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Cómo usar esta wiki

La wiki está organizada en tres capas: los fundamentos técnicos, la calidad y los defectos, y el uso de la plataforma. Cada concepto técnico remite al lugar de Weldia donde se aplica.

Estructura

Convenciones

• Los nombres de campos, estados y reglas de la plataforma aparecen en monoespaciado: NEEDS_REVIEW, CPL_BELOW_1_33.
• Los términos técnicos llevan el original inglés entre paréntesis la primera vez que aparecen: expulsión (splash).
• Las figuras son ilustrativas: muestran tendencias cualitativas, no datos de una línea real.

Atajos de la wiki

Fuente del contenido

El contenido técnico completo está en el archivo docs/wiki/conhecimento-soldadura-resistencia.es.md, y las figuras en docs/wiki/images/es/. Para actualizar una figura, edite docs/wiki/tools/gerar_imagens.py y vuelva a generarlas.

Fundamentos

Principio de la soldadura por resistencia

Sin arco y sin material de aporte: una corriente elevada atraviesa las chapas comprimidas entre dos electrodos, y la resistencia eléctrica funde localmente el metal en la intercara.

Ley de Joule

• La corriente pesa al cuadrado. Un +10 % de corriente da cerca de un +21 % de calor. Es el parámetro más sensible.
• El calor tiene que nacer en la intercara. El diseño y los parámetros existen para concentrar el calor donde se quiere el nugget.
• El calor también se pierde. Los electrodos están refrigerados por agua; por debajo de una corriente mínima, más tiempo no forma punto.

El papel de la fuerza

La fuerza se aplica antes de la corriente, para garantizar el contacto; durante, para contener el metal fundido; y después, para forjar el nugget mientras solidifica.

Resistencias en serie

• Resistencias de contacto (R2, R4, R6): dominan los primeros milisegundos y disminuyen con la presión y la temperatura.
• Resistencia del material (R3, R5): aumenta con la temperatura.
• Resistencia dinámica: la curva R(t) que resulta de ambas. Es la señal más usada en la monitorización en tiempo real.

Fundamentos

Familias de procesos

Los procesos de soldadura por resistencia se distinguen por la forma en que concentran el calor: por el electrodo, por la pieza o por un elemento adicional.

Soldadura por puntos

Es el proceso dominante en el montaje de carrocerías (body-in-white): un automóvil típico tiene entre 3 000 y 6 000 puntos. La forma de la punta del electrodo define el área de contacto y, con ella, el tamaño del nugget.

Protuberancias

La protuberancia debe concentrar la corriente sin colapsar demasiado deprisa. Como regla, se sitúa en la pieza que tiene más dificultad para calentarse: la más gruesa, si los materiales son iguales, o la de menor resistividad, si son diferentes. El seguimiento rápido del electrodo es crítico, porque la protuberancia colapsa en milisegundos.

Fundamentos

Ciclo de soldadura y schedule

Cada punto se ejecuta según un schedule con fases bien definidas. En Weldia, ese schedule se guarda y se versiona en WeldParameter.

Fases

Tipos de corriente

Fundamentos

Los ocho factores de influencia

En la bibliografía se han identificado más de un centenar de variables. En la práctica, se agrupan en ocho factores, y es a través de ellos como se diagnostica.

La resistencia de contacto en detalle

Todas las superficies son rugosas a escala microscópica. Con más fuerza, las rugosidades se aplastan, el área real de contacto aumenta y la resistencia cae. Con la temperatura, se queman los contaminantes (agua, aceite) y el metal se ablanda, y la resistencia también cae. Aunque solo domina en los primeros ciclos, define la distribución inicial del calor y, con ella, dónde empieza el nugget.

Características de la máquina

• Eléctricas: tiempo de subida de la corriente y pérdidas inductivas, que crecen con la apertura de la pinza y con el acero dentro de la ventana.
• Mecánicas: rigidez de los brazos y velocidad de seguimiento del electrodo. Un seguimiento lento provoca expulsión, sobre todo en soldadura por protuberancias.

Fundamentos

Materiales y soldabilidad

La soldabilidad es la facilidad con la que una combinación de materiales y espesores produce puntos buenos en una ventana lo bastante amplia para una producción estable.

Regla general: sueldan mejor los metales con resistividad alta y conductividad térmica baja.

Balance térmico

• La chapa más gruesa y la más resistiva se calientan más.
• Relación de espesores (total ÷ más fina): como regla práctica, hasta 3:1 a 4:1.
• Tres chapas con una exterior fina y blanda es el caso más crítico de la carrocería.
• Soluciones: electrodos de diámetros diferentes, preimpulso, multiimpulso, corriente en rampa, o replantear el diseño.

