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Aug 03, 2023

Cómo reducir los costos del gas de protección sin comprometer la calidad de la soldadura

Funtay / iStock / Getty Images Plus Los gases de protección suelen ser uno de los mayores gastos que realizan las empresas para respaldar sus operaciones de soldadura. Pero las empresas no pueden prescindir de este gasto

Funtay / iStock / Getty Images Plus

Los gases de protección suelen ser uno de los mayores gastos que realizan las empresas para respaldar sus operaciones de soldadura. Pero las empresas no pueden prescindir de este gasto, ya que los gases protectores protegen el área de soldadura de la exposición a la contaminación atmosférica que puede debilitar la unión soldada.

Por eso, cuando se buscan formas de minimizar el costo de los gases protectores, es fundamental no comprometer la calidad del proceso de soldadura. Una pequeña inversión en un equipo de gas adecuado puede proporcionar ahorros significativos sin sacrificar la calidad de la soldadura.

El primer paso es analizar cada proceso de soldadura específico y establecer puntos de referencia. Determina con precisión la cantidad de gas que necesitas para realizar una soldadura adecuada. Esto es crucial para descubrir dónde se desperdicia gas en sus operaciones; es posible que se sorprenda al saber cuánto gas se desperdicia con un caudal establecido incorrectamente.

Las empresas que establecen puntos de referencia en el uso de gas probablemente descubran que desperdician demasiado gas de protección en sus procesos. Una vez que haya determinado que hay desperdicio dentro del proceso, el siguiente paso es identificarlo y eliminarlo.

Se producen sobretensiones cada vez que aprieta el gatillo del soplete de soldadura. La mayoría de los equipos de control de flujo de gas de protección, ya sea de un cilindro o de una tubería, están diseñados para funcionar a presiones de aproximadamente 20 a 30 libras por pulgada cuadrada (PSIG), mientras que las aplicaciones que utilizan CO2 puro pueden funcionar a presiones de hasta 50 PSIG. Cada vez que activa el gatillo del soplete, una presión ascendente de 20, 30 o incluso 50 PSIG sale de la boquilla de soldadura, desperdiciando una gran cantidad de gas.

Los reguladores de protección de gas, los orificios de punto de uso, los medidores de flujo de baja presión y las mangueras reductoras de sobretensiones son algunos de los dispositivos que reducen significativamente la cantidad de sobretensión de gas de protección durante la activación del gatillo (consulte la Figura 1). Estos accesorios de control de flujo reducen o evitan caudales excesivos que hacen que el gas sea turbulento y atraen óxidos y nitruros hacia la soldadura.

La forma más eficaz de eliminar el aumento repentino del gas de protección es introducir un dispositivo regulador de presión en el sistema de gas. Tenga cuidado al utilizar orificios restringidos en línea como dispositivo para ahorrar gas de protección. Si no se instalan en el punto correcto de la corriente de gas, estos dispositivos no tendrán el efecto deseado para eliminar el aumento de gas.

Los accesorios de orificio en el punto de uso pueden funcionar bien y generalmente son una solución de bajo costo. Sin embargo, para funcionar correctamente, los accesorios de orificio deben instalarse precisamente delante de la válvula solenoide. Si se instala en cualquier otro lugar de la corriente de gas, como en el regulador o el medidor de flujo, el problema de sobretensión persistirá. Por el contrario, se puede colocar un regulador reductor de gas en cualquier lugar de la corriente de gas y funcionar de manera efectiva tomando la alta presión aguas arriba y reduciéndola para eliminar el aumento repentino. Cuando se abre la válvula solenoide, no habrá la alta presión habitual aguas arriba; en lugar de 50 PSIG, hay aproximadamente 10 PSIG de presión de línea.

Los caudalímetros de gas de protección con compensación cero, que están calibrados a presión atmosférica (cero PSIG), liberan el flujo de gas de protección sin contrapresión alguna. Cuando el solenoide se abre, no se desperdicia contrapresión para crear el aumento (consulte la Figura 2).

Los dispositivos de baja presión compensada funcionan bien para un sistema con cables de soldadura más nuevos o para una instalación nueva. Los equipos más antiguos pueden tener torceduras u otras obstrucciones en la línea, y necesitará el exceso de presión del gas de protección para eliminar las imperfecciones.

FIGURA 1. Los reguladores de protección de gas inerte reducen el aumento de gas cuando se activa una pistola MIG o un soplete TIG.

Sin embargo, es posible que estos dispositivos no sean ideales para aplicaciones en sitios de construcción, talleres fabulosos o dondequiera que los equipos se manejen con brusquedad y se mantengan de manera inadecuada.

