Nueva tecnología de soldadura: ¿buena o mala?

En la industria automotriz altamente competitiva, el cambio es inevitable. Los fabricantes tienen el desafío de cumplir con los nuevos estándares gubernamentales en materia de economía de combustible, así como de mejorar la seguridad en el diseño de sus vehículos. Los ingenieros consideran 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 al medio ambiente.

Los materiales y las aplicaciones automotrices se seleccionan para minimizar el peso y al mismo tiempo cumplir con criterios clave como el desempeño en caso de choque; rigidez; y requisitos de formación combinados con la huella de carbono mientras el vehículo se fabrica (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.

Fabricar una pieza compleja puede consumir menos energía, crear una menor 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 que se va 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 resistencia nominal superior a 550 megapascales) y aceros de ultra alta resistencia o UHSS (aceros con una resistencia nominal 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 compartimentos de ocupantes. Los aceros se diseñan cambiando sus recetas o procesos de fabricación químicos y/o físicos. Conocer estas diferencias le ayudará a explicar o educar sobre por qué el daño se repara de cierta manera y por qué el costo de la reparación se correlacionará con el tiempo, la habilidad y el equipo necesarios para completar la reparación correctamente. No puedo esperar a que llegue el día en que expliquemos el acero asistido por TRIP, templado y porcionado, y el acero de medio manganeso y su proceso de reparación.

Los fabricantes de vehículos siempre están buscando 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 resistentes a la corrosión.

El inconveniente es el alto coste de fabricación inicial con materias primas y la creación de una huella de carbono del tamaño de la de Bigfoot en comparación con el acero. El uso de acero y aluminio, así como 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 ninguna sorpresa, ya que hemos visto estos cambios llegar a 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 vehículos. Los talleres de hoy deben considerar todos los nuevos avances en materiales de acero y aluminio al comprar equipos y capacitar a técnicos para reparar los vehículos de hoy y los vehículos del futuro muy 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. No comprender los tipos de aluminio o aceros AHSS utilizados y las limitaciones de trabajar con estos metales puede llevar 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 la ductilidad que crea una debilidad y un incumplimiento de los requisitos de fabricación de vehículos.

Dado que los propietarios conservan sus vehículos por más tiempo que en el pasado, la fatiga en la zona de efecto térmico (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 propietario del vehículo, lo que extiende su responsabilidad mucho más tiempo, incluso después de vender el vehículo.

Con todos los cambios en los metales en la fabricación de vehículos, los métodos de unión de metales también han cambiado: no sólo los remachados, la soldadura por puntos de resistencia a presión (STRSW), la soldadura por arco metálico con gas (GMAW), los remaches y la unión de remaches, sino también la HAZ y las ramificaciones de realizar soldaduras de tapón y juntas a tope o superposiciones en metales, particularmente en AHSS nuevos. Este enfoque generó una mirada en profundidad a la soldadura en la industria de colisiones y al equipo necesario para soldar correctamente los materiales que se reparan.

Una de mis observaciones que hice a lo largo de todo mi aprendizaje y capacitación fue el avance de los soldadores que se ofrecen a la industria de reparación de colisiones. Pro Spot, Miller, Lincoln-Electric y muchos 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 a los técnicos. Desde soldaduras por puntos hasta soldadura de metal con gas inerte (MIG) en acero y aluminio, estas nuevas características, incluido un mejor control de temperatura y pulso, cambiaron las reglas del juego para la reparación de colisiones.

Esto extiende 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 existen entre 30 y 50 grados diferentes de AHSS (dependiendo de con quién hables) y aumentan cada día. Cómo soldar, dónde soldar y cuánto tiempo se puede realizar una soldadura dependerá del equipo que 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 enderezamiento estructural de piezas se volverá más complejo a medida que el endurecimiento por trabajo y las fuerzas necesarias para enderezar una estructura, así como el "retroceso elástico" de los aceros más nuevos, desafíen a los técnicos incluso más que las estructuras de vehículos actuales. Investigar lo que se necesitará para reparar vehículos, incluso si se permite el seccionamiento, 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? Seguramente el futuro será interesante para los técnicos.

