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May 16, 2023

Nueva tecnología de soldadura: ¿buena o mala?

En la industria automotriz altamente competitiva, el cambio es inevitable.

En la industria automotriz altamente competitiva, el cambio es inevitable. Los fabricantes tienen el desafío de cumplir con los nuevos estándares gubernamentales en economía de combustible y mejorar la seguridad en los diseños de sus vehículos. Los ingenieros tienen en cuenta muchos factores al desarrollar materiales que se utilizarán en la fabricación de sus vehículos, incluida la seguridad, la eficiencia del combustible, la capacidad de fabricación, la durabilidad, la calidad y el respeto por el medio ambiente.

Los materiales y las aplicaciones automotrices se seleccionan para minimizar el peso y cumplir con los criterios clave, como el rendimiento en choques; rigidez; y requisitos de formación combinados con la huella de carbono mientras se fabrica el vehículo (fabricación), mientras el vehículo está en la carretera (tubo de escape) y cuando el vehículo se recicla al final de su vida útil. Esto ha llevado al diseño de aceros más complejos que pueden mantener todas las propiedades clave requeridas y fabricarse con la menor cantidad de energía.

La fabricación de una pieza compleja puede usar menos energía, crear menos huella de carbono, aumentar la resistencia, reducir el peso del vehículo y costar menos que crear varias piezas para unir. Sin embargo, este proceso tiene muchas implicaciones para la industria de reparación de colisiones. Será más complicado identificar el material a reparar o reemplazar y conocer el procedimiento adecuado, así como conocer el equipo adecuado que se necesitará para unir correctamente las piezas.

La tendencia a que algunas piezas sean más grandes y con múltiples formas hará que las reparaciones de los vehículos sean más complejas. Se utilizarán diferentes tipos de aceros avanzados de alta resistencia o AHSS (aceros con una clasificación de resistencia superior a 550 megapascales) y aceros de ultra alta resistencia o UHSS (aceros con una clasificación de resistencia superior a 780 megapascales) para factores clave de rendimiento, como como resistencia, ductilidad y propiedades de fatiga, en diferentes partes del vehículo como zonas de deformación y compartimientos de ocupantes. Los aceros se diseñan cambiando sus recetas o procesos de fabricación físicos y/o químicos. Conocer estas diferencias lo ayudará a explicar o educar sobre por qué el daño se repara de cierta manera y por qué el costo de reparación se correlacionará con el tiempo, la habilidad y el equipo necesarios para completar la reparación correctamente. No veo la hora de que expliquemos el acero templado y porcionado asistido por TRIP y el acero medio al manganeso y su proceso de reparación.

Los fabricantes de vehículos siempre buscan formas de mejorar la fabricación de sus vehículos. Todos los factores mencionados con el acero también son factores para determinar si el aluminio se adapta mejor a la necesidad. El aluminio es un competidor en todos los factores con los beneficios adicionales de ser más liviano y tener propiedades de resistencia a la corrosión.

El inconveniente es el alto costo de fabricación inicial con materias primas y la creación de una huella de carbono del tamaño de Bigfoot en comparación con el acero. El uso de acero y aluminio, así como de plásticos en el diseño de vehículos, ha creado un enfoque híbrido para toda la fabricación.

¿Cómo afecta esto a la industria de la reparación? La respuesta no es una sorpresa, ya que hemos visto estos cambios en nuestras tiendas a lo largo de los años. Hemos aprendido que siempre serán necesarios nuevos procedimientos y nuevos equipos para satisfacer la demanda de reparación de nuevos materiales en los vehículos. Los talleres de hoy deben considerar todos los nuevos avances en materiales de acero y aluminio al comprar equipos y capacitar a los técnicos para reparar los vehículos de hoy y los vehículos del futuro cercano.

Comprender cómo operan o funcionan los materiales durante la conducción normal y en colisiones será más importante para los talleres en un futuro próximo. La falta de comprensión de los tipos de aluminio o aceros AHSS utilizados y las limitaciones de trabajar con estos metales puede conducir a una gran deficiencia al reparar estos vehículos, una deficiencia que podría causar que un componente falle debido a la corrosión, un cambio en la resistencia o ductilidad que crea una debilidad y un incumplimiento de los requisitos de fabricación del vehículo.

