E quanto ao processo de soldadura para rotores de torres eólicas?

Processo de soldadura rotativa de torres eólicas

Aqui está uma análise do processo de soldadura para rotadores de soldadura de torres eólicas:

1. Processo de fabrico de torres eólicas (onde os rotores encaixam):

Laminação de Chapas: As chapas de aço de grandes dimensões (frequentemente com mais de 80 mm de espessura) são laminadas em "latas" cilíndricas.

Soldadura Longitudinal: As latas individuais são soldadas por costura ao longo do seu comprimento. Isto envolve frequentemente manipuladores e sistemas de coluna e lança.

Soldadura Circunferencial (onde os rotadores são essenciais): Uma vez formadas as latas individuais, estas são alinhadas e unidas umas às outras com soldas circunferenciais para formar secções de torre. Esta é a principal aplicação dos rotadores de soldadura. Os rotadores seguram e rodam as secções cilíndricas pesadas, permitindo que uma cabeça de soldadura estacionária (tipicamente num manipulador de coluna e lança) realize a soldadura circular.

Soldadura de Flanges: As flanges são fixadas nas extremidades das secções, também por soldaduras circunferenciais, para montagem no local.

Soldadura de batentes de portas: Os batentes de portas são soldados, normalmente utilizando soldadura mecanizada por arco com núcleo de fluxo ou com núcleo metálico.

2. Processo de soldadura principal para torres eólicas:

Soldadura por Arco Submerso (SAW): Este é o processo de soldadura dominante para costuras longitudinais e circunferenciais no fabrico de torres eólicas.

Alta Taxa de Deposição: A SAW pode fornecer taxas de deposição de metal de soldadura extremamente elevadas e o calor necessário para o aço espesso utilizado em torres eólicas.

Automação: A SAW é altamente adaptável à automação, o que é fundamental para a consistência da qualidade e da produtividade em soldaduras grandes e repetitivas.

SAW Multifios: Para aumentar ainda mais a produtividade, são normalmente utilizados sistemas SAW multifios (por exemplo, arco duplo, arco tandem, arco duplo tandem), onde várias tochas de soldadura alimentam a mesma poça de solda.

Blindagem de Fluxo: O arco é submerso sob uma camada de fluxo granular, protegendo a poça de solda da contaminação atmosférica. Isto também a torna menos suscetível a fatores ambientais, como o vento.

Orientação: A soldadura por arco elétrico (SAW) requer normalmente a gravidade para manter o metal de soldadura e o fluxo no lugar, o que significa que as peças devem ser reorientadas (por exemplo, giradas por rotadores) para manter uma posição de soldadura plana ou horizontal.

Outros Processos (para aplicações específicas):

Soldadura por Arco com Gás Metálico (GMAW ou MIG) e Soldadura por Arco com Fluxo (FCAW): Utilizadas para diversas aplicações, incluindo a soldadura de batentes de portas ou em conjunto com a soldadura por arco elétrico (SAW) para determinadas passagens.

Soldadura por Arco Eletrogás (EGW): Um processo de soldadura vertical automática de alta eficiência utilizado para chapas grossas, especialmente em centrais de geração de energia eólica offshore. Uma variante mais recente, a SESLA, oferece vantagens como o mínimo de salpicos e fumos e uma excelente resistência ao vento.

Soldadura com Gap Estreito: Aplicada para reduzir o volume de solda, utilizando cabeças de soldadura planas especiais e cabeças de arame simples ou tandem.

3. O papel dos rotadores de soldadura:

Rotação precisa: os rotadores de soldadura (também conhecidos como rolos rotativos) utilizam rodas para alinhar e rodar peças cilíndricas, como as "latas" de uma torre eólica, a uma velocidade uniforme e controlada.

Tipos de rotadores:

Rotadores Convencionais: Simples, robustos e muito utilizados para soldadura interna, soldadura de costura longa, tratamento de superfícies e instalação de equipamentos internos.

Rotadores Autoalinhantes (SAR): Predominantemente utilizados na soldadura de costura circular (soldaduras circunferenciais) devido à sua capacidade de proporcionar uma rotação altamente estável e de centrar automaticamente a peça.

Rotadores Antideriva: Concebidos especificamente para evitar que as secções se desviem durante a rotação, crucial para manter o alinhamento preciso durante o processo de soldadura.

Rotadores de Ajuste: Auxiliam no alinhamento preciso de duas secções (latas) antes da soldadura circunferencial.

Integração com a Automação: Os rotadores são quase sempre utilizados em conjunto com outros equipamentos de soldadura automatizados, tais como:

Manipuladores de Coluna e Barra: Transportam a cabeça de soldadura SAW até à junta. O rotador roda a lata, enquanto a cabeça SAW permanece estacionária para soldaduras circunferenciais ou se move longitudinalmente para soldaduras de costura.

Sistemas de Câmara e Rastreio de Costura a Laser: Integrados com rotadores e manipuladores para garantir que a junta é rastreada e soldada com precisão, permitindo aos operadores monitorizar o processo remotamente e reduzir a fadiga.

PLC/IHM (Controlador Lógico Programável com Interface Homem-Máquina): Oferece um controlo em tempo real sobre as variáveis de soldadura e o movimento do rotador, permitindo ajustes precisos e otimização do processo de soldadura.

4. Desafios e Soluções:

Aço Grosso: As torres eólicas são fabricadas em aço muito espesso, exigindo elevadas taxas de deposição e um controlo cuidadoso da entrada de calor para evitar defeitos. O SAW, especialmente o SAW multifio, resolve este problema.

Tamanho e Peso: O enorme tamanho e peso das secções de torres eólicas exigem rotadores e sistemas de manuseamento de materiais de alta resistência.

Qualidade da Soldadura: Quaisquer defeitos na soldadura podem ser muito dispendiosos de reparar e comprometer a integridade estrutural. A automatização, o controlo preciso e os consumíveis de soldadura adequados são cruciais para soldas de alta qualidade.

Condições Ambientais (para soldadura no local ou em ambientes severos): Embora a maior parte do fabrico de torres seja realizado em oficinas, as aplicações específicas (como a união de secções no local ou para condições offshore/árticas) podem enfrentar desafios como o frio, o vento e as vibrações. Robôs de soldadura especializados estão a ser desenvolvidos para lidar com estes extremos.

Essencialmente, os rotadores de soldadura são fundamentais para a produção automatizada e eficiente de torres eólicas, proporcionando o posicionamento e a rotação necessários para os exigentes processos de soldadura envolvidos, principalmente a Soldadura por Arco Submerso, para garantir um fabrico produtivo e de alta qualidade.