Diámetro mínimo

Fundamentos

Electrodos y fresado

El electrodo es el componente que más cambia a lo largo de la producción. Con el desgaste, la cara se ensancha, la densidad de corriente cae y el nugget disminuye.

Mecanismos

• Geométricos: la cara se ensancha (mushrooming), forma cráteres (pitting) o pierde material. Típico en acero galvanizado.
• Metalúrgicos: el cobre se alea con el zinc o con el aluminio, recristaliza y se ablanda. En el aluminio ocurre muy deprisa.

La vida del electrodo termina cuando ya no se alcanza el diámetro mínimo. En el lóbulo, el desgaste desplaza la ventana hacia corrientes más altas.

Compensación

Normas

La geometría de las caperuzas está en la ISO 5821 (por ejemplo, formas F con caras de 16 y 20 mm, como las referencias FF16A00 y FF20A00 de la GunConfiguration). Los materiales de los electrodos están en la ISO 5182 (CuCr1Zr, CuCo2Be, …).

Calidad y defectos

Ventana de proceso

El nugget está oculto entre las chapas y no se puede inspeccionar visualmente. La calidad se garantiza trabajando dentro de una ventana de parámetros conocida.

Curva de crecimiento

Varía solo la corriente, con fuerza y tiempo fijos. Sirve cuando la fuerza y el tiempo ya están definidos.

Lóbulo de soldabilidad

Representa dos variables, corriente × tiempo o corriente × fuerza, y ofrece una visión más completa del proceso (ISO 14327).

Cómo elegir el punto de trabajo

1. Mantenerse dentro del lóbulo. Fuera de él hay puntos fríos o expulsiones.
2. Preferir el lado de la expulsión, con margen. El desgaste y otras perturbaciones reducen el nugget con el tiempo. Partir de cerca del límite superior da más holgura hasta el inferior.
3. Mantener margen respecto a la expulsión (normalmente 0,5 – 1 kA en acero), y más si hay holguras o desalineaciones.
4. Una fuerza mayor ensancha el lóbulo, pero acorta la vida del electrodo y aumenta la indentación.
5. Los aceros más resistentes tienen el límite de expulsión a corrientes más bajas.

Calidad y defectos

Defectos y fallos

Los defectos se agrupan en tres clases, y la clase ya apunta a la causa probable.

Criterio de aceptación

En el ensayo de pelado (peel) o de cincel (chisel, ISO 10447), un punto bueno rompe con arrancamiento total del botón (full plug). La rotura interfacial indica, en general, un punto insuficiente, aunque en aceros de muy alta resistencia debe evaluarse caso por caso.

Registrar un defecto en Weldia

1. Medir el diámetro del botón arrancado e introducirlo en la task de la sesión.
2. Si está por debajo del mínimo, la plataforma pide una decisión explícita: mantener MEASURED o pasar a NEEDS_REVIEW.
3. Para marcarlo para revisión en cualquier caso, use la tecla R.
4. Al guardar se crea una nueva revisión y se pone en cola el recálculo del SPC del punto.

Calidad y defectos

Problemas frecuentes en producción

Punto frío, expulsión, holguras y desalineación: las causas más comunes, cómo reconocerlas y cómo reducirlas.

Punto frío / punto falso

No se forma un nugget de tamaño suficiente, o se forma solo en una de las intercaras. Es uno de los problemas más graves en multichapa.

Expulsión / salpicaduras

El metal fundido es expulsado del nugget. Causa defectos, problemas estéticos, riesgos para los operarios, suciedad en la línea y desperdicio de energía.

• Parámetros: corriente alta, tiempo largo, fuerza baja.
• Contacto pequeño: cara desgastada de forma irregular, electrodos desalineados.
• Superficie: suciedad, óxidos, todo lo que aumente la resistencia superficial.
• Holgura entre chapas.

Holgura entre chapas

• Procede de las tolerancias de estampación o de la sujeción.
• Desplaza el límite de expulsión hacia corrientes más bajas y estrecha el lóbulo.
• Estrategia robusta: parámetros en la zona común a los lóbulos de las holguras esperadas (0, 0,2, 0,5 mm…).
• Soluciones directas: apriete más largo, más fuerza en el apriete, preimpulso de baja corriente.

Desalineación de los electrodos

Se debe a errores de montaje o a la deflexión elástica de la pinza: los electrodos quedan inclinados o con los centros desplazados. El nugget queda irregular y hay expulsiones. Comprobar la escuadra de la pinza forma parte del mantenimiento preventivo.