Dado que los propietarios se aferran a sus vehículos por más tiempo que en el pasado, la fatiga en la zona afectada por el calor (HAZ) puede crear un problema de garantía y un problema de confianza del cliente en el futuro. El otro factor a considerar es que la garantía de su taller puede durar mientras el propietario sea dueño del vehículo, lo que extiende su responsabilidad por mucho más tiempo, incluso después de que se venda el vehículo.

Con todos los cambios en los metales en la fabricación de vehículos, los métodos de unión de metales también han cambiado, no solo los remaches, la soldadura por puntos de resistencia tipo compresión (STRSW), la soldadura por arco metálico con gas (GMAW), los remaches y la unión de remaches, sino también HAZ y las ramificaciones de hacer soldaduras de tapón y uniones a tope o superposiciones en metales, particularmente en AHSS nuevo. Este enfoque generó una mirada profunda a la soldadura en la industria de colisión y el equipo necesario para soldar los materiales que se reparan correctamente.

Una de mis observaciones que hice durante todo mi aprendizaje y capacitación fue el avance de los soldadores ofrecidos a la industria de reparación de colisiones. Pro Spot, Miller, Lincoln-Electric y una plétora de otros fabricantes aprovecharon la oportunidad para presentar a los soldadores nuevas características que hicieron realidad la creación de soldaduras o incluso la reproducción de soldaduras de fábrica. Estos soldadores también facilitaron mucho el control de la HAZ para los técnicos. Desde soldaduras por puntos hasta soldadura de gas inerte metálico (MIG) en acero y aluminio, estas nuevas características, que incluyen un mejor control de temperatura y pulso, cambiaron el juego para la reparación de colisiones.

Esto despliega la alfombra para los nuevos AHSS de segunda y tercera etapa que ingresan a la industria. Los fabricantes de vehículos establecerán nuevos procedimientos de reparación para formas y clasificaciones de metales más complejas. Actualmente hay alrededor de 30 a 50 grados diferentes de AHSS (dependiendo de con quién hable), y aumentan cada día. Cómo soldar, dónde soldar y cuánto tiempo se puede realizar una soldadura dependerá de que el equipo cumpla con los parámetros de reparación establecidos por los fabricantes de vehículos para los diferentes grados de acero o diferentes aleaciones de aluminio y el tipo de pieza fabricada. Incluso el enderezado estructural de las piezas se volverá más complejo a medida que el trabajo de endurecimiento y las fuerzas necesarias para enderezar una estructura, así como la "recuperación elástica" de los aceros más nuevos, desafían a los técnicos incluso más que las estructuras de los vehículos actuales. Investigar qué se requerirá para reparar los vehículos, incluso si se permite el seccionado, el tipo de soldaduras permitidas y los parámetros del equipo, puede convertirse en la norma. A medida que las formas se vuelven más complejas, ¿cómo se eliminarán los daños? ¿O se puede quitar, lo que requiere más reemplazo de piezas? Seguro que el futuro será interesante para los técnicos.

Las clases de I-CAR que introdujeron estos aceros en la industria a veces eran confusas e intimidantes para los técnicos que solo querían reparar automóviles. Se descubrió que leer y aprender la información era una cura para el insomnio. ¿Por qué necesito saber estas cosas, preguntaron, cuando todo lo que necesito saber es la configuración correcta de la soldadora y dónde soldar? Este es un punto interesante para reflexionar al pensar hacia dónde se dirige la industria de las colisiones.

La fuerza laboral está envejeciendo y menos técnicos nuevos están ingresando al campo. Aquellos que ingresan a la industria lo hacen yendo directamente a las tiendas y aprendiendo como aprendices, sin pasar por la escuela de tecnología debido al costo de la escuela, el costo de las herramientas y la industria que no quiere esperar a que se gradúen. Los trabajadores son difíciles de encontrar y las tiendas están dispuestas a aceptar aprendices con la idea de que pueden enseñar más rápido y mejor que las universidades de tecnología. ¿Cuánto de "por qué hacemos lo que hacemos para reparar un vehículo" se transmite a los nuevos empleados en el proceso de aprendizaje? Eso es algo a considerar porque, sin saber por qué, ¿los técnicos tomarán las decisiones correctas sobre la soldadura o cualquier otro tipo de reparación?

