04 MEC 046 Artículo Científico
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1. un EPS 0 63 rpm 1 26 rpm 3 15 rpm 6 3 rpm Figura 9 Pruebas a 60 A Fuente Autor UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Tabla 4 An lisis de la probeta a 60 A An lisis del Procedimiento de Soldadura Amperaje Velocidad Resultados A de avance Hay ba o de fusi n aceptable con bordes costura irregulares debido a la baja velocidad de la antorcha MOE Hay ba o de fusi n eficiente y aceptable con un arco constante 1 26 fundiendo el material correctamente debido a que la velocidad de avance es adecuada obteniendo un cord n de calidad limpio e uniforme pe oe pe fe Hay ba o de fusi n aceptable con este amperaje y con el avance r pido de la antorcha tenemos un cord n con porosidades Hay ba o de fusi n pero avance muy r pido de la antorcha se crea lo que en el cord n de soldadura con una fusi n hundida Fuente Autor Figura 10 Casquillo Soldado Fuente Autor Una vez establecidos los est ndares de soldadura espec ficos para una soldadura en particular obteniendo el punto de operaci n de la m quina de soldar dicha informaci n se la despliega en un documento denominado especificaci n del procedimiento de soldadura EPS Especificaci n del procedimiento de soldadura EPS para acero inoxidable N de especificaci n de especificaci n del procedimiento de soldadura TIG 141 T BW 8 nm t03 D38 PF ss nb T tulo Soldadura2. 15 k MI Xi XII 14V 0V power supply impui A B RS 485 com port COM common ground A Input Y Output Distribution of inputs and outputs of the PLC The distribution of inputs and outputs in order to lead an organization designed to facilitate the implementation of the control board and controller programming is done 15 Tabla 5 Distribuci n de entradas y salidas del PLC Final Verificar Ingreso carrera casquillo Final Verificar el cierre del cobertor carrera pim Verificar el cierre del cobertor Pulsos para driver del motor acoplado al mecanismo de la pim 7 Driver PUL torcha DS PUL Pulsos para driver del motor acoplado al eje _ DRI Activa la inversi n del giro en el driver para el motor del mecanismo Driver DRI Activa la inversi n del giro en el driver para el motor acoplado al eje Switch ON OFF de la electrovalvula del gas argon Fuente Autor De igual manera detallaremos las variables para el teclado del PLC que seran mostrados en el HMI Tabla 6 Variables para HMI Inicio del funcionamiento ON OFF electrovalvula de gas Calibrar el sistema 1 Calibrar el sistema 1 inicial de la torcha funciones calibraci n ESC Screen 2 Salta a la pantalla de funciones Reiniciar el contador de DN casquillos variables de proceso pulsadores variables sistema a Fa de calibraci n A Sereen Salta a la siguiente pantalla ee Salta a
3. Fis os 1 16 24 9s DCEP 15 126 pt te 24 95 DCEP 60 063 1 16 24 95 DCEP 60 126 1 16 24 95 DCEP 60 315 1 16 24 95 DCEP 60 63 1 16 24 95 DCEP 80 063 1 i6 24 95 DCEP 80 126 4 16 24 95 DCEP 80 315 1 te 24 95 CEP 0 63 Fuente Autor UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Analysis of results The most representative parameters where the welding process is the right to translate them into an EPS is chosen 0 63 rpm 1 26rpm 3 15 rpm 6 3rpm Figura 19 Pruebas a 60 A Fuente Autor Tabla 8 An lisis de la probeta a 60 A An lisis del Procedimiento de Soldadura Amperaje Velocidad A de avance rn No melting bath acceptable seam jas eet edges due to low speed of the torch There bath efficient and acceptable fusion with a constant arc melting the material properly because the feed rate is to obtain a cord suitable quality clean and uniform There acceptable melting bath with this amp and the rapid advance of the torch have a cord with porosities There are weld but fast forward the torch which is created in the weld fusion with a dunk Fuente Autor Figura 20 Casquillo Soldado Fuente Autor Once established specific standards for welding welding in particular obtaining the operating point of the welding machine the displays that informat
4. Soldadura por arco con electrodo no consumible Gas Tungsten Arc Welding Buenos Aires Neuquen 2001 3 R E Norton Dise o de Maquinas un enfoque integrado Cuarta ed P Hall Ed Pearson Education 2011 p 1066 4 Xinje Electronic Co Ltd Operating manual XP XMP series industrial integral controller Primera ed p 44 5 TIG HANDBOOK TIG HANDBOOK for GTAW Gas Tungsten Arc Welding 6 Automation Direct Manual del Sistema de Motores paso a paso Sure Step 2007 En l nea Available http www automationdirect com static manual surestepmanualsp appxa pdf 7 J Larry Manual de Soldadura GTAW TIG Madrid Paraninfo 2010 p 210 11 8 G H Riesco Manual del Soldador Sexta ed Cesol p 644 9 A Rivas y J Maria Soldadura El ctrica y sistemass TIG y MAG Novena ed Madrid Paraninfo 2009 p 342 Jos W Villota B naci en El Angel Ecuador el 20 Diciembre de 1988 Realizo sus estudios secundarios en el Colegio Experimental Le n Ruales Egreso en la Universidad T cnica del Norte en la carrera de Ingenier a en Mecatr nica en el 2014 Actualmente trabaja en proyectos automatizaci n rea de Inter s Control y Automatizaci n UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE SEMI AUTOMATIC WELDER TIG STAINLESS STEEL CAPS FOR LINCHPIN MACRO 2 0 MACRO FOR EQUIPMENT COMPANY Jos Wladimir Villota Bracho wal
5. el control del encendido y apagado del arco y tambi n el paso del gas al accionar la v lvula solenoide de la maquina por medio del PLC Subsistema mec nico En este subsistema se conforma de un eje giratorio y un mecanismo El dise o de un eje giratorio para soporte del casquillo de acero inoxidable a soldar con sus respectivos soportes y separadores El mecanismo como soporte de la antorcha para tener un control del movimiento de la misma que se desplazara verticalmente para su posicionamiento El mecanismo permite encender el arco y mantener la torcha a una distancia de 3 a 7 mm con respecto al eje de referencia casquillo a soldar con el fin de mantener un ba o de fusi n continuo El dispositivo que se requiere necesita dos movimientos uno giratorio y otro vertical giratorio para el casquillo el cual lo desliza a lo largo de la junta de soldadura y el otro para el movimiento de la pistola que permita controlar la longitud del arco controlando el posicionamiento de la antorcha Se us actuadores el ctricos motores paso a paso Es importante que el dispositivo sea e Sencillo de manera que permita el desenvolvimiento necesario para la investigaci n a realizar e Adecuado principalmente a nuestra necesidad para realizar el proceso de soldadura de la base de los casquillos de acero inoxidable e Desmontable permitiendo acceder a elementos que requieran cierta limpieza o recambio y de mantenimiento para g