Las clases I-CAR que introdujeron estos aceros en la industria a veces resultaban 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 esto, preguntaron, cuando todo lo que necesito saber es la configuración correcta del soldador y dónde soldar? Este es un punto interesante a considerar cuando se piensa hacia dónde se dirige la industria de las colisiones.

La fuerza laboral está envejeciendo y cada vez menos técnicos nuevos ingresan al campo. Aquellos que ingresan a la industria lo hacen yendo directamente a las tiendas y aprendiendo como aprendices, evitando 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. Es difícil encontrar trabajadores y las tiendas están dispuestas a contratar aprendices con la idea de que puedan enseñar más rápido y mejor que las universidades tecnológicas. ¿Cuánto del “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 soldaduras o cualquier otro tipo de reparación?

Entonces, con todo lo mencionado, permítanme preguntar: ¿estamos enseñando métodos de soldadura o de unión automotriz? Creo que hay una diferencia entre los dos. Un soldador sabe por qué y cómo realiza una determinada soldadura. Un técnico que conoce los conceptos básicos de soldadura está familiarizado con la HAZ y sus efectos sobre la microestructura del acero. Pero no estoy seguro de cuál es el término para un empleado que no tiene esa capacitación y conocimiento. Sin este conocimiento se cometerán errores o decisiones que no se deberían tomar en 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 al por qué de la soldadura. En cambio, se trataba más de encontrar la configuración correcta para realizar las soldaduras: encontrar la configuración para que su soldadura "se vea así" en lugar de "¿por qué su soldadura se ve así?". Lamentablemente, no se trata sólo de eso. También se trata de comprender la velocidad del alambre, el calor, el alambre correcto y el tamaño del alambre junto con el alambre correcto para el metal que se está soldando: una pieza fundamental que un técnico debe conocer antes de unir metales durante las reparaciones.

En mi opinión, los nuevos soldadores son buenos y malos. Malo porque hay menos atención en por qué y cómo soldar, pero bueno porque las máquinas de soldar compensan las bajas habilidades o la falta de capacitación. No me malinterpretes: existen excelentes técnicos que saben 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 las colisiones, ya que gran parte de la formación se realiza de forma virtual. ¿Pero puedes aprender a soldar virtualmente? Gran parte de la reparación de colisiones requiere experiencia práctica, incluido aprender a soldar. Por eso 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 disponibles ahora, ¿es eso lo que sucederá? Imagine este escenario para un aprendiz:

Nuevamente, solo estoy indicando lo que estoy observando en la industria. Aprecio la consistencia y calidad de las soldaduras que los nuevos soldadores han aportado a la industria. También aprecio la velocidad con la que los técnicos pueden comenzar a crear soldaduras de calidad. Solo quiero que los técnicos comprendan por qué deben conocer los antecedentes de los metales y su fabricación para tomar las decisiones correctas y seguir las pautas de soldadura para completar las reparaciones. La formación y la educación deben realizarse juntas.

Dado que el AHSS se vuelve 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 equipamiento que pueda estar por llegar.

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

Los soldadores láser ofrecen una HAZ muy limitada que se adapta a las necesidades de los nuevos metales que se utilizan en la fabricación de vehículos. Además, al igual que la soldadura por fricción y agitación, la soldadura por láser también tiene una ventaja cuando se trata de soldar metales diferentes. El láser realiza una soldadura que requiere muy poca intervención por parte del operador y requiere muy poco acondicionamiento en comparación con el GMAW que se utiliza actualmente. Al igual que los soldadores GMAW actuales, los soldadores láser son fáciles de usar para técnicos de cualquier nivel. 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 una tienda.