Impulsando la Soldadura Aluminotérmica 4.0

Introducción

Los nuevos avances en las propiedades mecánicas del carril, la reducción de los costos de mantenimiento de la vía y las mejoras en la seguridad son, todos ellos, factores importantes que deben abordarse a la hora de desarrollar productos de soldadura dedicados en alineación con los requisitos del ferrocarril.

Durante muchos años, Pandrol ha invertido en soluciones técnicas para mejorar las propiedades mecánicas de las soldaduras aluminotérmicas utilizadas en aplicaciones de transporte de mercancías pesadas. El departamento de investigación y desarrollo de soldadura de Pandrol ha adoptado soluciones de digitalización rápida, creación rápida de prototipos y simulación digital. El objetivo principal de estas nuevas tecnologías es identificar la causa de los defectos de soldadura para reducir su frecuencia.

Investigación y análisis

La imagen a continuación muestra una soldadura defectuosa que se supone ha sido causada por problemas de precalentamiento y geometría del molde de arena, de acuerdo con los hallazgos preliminares in situ. Pandrol realizó múltiples soldaduras de prueba para confirmar tal supuesto. Estas pruebas indicaron que el sobrecalentamiento de los moldes junto con la contracción del material podría ser la causa del defecto.

Además de las soldaduras de prueba se realizó una simulación digital para comprender mejor la soldadura aluminotérmica que causó el defecto. Esta tecnología ayudó al departamento de I + D a comprender los complejos fenómenos físicos que se produjeron durante la soldadura.

El nuevo controlador de precalentamiento Pandrol permitió obtener mediciones exactas de los parámetros de precalentamiento durante estas soldaduras de prueba. Gracias al uso de la simulación digital y la precisión del controlador de precalentamiento, se demostró que los supuestos in situ eran correctos, permitiendo que los defectos se replicaran con precisión en todas las soldaduras de prueba.

Desarrollo de la solución

Sobre la base de estos resultados, los expertos de Pandrol concluyeron que se requerían mejoras geométricas, una pendiente de fundición y la optimización de los parámetros de fundición de soldadura para rectificar el problema.

La simulación digital permitió a Pandrol acelerar las fases de creación de prototipos al tiempo que reducía el desarrollo y el tiempo de laboratorio. Además, ofrecía la posibilidad de optimizar diversos parámetros de fundición, incluida la forma del collar, la temperatura, el enfriamiento y el precalentamiento utilizando el controlador de precalentamiento. A diferencia de otras herramientas de medición, el controlador de precalentamiento de Pandrol monitorea una variedad de factores ambientales directamente en la vía, incluida la calidad del gas, la temperatura y la altitud. Estas innovaciones técnicas permitieron optimizar la geometría del molde de arena y el precalentamiento de la soldadura para obtener el mejor resultado. Todos los controles (tests ultrasónicos, ensayos de flexión y de fatiga) confirmaron un rendimiento muy mejorado de la soldadura.

Conclusiones

El siguiente gráfico muestra un número muy reducido de soldaduras defectuosas en la vía gracias a la adopción de estas tecnologías inteligentes. Gracias a estas mejoras e innovaciones continuas, Pandrol sigue siendo un líder mundial en soldadura aluminotérmica con la mejor calidad de producto y el índice de fallos más bajo.

La inversión continua de Pandrol en nuevas tecnologías, como la simulación digital, el controlador de precalentamiento y el nuevo precalentador de alto flujo, es vital para mantener el liderazgo en el mercado y muestra el compromiso de Pandrol de brindar valor añadido a sus clientes. Además, para garantizar el registro continuo de datos antes, durante y después de la soldadura, Pandrol ha presentado la nueva aplicación móvil Pandrol Connect para digitalizar el seguimiento y la trazabilidad de los parámetros de soldadura. La aplicación fue desarrollada en respuesta a los problemas de trazabilidad de la soldadura, algo que puede representar un gran desafío en áreas en las cuales interviene un gran número de contratistas diferentes. La trazabilidad eficiente es esencial para recopilar, generar gráficos de tendencias y detectar anomalías en los datos de rendimiento de la soldadura, lo que también es crucial para optimizar los costos. La aplicación permite la captura de datos en directo, lo cual supone un importante ahorro de tiempo para los equipos de contactores.

Estos avances técnicos permiten a Pandrol apoyar a los clientes con enfoques digitalizados para la soldadura, cumpliendo la promesa de la Industria 4.0.