6. el m s usado por su accesibilidad y su bajo costo siendo m s pesado que el helio y proporcionando mejor protecci n a un menor grado de presi n lo que conlleva a una menor cantidad de uso de gas en cada proceso de soldadura El caudal de gas depende del tama o de la boquilla en general se recomienda 7 a 16 l min para el arg n que es el gas inerte que utilizamos La efectividad de la protecci n est en la densidad del gas El arg n es aproximadamente una 1 3 veces m s denso que el aire El arg n despu s de salir de la boquilla forma un manto protector sobre el rea de soldadura siempre y cuando no se exceda el caudal recomendado Electrodos Los electrodos que se emplean para el proceso de soldadura TIG son de tungsteno y aleaciones Tienen un punto de fusi n muy elevado 3410 C y pr cticamente no se consumen siempre y cuando no entre en contacto con el ba o de fusi n por esta raz n el electrodo no toca el ba o fundido En posici n apropiada el electrodo es sostenido encima de la pieza de trabajo o metal base y es el calor intenso procedente del arco el que mantiene el ba o en estado l quido que al solidificarse logra la uni n de dos piezas Los electrodos son de tungsteno puro siendo los m s baratos los de tungsteno con 1 2 de torio son considerados de larga vida por su duraci n o los de tungsteno aleado con circonio que producen menor contaminaci n al soldar Los diferentes tipos de tungsteno y aleaci
7. en primera instancia se debe centrar el casquillo en el eje de soporte radial y axialmente la torcha toca el metal base y se levanta a una distancia de 3 mm activando la protecci n del gas para iniciar el arco y se gira el casquillo a una velocidad de 1 26 rpm de modo que se forme el ba o de fusi n continuo durante todo el proceso de soldadura a medida que avanza el proceso se puede variar la velocidad de acuerdo a las necesidades uniforme para mantener un cord n de soldadura Al final de la soldadura se aumenta la velocidad de giro para que el ba o de fusi n de la soldadura se pueda cerrar y no dejar grietas ni sobre soldadura Limpieza Despu s de la soldadura se requiere una limpieza adicional para obtener un producto terminado Inspecci n 10 Inspeccionar la soldadura visualmente para comprobar la uniformidad y las discontinuidades No deben existir grietas fusi n incompleta ni superposici n Reparacion No se permite la reparaci n de los defectos estos deben ser realizados manualmente An lisis de costos beneficios Se hace un an lisis detallado de todos los costos del sistema y del periodo de recuperaci n del mismo La ganancia mensual tomando l cuenta el promedio ventas de 52 unidades ser de 424 8 m s la utilidad de la venta de 2215 2 teniendo 2640 Si la inversi n de todo el sistema es de 5074 2 y la ganancia mensual es de un promedio de 2640 por lo tanto se recuperara e
8. la pantalla anterior Fuente Autor UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Programming PLC Flowchart Start Parameter Mapping 4 Me Blo O POSICION l System Calibration o ENCIENDE EL ARCO RESET DEL s CONTADOR D4000 ACCIONA EJE DEL NUMERO DE DICAEMENTA Si CONTADOR CASQUILLOS Pers DIARIOS SOLDADOS ae Figura 14 Diagrame de flujo Fuente Autor Response subsystem This subsystem is the sizing of the electric actuator in this case DC stepper motors which are responsible for giving motion to the shaft and the mechanism of the torch the actuators must be selected according to needs The operation of a stepper motor requires three basic elements e Control Unit in this case PLC which provides pulses whose frequency is proportional to the engine rotation speed and also the direction of rotation imposed e A controller driver to guide the various impulses to the motor windings e A power supply Variables Figura 15 Diagrama de bloques funcionamiento de un motor paso a paso Fuente Autor 16 UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Driver motor paso a paso Figura 16 Driver motor paso a paso Wantai DQ542MA In Wantai DQ542MA driver is the Stepper motor 2 phase bipolar hybrid with a maximum phase current of 4 A and a feed of 18 to 50 V DC T
9. output for each driver Y2 and Y3 to address UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Figura 18 Tablero de control Fuente Autor Calibration of the system Before starting the process you should always check whether the system is calibrated mainly positioning the torch to get a proper process of soldering Before you begin testing welding system it must be previously calibrated care every step of the welding process guarantees excellent results The positioning of the welding torch for each rotation of the motor coupled to the mechanism vertically moves 3mm The mechanism must be in its original position so that the process is started and the parameters previously seteados on the controller initially ensure stable and smooth arc One of the important aspects in the calibration if the electrode is placed in the torch after sharpening the tip this should have a distance of 3 7 mm from the nozzle to avoid inclusion of tungsten in the weld to generate the arc and contaminate the weld base material this would also lead to have to sharpen the electrode to fray again unnecessarily 18 The torch once it touches the cap and activates the gas immediately up to 3 mm to generate the arc this does reversing the rotation of the motor revolution and leaving it locked in that position until the end of the welding process once completed returns to its initial position giving
10. welding process as the process progresses the speed can be varied according to the needs to maintain a uniform weld bead welding the end of the rotational speed of welding is increased so that the molten solder can be closed and it does not split no Cleaning After welding additional cleaning is required to obtain a finished product Inspection Inspect visually for welding uniformity and discontinuities Cracks incomplete fusion overlap and should not exist Repairing Repair defects are not allowed they must be made manually Analysis of costs and benefits Detailed review of all system costs and payback period analysis is the same The monthly gain him taking account of the average sales of 20 52 units will be 424 8 over the usefulness of having sales 2 215 2 2 640 If the investment of the entire system is 5074 2 and the monthly gain is an average of 2 640 thus recovered in an estimated time of 58 days 5 CONCLUSIONS The import cost cap is 14 9 and the estimated cost of production with the implementation of the system is 6 73 so net income of 8 17 was obtained for each cap produced obtaining a gain of 54 8 The PLC HMI was used in the control system to be robust and provides great benefits allowing us to keep track of the parameters involved in the welding process as controlling the forward speed and the distance between the electrode and the base metal to obtain a uniform weld bea
11. OS CASQUILLOS Ste SOLDADOS Si FIN Figura 4 Diagrame de flujo Fuente Autor Subsistema de respuesta En este subsistema est el dimensionamiento de los actuadores el ctricos en este caso motores paso a paso DC los cuales son los encargados de dar movimiento al eje y al mecanismo de la antorcha los actuadores deben ser seleccionados de acuerdo a las necesidades El funcionamiento de un motor paso a paso necesita de tres elementos b sicos e Unidad de mando en este caso PLC el cual proporciona impulsos cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de rotaci n del motor e impondr igualmente del sentido de rotaci n e Un controlador driver para orientar los impulsos hacia las distintas bobinas del motor e Una alimentaci n de potencia Alimentaci n potencia Unidad de mando Secuenciador Figura 5 Diagrama de bloques funcionamiento de un motor paso a paso Fuente Autor Driver motor paso a paso Figura 6 Driver motor paso a paso Wantai DQ542MA En driver es el Wantai DQ542MA para motores paso a paso de 2 fases bipolares hibridos con una corriente de fase m xima de 4 A y una alimentaci n de 18 a 50 V DC El driver cuenta con entradas y salidas aisladas opto acopladas y protecci n contra cortocircuitos fase de protecci n en sobre voltaje bajo voltaje y sobre intensidad Dispone de 8 canales de fase de salida 3 SW1 SW2 SW3 para configurar la corriente de salida 4 SW5 SW6 SW7 SW8 pa
