La medición tridimensional precisa de soldaduras por haces electrónicos minimiza los desperdicios

GE Druck (una división de GE Sensing) está utilizando la gama de sistemas de medición e inspección óptica de Vision Engineering para maximizar los estándares de calidad en su equipo sensor aeroespacial.

GE Druck, con sede en Leicestershire, es una división en el Reino Unido de GE Sensing. Una de las principales áreas de producción de esta fábrica es la producción de una variedad de sensores de presión que son utilizados en un amplio conjunto de industrias, incluyendo la industria aeroespacial.

Mantener la calidad de los productos sensores

Los productos sensores miden presiones inferiores a un rango entre 0,015 psi y 15.000 psi y varían entre dispositivos OEM de precio relativamente bajo hasta sensores barométricos de silicona resonantes de alta precisión.

Los instrumentos incluyen indicadores de presión, calibradores portátiles e conjuntos de Prueba de Datos de Aire utilizados para calibrar instrumentos estáticos de pilotos de aeronaves para todos los tipos de aeronaves, desde helicópteros hasta aviones de combate supersónicos.

Desde datos de aire hasta sistemas de combustible de aeronaves y control de vuelo para monitorización de motores, GE Sensing desempeña un papel vital en una multitud de exigentes pruebas en el suelo / vuelo y aplicaciones de medición de presión durante el vuelo para la industria aeroespacial global.

Clientes exigentes requieren productos de alta calidad y, con esa finalidad, los instrumentos y sensores son producidos de acuerdo con los sistemas de calidad más estrictos en cada etapa del proceso de producción.

Además GE Druck se esfuerza por mejorar aún más la calidad de los productos y 6 metodologías Sigma son incorporadas en actividades de mejoría continua a lo largo del proceso de producción.

Soldadura por haces electrónicos

La Soldadura por haces electrónicos (EBW) es un proceso de unión por fusión que produce una soldadura a través del enfoque del haz de electrones de alta energía para calentar la junta de soldadura. Los electrones son elementalmente partículas atómicas caracterizadas por una carga negativa y una masa extremamente pequeña.

La elevación de los electrones a un estado de alta energía a través de su aceleración entre 30 a 70 por ciento de la velocidad de la luz crea la energía necesaria para derretir metales. Al controlar el nivel de energía (Aceleración de la tensión), el número de electrones por segundo (Corriente de haz), el tamaño del haz puntual (Enfoque) y la velocidad de soldadura, puede ser efectuada una soldadura extremamente repetible.

El resultado es un perfil de soldadura estrecho, que ofrece una baja distorsión y una entrada de calor muy baja, evitando así daños en componentes sensibles en el interior del sensor.

Los sensores de presión incorporan un conjunto de soldaduras por haces electrónicos (EBW) en su construcción (hasta 15 en un producto aeroespacial complejo con múltiplos sensores) Cualquier defecto puede causar que una unidad sea desechada y cualquier producto no conforme debe ser identificado y retirado del proceso de producción para no originar trabajo y gastos adicionales.

Sensor GE Druck

Figura 1.0. Presenta un sensor común
que es fabricado con una alta precisión
en la fábrica GE Druck
en Leicestershire.

Fue llevado a cabo un programa de trabajo para mejorar la producción a lo largo del proceso de soldadura por haces electrónicos (EBW). Uno de los problemas era el hecho de la aceptación de un perfil soldado ser largamente subjetiva en comparación con un padrón visual y ocasionalmente el producto podría ser considerado aceptable en la producción para luego ser rechazado en la inspección final, en la cual el coste del desecho se encuentra en su mayor nivel.

Directrices sobre defectos aceptables

La Norma Británica BS EN 13919-1 ofrece directrices sobre la caracterización de tipos de defectos, designados como traspases, cortes posteriores, exceso de material de soldadura, desaliños y hendiduras.

La norma también ofrece directrices sobre los tamaños permitidos para los defectos aceptables pero, una vez que el tamaño permitido del defecto está relacionado con la profundidad de la soldadura (que podría ser inferior a 0,5 mm), era necesario un método preciso y repetible de determinación de pequeñas dimensiones en x, y, z. Por ejemplo, la distancia máxima para una hendidura abajo del material parental en un perfil soldado para una soldadura de contención de presión crítica podría ser tan pequeña como 0,5 mm.

Steve Broadbridge, Gerente de mejoría de producción de GE Druck, investigó varios métodos para una medición precisa de las dimensiones de imperfecciones en la soldadura antes de decidir en invertir en un método de medición óptica sin contacto.

Requisitos de un sistema de medición

Para dar respuesta a los requisitos de un sistema de medición, fue adoptada una solución precisa en la forma de un sistema de medición sin contacto Hawk de Vision Engineering.

El sistema Hawk ofrece una medición precisa, repetitividad y reproducción en tres dimensiones. Si las soldaduras requieren medición por categoría, el cuerpo sensor es simplemente colocado en la platina de medición de 150 mm x 150 mm de alta precisión y después, utilizando las opciones de aumento, las soldaduras son medidas en X, Y Z.

Sistema de medición Hawk

Así que el microprocesador haya grabado las mediciones, estas son comparadas con los estándar de inspección, de acuerdo con la norma BS EN 13919-1.

Steve Broadbridge explica la importancia de la implementación de un estándar y de un proceso para soldaduras por haces electrónicos:

“Un cuerpo sensor común fabricado por nuestra empresa puede ser utilizado en una aplicación aeroespacial y las consecuencias de un sensor que no cumple las estrictas tolerancias exigidas por nosotros y por nuestros clientes podrían resultar en un desperdicio de material y trabajo.

“Para maximizar la calidad y la inspección de nuestras soldaduras, medimos la imperfección en X, Y, Z. Actualmente no existe argumento acerca de la aceptabilidad de una soldadura individual. Avanzamos de la interpretación subjetiva para la evidencia cualitativa.”

Steve prosigue con la explicación de la importancia de la utilización de un sistema sin contacto:

“Una prioridad para nosotros cuando buscamos soluciones era escoger un sistema de medición sin contacto debido a las dificultades de acceso de un sistema de contacto y al tamaño pequeño de los defectos que estamos intentando medir.
“Descubrimos que utilizar Hawk nos ofrece una imagen óptica que nos permite identificar fácilmente los bordes de cualquier imperfección, permitiendo que nuestros operadores y técnicos sean precisos en sus mediciones en todos los ejes”.

GE Druck ofrece un conjunto cada vez más diverso de soluciones para instrumentación para todas las industrias. Con la nueva tecnología tratando de dar respuesta a las exigencias de una instrumentación más rápida, más pequeña y más precisa, GE Druck está en una fase de expansión y diversificación para dar rápidamente respuesta a estas exigencias.

Al hacerlo, están invistiendo en equipos que garantizan los más altos niveles de precisión y calidad de los componentes que constituyen su amplia gama de instrumentación.

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