Producción inteligente Índices mínimos de defectos en la soldadura láser

John, anteriormente trabajaste para fabricantes de automóviles tradicionales. ¿Por qué ahora te concentras en los fabricantes de baterías?

El número de coches eléctricos está creciendo muy rápidamente, a un ritmo de aproximadamente el 30% anual. La transición de los motores de combustión interna tradicionales a los coches eléctricos ha provocado cambios significativos, incluidos los sistemas de transmisión. Esto significa que necesitamos más motores y baterías. Sin embargo, no poseemos suficiente capacidad de producción ni tecnología para satisfacer la demanda. Es un momento ideal para que los ingenieros de soldadura en la industria automotriz pasen al sector de aplicaciones de baterías.

¿Cuál es la mayor diferencia entre la soldadura para automóviles y para baterías?

En los automóviles tradicionales, las grandes piezas de trabajo se sueldan con una gran tolerancia, utilizando soldadura por resistencia por puntos y soldadura por arco. En cambio, las baterías se sueldan principalmente con láser o ultrasonido. Estos procesos requieren objetivos de soldadura precisos y tolerancias mucho menores. Por lo tanto, la calidad de las soldaduras es aún más importante para las baterías.

¿Cuál es el mejor método para garantizar la calidad de las soldaduras en las baterías?

La tecnología de inspección para el ajuste preciso de la calidad de la soldadura juega un papel importante en este aspecto. Sin embargo, un buen control de calidad por sí solo no es suficiente para mejorar la calidad de los productos de baterías. Es necesario minimizar los propios defectos mediante la mejora de los procesos de producción. Por eso, el monitoreo de procesos es un buen complemento para un buen control de calidad.

¿Cuál es la diferencia entre el monitoreo de procesos y un buen control de calidad?

El monitoreo de procesos comienza con las causas, es decir, los procesos de producción, mientras que un buen control de calidad se centra en los resultados, es decir, las soldaduras terminadas. En la industria de las baterías, cada soldadura es crítica por motivos de seguridad y rendimiento. Aunque las soluciones efectivas para un buen control de calidad pueden prevenir que productos defectuosos lleguen al mercado, no hay garantía del ciento por ciento. Por eso se necesita una solución adicional en forma de monitoreo de procesos.

¿Por qué necesitas una solución especial para el monitoreo de procesos?

En las baterías, materiales como el aluminio y el cobre se sueldan con láser. Debido a las características técnicas, es muy difícil detectar soldaduras defectuosas. Las soluciones de inspección visual no pueden garantizar una seguridad completa.

Además, la soldadura láser se realiza automáticamente en una cámara cerrada. Sin supervisión del proceso, nadie sabe qué sucede durante la soldadura. Después de instalar un dispositivo de supervisión de proceso, se puede ver claramente lo que ocurre.

Por favor, proporcione un ejemplo de uso efectivo de la supervisión del proceso en la producción en masa.

He trabajado con muchos fabricantes de baterías coreanos en la supervisión de procesos para diversas aplicaciones de soldadura. De mis numerosas experiencias, puedo elegir un ejemplo: había dos fábricas con el mismo equipamiento. Una tenía solo un sistema de inspección de calidad, y la otra también tenía un sistema de supervisión de proceso. La primera fábrica todavía tenía un índice de defectos similar, pero la segunda logró mejorar sus operaciones constantemente gracias al sistema de supervisión de proceso: el índice de defectos se redujo significativamente. Fue un gran éxito.

Por favor, explique los principios básicos de la supervisión del proceso.

Debido a la intensa energía lumínica durante la soldadura con láser, el plasma y las emisiones térmicas generadas por el láser provienen del baño de soldadura durante el proceso. Detectando estas señales emitidas por los sensores, podemos observar la estabilidad del proceso. El plasma en el baño de soldadura es monitoreado por un sensor que mide el espectro visible. Por otro lado, las emisiones térmicas son monitoreadas por un sensor que mide el espectro infrarrojo.

Con base en los patrones de las señales monitoreadas en condiciones normales de soldadura, se pueden detectar soldaduras anómalas o defectuosas. Los procesos se monitorean sobre la base de cálculos estadísticos.

¿Puede el sistema de supervisión de proceso también ser utilizado para la inspección de calidad?

¡Excelente pregunta! La supervisión de proceso y la inspección de calidad deben considerarse como dos operaciones separadas. Sin embargo, el sistema de supervisión de proceso puede utilizarse para estabilizar el proceso. Cuando el proceso es estable, la variabilidad de la señal medida es muy pequeña en condiciones normales. En tal caso, el sistema de supervisión de proceso puede usarse para la inspección de calidad, ya que cualquier variabilidad señalaría sin duda fallos de calidad.

¿Qué beneficios aporta este sistema a los clientes?

Utilizando sistemas de monitoreo de procesos y control de calidad en la producción de baterías, se puede reducir el número de soldaduras defectuosas que salen de fábrica. Además, la inspección manual ya no es necesaria, lo que conlleva importantes ahorros de costes.

Otra ventaja es que al instalar una nueva línea de producción, estabilizar el proceso y alcanzar el rendimiento de calidad habitual lleva mucho tiempo. Hemos descubierto que con el monitoreo de procesos, esto toma solo una cuarta parte del tiempo, ya que podemos tener una visión precisa del proceso.

¿Ofrece vuestra empresa Monitec soluciones para otras aplicaciones de soldadura?

Contamos con una amplia gama de soluciones para el monitoreo de la calidad de la soldadura; en el ámbito de las aplicaciones relacionadas con las baterías, además de la soldadura láser, también para la soldadura ultrasónica y la soldadura por resistencia.

Muchas gracias por esta interesante conversación, John.