12. Rivas y J Maria Soldadura El ctrica y sistemass TIG y MAG Novena ed Madrid Paraninfo 2009 p 342 Jos W Villota B naci en El Angel Ecuador el 20 Diciembre de 1988 Realizo sus estudios secundarios en el Colegio Experimental Le n Ruales Egreso en la Universidad T cnica del Norte en la carrera de Ingenier a en Mecatr nica en el 2014 Actualmente trabaja en proyectos automatizaci n rea de Inter s Control y Automatizaci n 21 SOLDADORA SEMIAUTOM TICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE
13. TIG de tubo a tubo Alcance Este procedimiento es aplicable para soldaduras de ranura cuadrada dentro del rango de 1 8 3 2 mm a 1 8 3 2 mm La soldadura se puede realizar en las siguientes posiciones G Metal base El metal base debe estar conforme con el acero inoxidable austen tico Especificaci n del material de respaldo ninguna Electrodo El electrodo de tungsteno debe de cumplir con las especificaciones AWS N EWTh 2 de la especificaci n AWS A5 12 El di metro de tungsteno debe ser 1 8 3 2 mm m ximo La forma final del tungsteno debe ser afilado a 2 o 3 veces la longitud de su di metro Gas protector El gas o gases protectores deben cumplir con las siguientes composiciones y purezas arg n de calidad de soldadura Dise o de la junta y tolerancias loo PREPARACION DEL METAL BASE Se deben de eliminar toda clase de contaminantes como fluidos de corte grasas aceites Esta limpieza se debe hacer con cualquier disolvente o detergente adecuados La cara de la junta y las superficies tanto interior como exterior del tubo se deben limpiar un radio de 1 25 mm para eliminar el xido escoria y cascarilla que se encuentre en el material a soldar La limpieza puede ser mec nica o qu mica La mec nica se puede hacer esmerilando limpiando con un cepillo de acero inoxidable raspando mecanizando O limando La qu mica se puede hacer utilizando cidos alcalinos disolventes o deterge
14. UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE PARA LA PEZONERA MACRO 2 0 PARA LA EMPRESA MACRO EQUIPOS Jos Wladimir Villota Bracho waldo villota hotmail com Facultad de Ingenier a en Ciencias Aplicadas Universidad T cnica del Norte Ibarra Ecuador RESUMEN El presente art culo aborda la implementaci n de una soldadora semiautom tica TIG compuesto de un sistema de control y un sistema mec nico y la m quina de soldadura TIG El prop sito final del proyecto es de implementar la producci n de casquillos de acero inoxidable para pezoneras en la empresa los cuales son utilizados en los equipos de orde o mec nico El sistema mec nico consta de una estructura mec nica de un cobertor de un mecanismo de posicionamiento para la antorcha de soldadura y de un eje giratorio para soporte del casquillo de acero inoxidable El sistema de control consta de un PLC HMI el cual controla todas las acciones de los perif ricos de entrada y salida accionando los dos drivers de los motores paso a paso los cuales reciben las se ales del controlador y las env an a los actuadores controlando su giro y posicionamiento exacto Con la implementaci n de la maquina se logra controlar las variables m s importantes en el proceso de soldadura como el encendido del arco con posicionamiento de la torcha fijo y el avance
15. aci n y garantizar un continuo funcionamiento Se hizo la selecci n de un PLC Xinje por varias razones una por el bajo costo y la gran prestaci n que ofrece adem s su dise o est enfocado justamente para el control de motores paso a paso la interfaz gr fica incluida numero de entrada salidas para el control del sistema y la compatibilidad con programaci n ladder PANTALLA LL TECLADO AUMERICO PUERTO OE PROA CIA ALIMENTACION ENTRADAS Wa Figura 3 Controlador l gico programable XP3 XINJE Fuente Autor 281 OY A B COMOYO YI Y2 Y3 CONIY4 YS YO YI OW MO XI X2 X3 X4 X5 XG X7 MIO XI 24V OV power supply input A B RS 485 com port COM common ground X Input Y Output Distribuci n de entradas y salidas del PLC Se realiza la distribuci n de las entradas y salidas con la finalidad de llevar una organizaci n para facilitar tanto la implementaci n del tablero de control y la programaci n del controlador Tabla 1 Distribuci n de entradas y salidas del PLC IN Elemento Funci n X0 Final de Verificar el ingreso del X1 Final de Verificar el cierre del cobertor carrera UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE X2 Final de Verificar el cierre del cobertor S ama aa o Driver PUL Pulsos para driver del motor acoplado al mecanismo de la torcha E PUL Pulsos para driver del motor DRI Activa la inversion del g
16. arantizar el correcto funcionamiento del sistema Mecanismo de posicionamiento de la antorcha Figura 1 Mecanismo de la antorcha Fuente Autor Calculo del peso total del mecanismo Peso total Peso del carro vertica peso del soporte de la antorcha peso de la antorcha W 4 76 7 64 14 21 W 26 61 N C lculo del par requerido para elevar el carro vertical dy d 0 649519p dy 8 051 mm dp urd L T PZ 2 xd uL C lculo del par requerido para elevar una carga 8 051 0 08 m 8 051 3 2 a 8 051 0 08 x 3 Ta 22 7 N mm T 26 61 C lculo del par requerido para bajar el carro vertical dp undp L Ta P 2 red uL uL C lculo del par requerido para bajar una carga 8 051 0 08 m 8 051 3 2 m 8 051 0 08 3 Ta 4 1N mm Ty 26 61 UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Eje giratorio para el casquillo Figura 2 Eje del casquillo Fuente Autor W 7 05 N El eje del casquillo cumple la funci n de soporte para el mismo est compuesto de un eje de soportes circulares ubicados cerca de la junta de soldadura y un tope al final del casquillo este tiene un movimiento circular de 360 acoplado a un motor que le proporcionara dicho movimiento Algunas ventajas de usar sujetadores y soportes son e Mejor ajuste de las juntas e Menos tiempo de soldadura e Se mini
17. d It greatly improves the process as there is a constant coordination between the torch and the weld cap maintaining a fixed distance of 5 mm between the electrode and the base metal which is difficult to achieve with a manual process because coordination varies Welder each process With the implementation of the system direct exposure of ultraviolet rays of the arc and the various accidents to which the welder is exposed to a manual process is avoided 6 REFERENCES 1 Soldexsa Oerlikon Manual de Soldadura amp Catalogo de productos 2008 En linea Available http www slideshare net pedrohumb manual de soldadura oerlikon 2 M Zalazar Soldadura por arco con electrodo no consumible Gas Tungsten Arc Welding Buenos Aires Neuquen 2001 3 R L Norton Dise o de Maquinas un enfoque integrado Cuarta ed P Hall Ed Pearson Education 2011 p 1066 4 Xinje Electronic Co Ltd Operating manual XP XMP series industrial integral controller Primera ed p 44 5 TIG HANDBOOK TIG HANDBOOK for GTAW Gas Tungsten Arc Welding 6 Automation Direct Manual del Sistema de Motores paso a paso Sure Step 2007 En l nea Available http www automationdirect com static manual surestepmanualsp appxa pdf UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE 7 J Larry Manual de Soldadura GTAW TIG Madrid Paraninfo 2010 p 210 8 G H Riesco Manual del Soldador Sexta ed Cesol p 644 9 A