Entonces, con todo lo que se ha mencionado, permítanme preguntar: ¿Estamos enseñando métodos de soldadura o unión automotriz? Creo que hay una diferencia entre los dos. Un soldador sabe por qué y cómo se hace una determinada soldadura. Un técnico que conoce los conceptos básicos de soldadura está familiarizado con la ZAT y sus efectos en la microestructura de acero. Pero no estoy seguro de cuál es el término para un empleado que no tiene ese entrenamiento y conocimiento. Sin este conocimiento, se cometerán errores o decisiones que no deberían tomarse durante la reparación de vehículos.

Los nuevos soldadores que se introdujeron en la industria redujeron la curva de aprendizaje de los técnicos. Para ser honesto, se dedicó menos tiempo a desarrollar habilidades y el por qué de la soldadura. En cambio, se trataba más de encontrar la configuración correcta para hacer las soldaduras: encontrar la configuración para hacer que su soldadura "se vea así" en lugar de "¿por qué su soldadura se ve así?". Desafortunadamente, no se trata solo de eso. También se trata de comprender la velocidad del cable, el calor, el cable correcto y el tamaño del cable junto con el cable correcto para el metal que se está soldando, una pieza fundamental que debe conocer un técnico antes de unir metales durante las reparaciones.

En mi opinión, los nuevos soldadores son tanto buenos como malos. Malo porque hay menos enfoque en el por qué y cómo soldar, pero bueno porque las máquinas de soldar compensan las bajas habilidades o la falta de capacitación. No me malinterpreten, hay excelentes técnicos que saben cómo soldar. Pero también seamos honestos: sabemos que el otro extremo del espectro también existe.

¿Dónde aprendemos a soldar? Es un dilema para la industria de colisiones, ya que gran parte del entrenamiento se realiza virtualmente. Pero, ¿se puede aprender a soldar virtualmente? Gran parte de la reparación de colisiones requiere experiencia práctica, incluido aprender a soldar. Es por eso que las escuelas de tecnología son tan valiosas para nuestra industria. Práctica y experiencia es lo que necesitan los futuros técnicos. Las escuelas de tecnología explican los "por qué", pero con los nuevos soldadores ahora disponibles, ¿es eso lo que sucederá? Imagine este escenario para un aprendiz:

Una vez más, solo estoy afirmando lo que estoy observando en la industria. Aprecio la consistencia y la calidad de las soldaduras que los nuevos soldadores han traído a la industria. También aprecio la rapidez con la que los técnicos pueden empezar a crear soldaduras de calidad. Solo quiero que los técnicos entiendan por qué deben conocer los antecedentes de los metales y la fabricación para tomar las decisiones correctas y seguir las pautas de soldadura para completar las reparaciones. La formación y la educación deben hacerse juntas.

Con AHSS cada vez más complejo y el aluminio sigue siendo un fuerte competidor en la fabricación de estructuras de vehículos, veo que los técnicos necesitan un proceso para cumplir con todos los requisitos de reparación de vehículos nuevos y antiguos. También veo la próxima evolución en el equipo que puede venir.

Recientemente tuve la oportunidad de jugar con un nuevo sistema de soldadura láser, el LightWELD, y quedé más que impresionado con lo que vi. En un tiempo relativamente corto leyendo las instrucciones, un técnico puede usar este soldador y crear soldaduras increíbles en acero, aluminio y más. Y las soldaduras se hacen rápido.

Los soldadores láser ofrecen una HAZ muy limitada que se ajusta a la necesidad de los nuevos metales que se utilizan en la fabricación de vehículos. Además, al igual que la soldadura por fricción y agitación, la soldadura láser también tiene una ventaja cuando se trata de soldar metales diferentes. El láser realiza una soldadura que requiere muy poca intervención del operador y requiere muy poco preparación en comparación con GMAW que se usa actualmente. Al igual que las soldadoras GMAW actuales, las soldadoras láser son fáciles de usar para cualquier nivel de técnico. Además, son asequibles.

Realmente animo a los talleres a mirar hacia el futuro y ver más cambios en la industria de las colisiones. Ser proactivo y mirar hacia el futuro será el mejor camino para el éxito y la longevidad de un taller.