Tradicionalmente, los soldadores utilizan argón puro o una mezcla de argón y CO2 (que se entrega premezclado en un cilindro) cuando realizan soldaduras MIG. A medida que la soldadura ha evolucionado, las técnicas se han vuelto más especializadas y se necesitan mezclas específicas de argón y CO2 para lograr los resultados deseados. Teniendo en cuenta que muchas aplicaciones pueden requerir una mezcla diferente para diferentes trabajos, es posible que desee tener flexibilidad para cambiar la mezcla para que se adapte mejor a diferentes aplicaciones. Con un mezclador de gases, las mezclas de gases se pueden cambiar fácilmente. Como resultado, las empresas pueden evitar la compra de múltiples cilindros premezclados, lo que minimiza los costos y agiliza el proceso de compra de gas.

Las licuadoras de gas pueden costar entre $ 1000 y $ 10 000, por lo que determinar el retorno de la inversión es importante. Si solo tiene un puñado de estaciones de soldadura, una inversión modesta de alrededor de $1500 probablemente satisfará sus necesidades de mezcla. Para 28 estaciones de soldadura, por ejemplo, la inversión puede acercarse a los 7.000 dólares.

Un mezclador de gas costoso podría no ser una buena inversión para una escuela de oficios u otros entornos donde cada cabina de soldadura utiliza la misma mezcla de gas. En casos como estos, puede resultar beneficioso seguir utilizando gas envasado en cilindros premezclados. Examine sus procesos, flujo de trabajo y cadena de suministro para determinar si un mezclador de gas es adecuado para usted.

Se estima que más del 50% del mercado de soldadura utiliza gas envasado. Podría resultar ventajoso para estas empresas invertir en un sistema de gas continuo que nunca se apague.

Cada minuto de inactividad es extremadamente caro. Si utiliza gases envasados, cambiar los cilindros se convierte en un trabajo interno y la rentabilidad cae durante el tiempo que lleva cambiar un cilindro. ¿Cuánto tiempo se tarda en cambiar un cilindro? ¿Cuánto dinero cuesta eso? Puede acumularse con el tiempo.

Un sistema de colector de cambio automático cambia sin problemas a la fuente de reserva cuando un cilindro primario alcanza un nivel predeterminado de agotamiento, lo que deja suficiente tiempo para reemplazar el cilindro vacío sin detener el proceso.

Los sistemas de colector de cambio completamente automático se están volviendo muy populares y han demostrado ser una solución ideal para cilindros de alta presión, recipientes dewar para líquidos y sistemas a granel que requieren un respaldo de gas empaquetado. Se puede conectar un colector para que el sistema a granel sea siempre primario pero con una fuente de reserva que comprenda seis o 12 cilindros de alta presión.

Estos sistemas pueden ayudar a las empresas de alta producción a evitar tiempos de inactividad. La nueva tecnología está mejorando las capacidades de estos sistemas múltiples de cambio automático, como análisis profundo de datos de uso y eficiencia y alertas por correo electrónico o texto cuando los niveles de gas son bajos (consulte la Figura 3). Algunos sistemas de datos incluyen un caudalímetro másico que determina el uso de gas midiendo las moléculas de gas consumidas durante el proceso.

Los sistemas conectados evitan el desperdicio al monitorear los cilindros o los bancos de cilindros para determinar si es necesario cambiarlos al cilindro de reserva y ayudar a los usuarios a programar y ajustar fácilmente las configuraciones de presión de cambio. Esto puede potencialmente maximizar el uso de gas y evitar el envío de cilindros a los proveedores con gas utilizable sobrante.

FIGURA 2. Un regulador de caudalímetro típico es un dispositivo de presión fija/orificio variable. La presión se ajusta en fábrica a un nivel compensado o calibrado, según el rango de flujo deseado y los gases que se utilizan.

Su distribuidor de gas y fabricante de equipos de gas son excelentes recursos para ayudarlo a maximizar el uso del gas de protección. Confíe en su experiencia para determinar el mejor camino a seguir para gastar menos en gas de protección.

Eliminar las ineficiencias en su proceso de soldadura y en su sistema de gas de protección puede generar ahorros de costos y un mejor retorno de la inversión. Al analizar los datos, le sorprenderá saber cuánto gasta anualmente en gas de protección. Si no cuenta con suficientes protocolos de ahorro de gasolina, una inversión basada en sus necesidades específicas podría representar una ganancia inesperada potencialmente enorme para usted. Existen muchas opciones, así que aproveche los datos que pueden ayudarlo a encontrar una solución que maximice su eficiencia y producción.

FIGURA 3. Los colectores de cambio automático garantizan un suministro continuo de gas. Algunos sistemas brindan datos detallados sobre el uso de gas y otra información para ayudarlo a administrar mejor el consumo de gas.