18. del metal base constante obteniendo un control de giro del eje del casquillo logrando un cord n de soldadura uniforme y de mejores caracter sticas que uno realizado manualmente PALABRAS CLAVE PLC HML Drivers y motores paso a paso m quina de soldadura TIG 1 INTRODUCCI N La automatizaci n de los procesos de soldadura no solo mejora la calidad y el tiempo de producci n tambi n reduce costos Se pueden encontrar beneficios inesperados al soldar semiautom tica y autom ticamente con una m quina o proceso automatizado con el objetivo mejorar la calidad y productividad considerando la reducci n de costos Sacando la antorcha de los soldadores y mont ndola en un mecanismo para soldar se tiene un control exacto de muchas variables que son esenciales en el proceso de soldadura como Angulo de antorcha Posici n del electrodo Distancia del electrodo a la pieza Manteniendo un ngulo adecuado y posici n de la antorcha y un avance contante del metal base se asegura una buena forma del cord n buena fusi n y penetraci n en el metal base El proceso de soldadura semiautom tico esta combinado de tal forma que se controla la posici n de la antorcha y se empuje o arrastre o del metal base Un control equilibrado de estas variables permite soldaduras de calidad 2 SOLDAURA TIG El proceso TIG puede usarse para soldar m s materiales que cualquier otro proceso adem s permite trabajar con corriente continua y alte
19. del soporte de la antorch peso de la antorcha W 4 76 7 64 14 21 W 26 61 N C lculo del par requerido para elevar el carro vertical dp d 0 649519p dp 8 051 mm T p dp udp L 2 md uL C lculo del par requerido para elevar una carga 14 8 051 0 08 1 8 051 3 T 26 61 e m_i 2 m 38 051 0 08 x 3 T 22 7 N mm C lculo del par requerido para bajar el carro vertical m dp und L y 2 nd uL C lculo del par requerido para bajar una carga gt 61 3 051 0 08 1 8 051 3 pe 2 mx8 051 0 08 x 3 Ta 4 1 N mm Eje giratorio para el casquillo Figura 12 Eje del casquillo Fuente Autor W 7 05 N The axis of the cap serves as support for it is composed of a shaft circular brackets located near the weld joint and a stop at the end cap this is a circular motion of 360 coupled to a motor will provide the movement Some advantages of using fasteners and supports are e Best fit joints e Less time welding e Distortion is minimized e Completion of the installation is made to tighter tolerances e It manages to assemble the pieces together tube axially and radially Position control subsystem and speed This subsystem is commanded by programmable logic controller that acts as a central control unit of the welding system which is responsible for driving the peripheral input and output The output peripherals are composed of two d
20. do villota hotmail com Faculty of Enginnering Applies Science Tecnical Of North University Ibarra Ecuador ABSTRACT This article discusses the implementation of a semi automatic TIG welding machine consists of a control system and a mechanical system and TIG welding machine The final purpose is to implement the production of stainless steel caps liners in the company which are used in milking equipment The mechanical system consists of a mechanical structure a blanket a positioning mechanism for the welding torch and a rotating shaft to support the stainless steel cap The control system consists of a PLC HMI which controls all actions of peripheral input and output the two drivers driving the stepper motors which receive signals from the controller and sent to the actuators controlling your rotation and accurate positioning With the implementation of the machine are able to control the most important variables in the process of welding and arc ignition with fixed positioning of the torch and the advance of obtaining a consistent basis metal spinner shaft bushing making a weld uniform and better features than one performed manually KEYWORDS PLC HMI Drivers and stepper motors TIG welding machine 1 INTRODUCTION The automation of welding processes not only improves the quality and production time it also reduces costs You can find the unexpected and automatically semiautomatic welding with a machine or automa
21. e carrera ubicados en el sistema de soldadura los cuales van a garantizar el inicio correcto del proceso ya que mientras todos los finales de carrera no sean accionados el controlador no da la orden de iniciar el proceso Los switch interruptor de inicio fin de proceso est n ubicados para que sean accionados con el cobertor y con el ingreso del casquillo en el eje es decir que mientras el cobertor de soldadura no sea ubicado y se accione los switch el proceso no se inicia as mismo mientras no se ingrese el casquillo lo que garantiza que todo debe estar en su posici n para iniciar correctamente el proceso de soldadura En el HMI del controlador se visualizaran siete pantallas en la primera una presentaci n de la m quina en la segunda las funciones que podemos escoger par metros funciones variables y calibraci n en la tercera se visualiza los par metros a configurar en la m quina de soldadura en la cuarta algunas variables entre las cuales se visualiza el estado de cada uno de los finales de carrera tambi n se visualiza dos pulsadores el de inicio y el de paro del proceso de soldadura que ser n accionados con Fl y F2 respectivamente y en la quinta se visualiza el contador de casquillos soldados la posici n angular del eje los registros del contador de pulsos para el posicionamiento del mecanismo de la antorcha y el registro para el contador de numero de casquillos soldados en la sexta un mensaje de alerta antes de ca
22. e maximum welding current which can be welded without allowing it to overheat in this case as the machine can work with a maximum current of 200 A is sufficient with a cooled torch with inert gas Gas protection Argon is the most commonly used because of its availability and low cost being heavier than helium and providing better protection to a lesser degree of pressure which leads to a smaller amount of gas usage on each welding process The gas flow rate depends on the size of the nozzle it is generally recommended 7 to 16 1 min for argon is the inert gas used The effectiveness of the shield 1s in the gas density Argon 1s approximately 1 3 times more dense than air Argon after leaving the nozzle forms a protective blanket over the weld area provided the recommended flow rate is not exceeded Electrodes The electrodes that are used for the TIG welding process 1s tungsten alloys They have a very high 3410 C melting point and almost always not consumed and when no contact with the weld therefore the electrode does not touch the molten bath In proper position the electrode is held above the workpiece or base metal and the intense heat from the arc that keeps the bath liquid which manages to solidify the union of two parts The electrodes are made of pure tungsten being the cheapest the tungsten with 1 2 thorium are considered long life 13 duration or tungsten alloyed with zirconium produce less pollution wh
