.

 Mentenanţa periodică şi accesoriile de sudare

Mentenanţa periodică a pistoletului de sudare nu trebuie neglijată, deoarece simpla suflare periodică cu aer comprimat a linerului prin care trece sârma va duce la mărirea duratei sale de viaţă şi la evitarea problemelor care apar frecvent în practică, din cauza înfundării linerului şi încurcării sârmei. Aceste probleme duc la apariţia de timpi morţi în procesul de producţie şi, de asemenea, la o pierdere inutilă de sârmă. 

Accesoriile pentru sudare joacă şi ele un rol extrem de important în cadrul operaţiilor de sudare şi a costurilor de producţie.

Este foarte importantă alegerea modului de răcire a pistoletului de sudare, acest lucru având un rol însemnat asupra costurilor de utilizare şi asupra calităţii pieselor sudate. Un exemplu elocvent este sudarea aluminiului, la care este foarte necesară răcirea cu lichid, atât a pistoletelor pentru sudarea MIG/MAG, cât şi a celor pentru sudarea TIG, pentru a se evita încălzirea excesivă a pistoletului şi a zonei de lucru, fapt ce va genera ridicarea gazului de protecţie şi implicit, o slabă calitate a îmbinărilor sudate.

Un alt accesoriu important în cazul aplicaţiilor de sudare MIG/MAG este cleştele sau dispozitivul pentru curăţarea calotei de gaz. Un astfel de dispozitiv este foarte util, atât pentru mărirea duratei de viaţă a consumabilelor, cât şi pentru o mai bună calitate a sudurilor.

Foto 3 – Pistolet sudare cu numar redus de consumabile si difuzor de gaz ce determina focalizarea gazului de protectie direct asupra zonei de lucru.

Cu speranţa că aceste informaţii vă vor ajuta în activitatea dvs. de producţie, vă aştept în numărul viitor cu un articol despre gazele de protecţie utilizate la sudare, modul de alegere a acestora şi influenţele pe care ele le au în procesul de sudare.