23. en welding The different types of tungsten and alloys are easily recognized as a color code standard AWS Are presented according to the manufacturer in various diameters depending on use and application It may or may not employ the filler metal in the welding process It is usually employed except where welded thin pieces in our case the filler is not necessary as the cap thickness is 1 6mm An inert gas is argon helium or a mixture of both it protects the welding arc of harmful gases present in the atmosphere and allows the process to clearly visualize welder 3 SYSTEM OF WELDING TIG TIG Welding subsystem In this process the welding arc jumps from a tungsten electrode is not consumed during the welding operation A flow of inert gas supplied through a nozzle surrounding the electrode with the activation of a solenoid valve that vents air from the vicinity of the weld area avoiding contamination of the electrode and the molten pool In TIG welding machine ON OFF control of the power supply will have to start the welding work and an emergency stop that shuts down the welding equipment Also by means of a pressure regulator flow indicator installed in the tank can control the supply of gas at a given constant flow rate suitable for bathing and protecting the arc melting Through a mechanism positioned on the shaft that holds the torch the ignition control will be taken on and off the arc and also the flow of gas to
24. formed until the metal is shiny Electrical characteristics The current must be current electrode connected to the positive DCEP Base metal must be connected to the positive pole of the line Specifications Operating range UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Warmup The tubes welded in this case they are not subjected to temperatures due to their minimum thickness 1 6 mm although it is advisable to warm to a temperature of 10 C to start the process of welding base metals over 6 mm thick Gas backup Not applicable Security You and appropriate protective equipment The area must be free of all risks that can affect the welding machine or operator or others in the work area should use clothing The TIG welding machine welding cables electrode holder and other equipment must be in safe working condition It should take into account all the aspects mentioned in the user manual to ensure the operation of the welding system and avoid any incidents or accidents during and after the welding process Soldering Technique Butt welding or square groove in the first instance should focus cap on the shaft axially and radially supporting the torch touches the base metal and stands up to a distance of 3 mm activating protection gas to start the arc and Turning the bushing at a speed of 1 26 rpm so that the melting bath is formed continuously throughout the
25. he driver has isolated inputs and outputs opto coupled and short circuit protection phase over voltage protection low voltage and current It has 8 channels output 3 phase SW1 SW2 SW3 to set the output current 4 SW5 SW6 SW7 SW8 for the resolution of pulses per revolution and 1 SW4 to select the current stop the engine ON reduces the current to half the selected and the selected OFF current is maintained The PUL PUL input pulse input to the driver of stepper motor DIR DIR entry to the direction of rotation of the motor and IN IN is used to enable and disable the driver The DC DC tickets are for the positive and negative power respectively with 18 to 50 VDC Inputs A A B B are the coils of the stepper motor 4 IMPLEMENTATION In this chapter includes Construction of the mechanical structure to serve as a support mechanism for the positioning of the torch the axis of the cap and electric motors 17 Figura 17 Estructura Mec nica Fuente Autor Implementation of the control system It has a number of devices PLC HMI drivers power supplies fuses structured in a cabinet in order to keep track of some parameters involved in the welding process The PLC is the core of the control system is responsible for sending and receiving digital electrical signals process and activate the mechanisms that make the welding system The PLC will receive digital signals from the limit swi
26. ion in a document called welding procedure specification EPS Welding procedure specification for stainless steel EPS Specification No Specification TIG welding process 141 T BW 8 nm t03 D38 PF ss nb Title Welding TIG tube to tube Scope This procedure is applicable for square groove welds in the range of 1 8 3 2 mm to 1 8 3 2 mm The welding can be done at the following positions 1G Base metal Base metal must conform to the austenitic stainless steel Specification no backing material Electrode The tungsten electrode must meet specifications EWTh No AWS 2 specification AWS A5 12 tungsten diameter should be 1 8 3 2 mm maximum The final form of the tungsten should be sharp to 2 or 3 times its diameter Shielding gas The protective gas or gases must comply with the following compositions and purity argon welding quality Joint design and tolerances Preparation of base metal It must remove all the contaminants such as cutting fluids fats oils This cleaning should be done with any suitable solvent or detergent The face of the board and both inner and outer surfaces of the tube should be cleaned within 1 25 mm to remove rust slag and scale that is in the material to be welded Cleaning can be mechanical or chemical The mechanics do grinding wiping with a stainless steel brush scraping machining or filing The chemical can be done using acids alkalis solvents or detergents Should be per
27. iro en el driver para el motor del mecanismo Driver DRI Activa la inversi n del giro en el driver para el motor acoplado al eje Y4 Switch ON OFF de la electrov lvula SOS iiag Fuente Autor De igual manera detallaremos las variables para el teclado del PLC que ser n mostrados en el HMI Tabla 2 Variables para HMI Inicio del funcionamiento ON OFF electrov lvula de gas Calibrar el sistema 1 Calibrar el sistema 1 inicial de la torcha funciones calibraci n funciones S S a casquillos variables de proceso pulsadores variables sistema de calibraci n TAJ Ser Sete a e signee panie e Se A 1 Fuente Autor Programaci n PLC Inicio y Asignaci n de par metros Calibraci n del sistema Funci n para control de motores Paro de emergencia Variables UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Diagrama de flujo INICIO A ON OFF SISTEMA gt Si ERECACION INGRESE PARAMETROS CASQUILLO NO ena ssn VERIFICAMOS gt z S gt O ACTIVA FC1 i w NO TORCHA D1 1 1 i N Si VERIFICAMOS HUSILLO POSICION INICIAL 2 z o PRESIONE INICIO BAJA HUSILLO i l a NO REVISAR EL PORTA VISAR EL RESET DEL CONTADOR ACCIONA EJE DEL POSICION DEL ELECTRODO CASQUILLO CORRECTA Eh NO coca COMA si Kno DIARI
28. librar la m quina y en la s ptima los par metros para calibrar el posicionamiento de la torcha para garantizar el arranque del arco lift arc En las salidas del controlador las cuatro salidas a transistor son conectadas a los drivers de los motores paso a paso YO y Y1 para salida de pulsos para cada driver Y2 y Y3 para la direcci n Figura 8 Tablero de control Fuente Autor Calibraci n del sistema Antes de iniciar con el proceso siempre se debe verificar si el sistema esta calibrado principalmente el posicionamiento de la antorcha para tener un proceso adecuado de soladura Antes de empezar con las pruebas del sistema de soldadura el mismo debe de estar previamente calibrado cuidar cada paso del proceso de soldadura garantiza excelentes resultados El posicionamiento de la torcha de soldadura por cada giro del motor acoplado al mecanismo se mueve 3mm verticalmente UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE El mecanismo debe de estar en su posici n inicial para que el proceso se inicie y los par metros seteados previamente en el controlador aseguren un inicio de arco estable y sin problemas Uno de los aspectos importantes en la calibraci n siempre que se coloque el electrodo en la torcha despu s de afilar la punta este debe de tener una distancia de 3 a 7 mm respecto a la boquilla para evitar la inclusi n de tungsteno en el ba o de fusi n al ge
29. miza la distorsi n e La terminaci n del montaje se hace con tolerancias menores e Se logra montar las piezas a unir axial y radialmente el tubo Subsistema de control de posicionamiento y velocidad Este subsistema esta comandado por controlador l gico programable que hace la funci n de unidad central de control del sistema de soldadura la cual est encargado de accionar los perif ricos de entrada y de salida Los perif ricos de salida est n compuestos por dos drivers que controlaran los motores En los perif ricos de entrada est n conectados pulsadores los cuales ser n accionados por el operario y finales de carrera que indicaran que el inicio del proceso es seguro Para el caso del sistema se opt por usar sensores de contacto electromec nico son dispositivos que se activan y desactivan con contacto f sico a partir de algun accionamiento mec nico Indicador de caudal La velocidad del flujo es importante para asegurar la adecuada protecci n del proceso por medio de un gas inerte los medidores de flujo del tipo de bobina a menudo se usan junto al regulador para controlar el flujo Es bueno validar las lecturas del medidor instalando un medidor de flujo de gas para monitorizar el caudal con el cual se est soldando PLC Se opt por un controlador l gico programable debido a que el sistema de control de la maquina debe ser robusto confiable compacto de f cil programaci n mantenimiento e instal
30. n un tiempo estimado de 58 d as 5 CONCLUSIONES El costo de importaci n del casquillo es de 14 9 y el costo estimado de producci n con la implementaci n del sistema es de 6 73 por lo que se obtuvo una utilidad neta de 8 17 por cada casquillo producido obteniendo una ganancia del 54 8 El PLC HMI se utiliz en el sistema de control por ser robusto y por las grandes prestaciones que brinda ya que nos permite tener un control de los par metros que intervienen en proceso de soldadura como el control de la velocidad de avance y la distancia entre el electrodo y el metal base obteniendo un cord n de soldadura uniforme Se mejora notablemente el proceso ya que existe una coordinaci n constante entre la torcha y el casquillo a soldar manteniendo una distancia de 5 mm fija entre el electrodo y el metal base lo que es dif cil conseguir con un proceso manual ya que la coordinaci n del soldador var a en cada proceso Con la implementaci n del sistema se evita la exposici n directa de los rayos ultravioleta del arco y de los diferentes accidentes a los que est expuesto el soldador al realizar un proceso manual UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE 6 REFERENCIAS 1 Soldexsa Oerlikon Manual de Soldadura amp Catalogo de productos 2008 En linea Available http www slideshare net pedrohumb manual de soldadura oerlikon 2 M Zalazar
31. nerar el arco y contaminar el material base de soldadura esto conllevar a tambi n a tener que afilar nuevamente el electrodo desgast ndolo innecesariamente La torcha una vez que toca el casquillo y activa el gas se levanta inmediatamente a 3 mm para generar el arco el ctrico esto se lo hace invirtiendo el giro del motor una revoluci n y dej ndolo enclavado en esa posici n hasta terminar el proceso de soldadura una vez finalizado vuelve a su posici n inicial dando dos revoluciones completas y desactivando el caudal del gas para terminar el arco cabe recalcar que estos par metros variaran dependiendo de c mo el usuario calibre la m quina El eje del casquillo cuenta con una rosca americana witworth con un paso de Imm en el cual se van a introducir dos arandelas roscadas que posicionaran axial y radialmente las piezas a soldar y al mismo tiempo sujetarlas estos de igual forma deben de estar en su posici n para obtener una soldadura en buen estado Las dos arandelas deben de estar posicionadas de manera que no se calienten en exceso y puedan disipar el calor generado por el arco el ctrico Pruebas Se busca el punto de operaci n del sistema variando los par metros m s representativos como el amperaje y la velocidad de avance del metal base La calidad de la soldadura depende del control de diferentes par metros entre ellos son fundamentales la intensidad de la corriente y el avance de la antorcha el perfecto es
32. nta con una maquina con transformador rectificador solamente de corriente continua DC La suelda TIG Kiakougar es una m quina que permite trabajar solamente con corriente continua y en configuraci n DCEP es decir el electrodo en el polo positivo y el metal base en el terminal negativo por lo que es recomendable trabajar con corrientes entre 15 120 A para evitar que el electrodo se funda con el excesivo calor que se concentra en el mismo se usa electrodos de mayor di metro y tambi n para evitar la inclusi n de tungsteno en el ba o de fusi n contaminando el metal base La selecci n de corriente AC o DC depende del material a soldar Corriente alterna es recomendada para la soldadura de aluminio y magnesio corriente continua se recomienda para soldadura de aceros inoxidables hierro fundido acero dulce La antorcha o pistola Sujeta el electrodo de tungsteno y dirige el gas protector y la energ a de soldar al arco Para la elecci n de una torcha adecuada se toma en cuenta la corriente m xima de soldadura con la que se pueda soldar sin que llegue a recalentarse en este caso como la maquina puede trabajar con una corriente m xima de 200 A es suficiente con una torcha refrigerada con gas inerte Un gas inerte sea arg n helio o una mezcla de ambos protege el arco de soldadura de los gases perjudiciales presentes la atmosfera y permite al soldador visualizar claramente el proceso Gas de protecci n El arg n es
33. ntes Se debe realizar hasta que el metal quede brillante Caracter sticas el ctricas La corriente debe ser corriente continua de electrodo conectado al polo positivo DCEP El metal base debe estar conectado al polo positivo de la l nea UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Especificaciones del rango operativo Flujo de Tama o de Amperaje gas la boquilla min max Especificaciones del metal base ee Electr a DCEP odo msn o Calentamiento previo Los tubos a soldar en este caso no son sometidos a temperaturas debido a su m nimo espesor 1 6 mm aunque lo recomendable es calentar a una temperatura m nima de 10 C para empezar el proceso de soldadura en metales base de m s de 6 mm de espesor Gas de respaldo No aplicable Seguridad Se debe utilizar ropa y equipos de protecci n adecuados El rea debe de estar libre de todo riesgo que puede afectar al soldador u operario de la maquina o a otros en la zona de trabajo La m quina soldadora TIG los cables de soldadura el porta electrodos y los dem s equipos deben estar en condiciones seguras de trabajo Se debe tomar en cuenta todos los aspectos citados en el manual de usuario para garantizar el funcionamiento del sistema de soldadura y evitar cualquier incidente o accidente durante y despu s del proceso de soldadura T cnica de soldadura Soldadura a tope o ranura cuadrada
34. ones son f cilmente reconocibles seg n un c digo de color normalizado por la AWS Se presentan de acuerdo al fabricante en varios di metros dependiendo del uso y la aplicaci n Se puede o no emplear metal de aporte en el proceso de soldadura Normalmente es empleado con excepci n de casos en que se suelda piezas delgadas en nuestro caso el material de aporte no es necesario ya que el espesor del casquillo es de 1 6mm 3 SISTEMA DE SOLDADURA TIG Subsistema de soldadura TIG En este proceso el arco de soldadura salta desde un electrodo de tungsteno que no se consume durante la operaci n de soldadura UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Un flujo de gas inerte suministrado a trav s de una boquilla que rodea al electrodo con la activaci n de una v lvula solenoide que expulsa el aire de las inmediaciones a la zona de soldadura evitando la contaminaci n del electrodo y del ba o de fusi n En la m quina de soldadura TIG se tendr un control ON OFF de la fuente de poder para iniciar el trabajo de soldadura y un paro de emergencia que apaga el equipo de soldadura Tambi n por medio de un indicador de caudal manorreductor instalado en el tanque se puede controlar el suministro de gas constante a un caudal determinado para el ba o de fusi n adecuado y protecci n del arco Por medio de un mecanismo colocado en el eje que sujeta la antorcha se tendr
35. operate the solenoid valve of the machine through PLC Mechanical subsystem This subsystem is made up of a rotating shaft and a mechanism The design of a rotating shaft to support the stainless steel cap weld with their respective supports and spacers The support mechanism of the torch as to have a controlled movement of the same which is moved vertically for positioning The mechanism allows for striking the arc and maintain the torch at a distance of 5 to 7 mm with respect to the reference axis cap welded in order to maintain continuous fusion bath UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE The device requires two movements need a swivel and a vertical swivel cap which slips over the solder joint and the other for the movement of the gun to allow control of the arc length controlling the positioning of the torch Electric actuators stepper motors was used It is important that the device 1s e Simple so as to permit the development necessary for the research to be performed e Adequate mainly our need for welding base stainless steel caps e Detachable allowing access to certain items that require cleaning or replacement and maintenance to ensure proper system operation Mecanismo de posicionamiento de la antorcha Figura 11 Mecanismo Antorcha Fuente Autor Calculo del peso total del mecanismo Peso total Peso del carro vertical peso
36. ra la resoluci n de pulsos por revoluci n y 1 SW4 para selecciona la corriente al detener el motor ON reduce la corriente a la mitad de la seleccionada y OFF se mantiene la corriente seleccionada La entrada PUL PUL entrada de pulsos al driver del motor paso a paso DIR DIR entrada para la direcci n de giro del motor y EN EN se usa para activar y desactivar el controlador Las entradas DC DC son para la alimentaci n positivo y negativo respectivamente con 18 a 50 VDC Las entradas A A B B son las bobinas del motor paso a paso 4 IMPLEMENTACION En el presente capitulo consta Construcci n de la estructura mec nica que servir como soporte para el mecanismo de posicionamiento de la antorcha el eje del casquillo y los motores el ctricos UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE Figura 7 Estructura Mec nica Fuente Autor Implementaci n del sistema de control Se tiene una serie de dispositivos PLC HMI drivers fuentes de alimentaci n fusibles estructurados en un gabinete con la finalidad de tener un control de algunos par metros que intervienen en el proceso de soldadura El PLC es el elemento central del sistema de control es el encargado de enviar y recibir las se ales el ctricas digitales procesarlas y accionar los mecanismos que componen el sistema de soldadura El PLC va a recibir se ales digitales de los finales d
37. rivers that will control the motors In peripheral input buttons are connected which will be operated by the operator and limit switches to indicate that the start of the process is safe UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE In the case of the electromechanical sensors are devices that are enabled and disabled with physical contact from a mechanical drive system chose to wear contact Flowmeter Flow velocity is important to ensure adequate protection of the process by means of an inert gas flowmeters coil type often used by the controller to control the flow It s good to validate meter readings installing a gas flow meter to monitor the flow rate which is being welded PLC It was decided by a programmable logic controller because the control system of the machine must be robust reliable compact easy programming maintenance and installation and ensure continuous operation Selecting a PLC Xinje became for several reasons one by the low cost and high performance offering further design is focused precisely to control stepper motors including GUI number of input outputs system control and compatibility with ladder programming PANTALLA NIA TECLADO HUMERICO PUERTO DE POG ARCS ALIMENTACION EMTRADAS Sarian Figura 13 Controlador l gico programable XP3 XINJE Fuente Autor 2w VY A BO GOO Yi Y2 Y3 Comiva YS Y6 YI CON XO Xi XA X3 X4
38. rna Este produce soldaduras muy limpias y de alta calidad lo que la hace una opci n ideal para aplicaciones como esta en donde la est tica es muy importante No produce chispas salpicaduras ni humos lo que lo hace un proceso limpio lo que es de gran ayuda al momento de realizar la limpieza y acabado despu s de la soldadura de 1gual forma reducir los costos de posproducci n despu s de la soldadura La gran ventaja de este m todo es la obtenci n de cordones m s resistentes d ctiles y menos sensibles a la corrosi n y permite soldar m s tipos de metales y aleaciones UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE met licas que cualquier otro proceso de soldadura de arco en especial aceros inoxidables La soldadura por arco de tungsteno con gas TIG es un proceso en que la fusi n es producida por el calor de un arco que se establece entre un electrodo de tungsteno no consumible y la pieza La protecci n se obtiene de un gas inerte Componentes del equipo requerido para el proceso TIG son e La m quina de soldar e La antorcha o pistola y los electrodos de tungsteno e El gas protector y controles La m quina de soldar Para el proceso TIG se emplea una fuente de poder de dise o especial Puede ser un rectificador con AC DC o un generador de corriente continua DC La fuente de poder utilizadas en TIG son las de corriente constante en este caso se cue
39. roduced by the heat of an arc is established between a non consumable tungsten electrode and the workpiece This is done by an inert gas Components of the equipment required for the TIG process are The welding machine The torch or gun and tungsten electrodes The protective gas and controls The welding machine UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE SOLDADORA SEMIAUTOMATICA TIG DE CASQUILLOS DE ACERO INOXIDABLE TIG process for a power supply of special design is used It can be a rectifier with AC DC or DC generator DC power source 1s used in TIG constant current in this case has a machine with only transformer rectifier current DC The welding TIG Kiakougar is a machine that can work only with direct current and DCEP configuration ie the electrode at the positive pole and the base metal at the negative terminal so it is advisable to work with current 15 120 A to prevent the electrode sheath with excessive heat build up in the same larger diameter electrodes used and also to avoid the inclusion of tungsten in the weld polluting the base metal The selection of AC or DC current depends on the material to be welded Alternating current is recommended for welding aluminum and magnesium current is recommended for welding stainless steels cast iron mild steel The torch or gun Hold the tungsten electrode and directs the shielding gas and arc welding power For the choice of a suitable torch is taken into account th
40. tado de la punta del electrodo y la limpieza absoluta del metal base antes de iniciar el proceso Para el an lisis de la pruebas se elabor una tabla variando algunos par metros hasta obtener un proceso de soldadura adecuado tomando en cuenta varios aspectos como el inicio del arco y final el avance y posicionamiento de la antorcha constante y la alimentaci n del caudal de gas constante Para los diferentes pruebas se us probetas de prueba con la finalidad de realizar el an lisis correspondiente Tabla 3 Pruebas del Proceso TIG Procedimiento de soldadura de soad Pas a e de wl Velocid es del paul Tipo Ampe adde fe avance rpm pos rs pos 4 16 24 9s DCEP 15 1 26 1 i6 24 95 DCEP 15 315 1 16 24 95 CEP 15 63 1 16 24 95 DCEP 30 063 1 16 24 95 DCEP 30 126 4 16 24 95 DCEP 30 315 4 16 24 95 DCEP 30 63 i6 24 95 DCEP 50 063 1 16 24 95 DCEP 50 126 1 16 24 95 DCEP 50 315 4 16 24 95 DCEP 50 63 1 16 24 95 DCEP 60 063 1 16 24 95 DCEP 60 126 14 i 24 95 DCEP 60 315 1 16 24 95 DCEP 60 63 4 16 24 95 DCEP 80 063 1 i6 24 95 DCEP 80 126 4 16 24 95 DCEP 80 315 1 16 24 95 CEP 80 63 Fuente Autor An lisis de resultados Se elige los par metros m s representativos en donde el proceso de soldadura es el adecuado para plasmarlos en
41. tches located in the welding system which will ensure the proper beginning of the process because while all limit switches are not actuated controller does not give the order to start the process The switch start switch to process are located so that they are operated with the cover and the income cap on the axis ie that while the spread of welding is not located and the switch is actuated the process does not start also until the cap is entered ensuring that everything should be in place to successfully start the welding process In the seven screen HMI controller is visualized in the first presentation of the machine the second functions we can choose parameters functions variables and calibration parameters in the third set is displayed in the welding machine some variables in the fourth including the status of each of the limit switches is displayed the two buttons start and stop the welding process to be operated with Fl and F2 respectively and is also displayed in the fifth counter caps soldiers the angular position of the shaft records pulse counter mechanism for positioning the torch and registration number to counter bush soldiers in the sixth displays a warning message before calibrating the and in the seventh machine parameters to calibrate the positioning of the torch to ensure the lift arc arc start In the controller outputs four transistor outputs are connected to the drivers of stepper motors YO and Y1 pulse
42. ted process with the aim to improve the quality and productivity considering the cost reduction benefits Taking the torch welders and mounting it on a mechanism for welding have precise control of many variables that are essential in the welding process as Torch angle Electrode position Distance from the electrode to the workpiece 12 Maintaining a proper angle and position of the torch and advance contante metal base ensures good bead shape good fusion and penetration into the base metal Semiautomatic welding process is combined so that the position of the torch is controlled and pushed or dragged or the base metal A balanced control of these variables allows quality welds 2 TIG WELDING The TIG welding process can be used more materials than any other process also allows working with direct and alternating current This produces very clean and high quality welds making it ideal for applications such as this where aesthetics are very important option No sparks spatter or smoke making it a clean process which is helpful when performing cleaning and finishing after welding similarly reduce post production costs after welding The great advantage of this method is to obtain more resistant ductile and less sensitive to corrosion and allows welding cords more types of metals and metal alloys other arc welding process especially stainless steels Welding gas tungsten arc TIG is a process in which fusion is p
43. two complete revolutions and off the flow of gas to end the arc it should be emphasized that these parameters will vary depending on how the user to calibrate the machine The axis of the cap has an American thread witworth with a pitch of 1mm which will be introduced two threaded washers that will position axially and radially workpieces and hold them at the same time they must equally be in their position to get a good weld The two washers must be positioned so as not to overheat and may dissipate heat generated by the electric arc Tests The operating point of the system is looking for the most representative varying parameters such as amperage and speed of advance of the base metal The weld quality depends on control of various parameters among them are fundamental the intensity of the current and the progress of the torch the perfect state of the tip of the electrode and the base metal absolutely clean before you start the process For the analysis of the evidence table was prepared by varying some parameters until a suitable welding process taking into account several aspects such as the start and end of the arc advancement and positioning of the torch and constant feed gas flow rate constant tests for different test specimens was used in order to make the corresponding analysis Tabla 7 Pruebas del Proceso TIG Procedimiento de soldadura de ee e Elect Velocid i paul a ae ad de ae avance ie aa os o
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