Piezas estampadas en caliente

Las piezas de 22MnB5 con AlSi llegan con un recubrimiento transformado, de mayor resistencia, y con una dureza muy alta. Los cambios en el horno aparecen después como variaciones en la soldadura. En las tuercas de protuberancias, la diferencia de dureza puede hacer colapsar la protuberancia antes de que se forme el punto.

Véase también: Efecto shunt · LME.

Calidad y defectos

Efecto shunt

Parte de la corriente se desvía a través de puntos ya hechos en las proximidades. El nuevo punto recibe menos corriente y queda más pequeño.

En una fila de puntos, la reducción del diámetro puede acumularse hasta un 20–30 % en el último punto, y los nuggets se inclinan hacia los vecinos. En una combinación de tres chapas, la intercara con acero blando es la más afectada.

Calidad y defectos

Fragilización por metal líquido (LME)

Fisuración de aceros de alta resistencia recubiertos de zinc, cuando el zinc líquido penetra en los límites de grano bajo tensión.

Tres condiciones simultáneas

1. Temperatura en el rango de baja ductilidad del acero.
2. Tensión de tracción local, que aumenta con el calor aportado y con los enfriamientos bruscos.
3. Zinc líquido en contacto con el acero.

Cómo reducirla

• Evitar el exceso de calor, sobre todo cerca de la expulsión.
• Multiimpulso para reducir los picos de tensión, o preimpulso para apartar el zinc.
• Electrodos sin aristas vivas en la zona de contacto.
• Hold suficiente para que el zinc solidifique antes de abrir los electrodos.

Calidad y defectos

Análisis de causa raíz

Todas las causas raíz caben en tres categorías. Investigue en este orden: un problema de diseño no se resuelve con parámetros.

Lista de comprobación cuando un punto entra en alerta

1. Confirmar la medición: método, operario, revisión anterior.
2. ¿Aislado o agrupado? Consulte la pestaña Equipos: punto, pinza, robot, célula o tag.
3. Agrupado por pinza: electrodo, fresado, alineación, refrigeración.
4. Agrupado por producto/tag: lote de material, estampación, holguras.
5. Aislado pero persistente: parametrización de ese punto (ventana, shunt, borde).
6. Registrar y actuar: si cambia parámetros, cree una versión DRAFT para su aprobación y mida para validar.

Tabla de diagnóstico rápido

Calidad y defectos

Calidad más allá del diámetro

Un punto puede cumplir el diámetro mínimo y ser malo: con expulsión, indentación excesiva, fusión insuficiente o metalurgia degradada.

Mantenimiento (hold) y dureza

• Hold corto → enfriamiento lento → dureza menor → resistencia menor.
• Hold largo → enfriamiento rápido → dureza mayor → rotura más frágil.
• Hold óptimo → equilibrio entre resistencia y ductilidad.

Ensayos destructivos

Calidad y defectos

Energía y eficiencia

Optimizar no es solo conseguir puntos aceptables: es calidad, estabilidad y cero energía desperdiciada, todo a la vez.

Dos reglas

1. Evitar la expulsión también ahorra energía. La energía usada para fundir el metal expulsado se pierde, y el punto queda peor.
2. Dentro del lóbulo hay schedules más económicos. Los tiempos más cortos, con una corriente ligeramente mayor, pierden menos calor hacia los electrodos refrigerados.

La escala cuenta

Un tiempo de soldadura menor reduce también el tiempo de ciclo de la célula.

Véase: Oportunidades de ciclo y energía.

Weldia en la práctica

Visión general y roles

Weldia reúne en un único espacio de trabajo la ingeniería de puntos, la medición en planta, el control estadístico, la optimización y, en breve, la simulación y la recomendación por IA.

Módulos

Roles

El acceso requiere inicio de sesión. Las acciones que no puede ejecutar quedan ocultas en la interfaz, y el servidor valida siempre el permiso. Todos los datos están aislados por organización.

Jerarquía

• Jerarquía física (Project Explorer): fábrica → línea → célula → robot → pinza.
• Tags (Tag Explorer): agrupaciones transversales por producto, zona, ruta de inspección, operación o campaña.

Weldia en la práctica

La aplicación

Una ruta por flujo, con barra lateral, barra superior con el ámbito, paleta de comandos (Ctrl + K) y un inspector acoplado a la derecha.

Secciones

El ámbito (máquinas y tags) se elige en la parte superior y queda en la dirección, igual que los filtros y el inspector: un enlace reproduce la pantalla. El inspector muestra el detalle del punto, el conjunto de parámetros y la configuración de la pinza. Los enlaces antiguos /workspace redirigen a la ruta equivalente.

Weldia en la práctica

Sesiones de medición

Un flujo diseñado para el técnico: rápido, por teclado y sin sobrescribir el historial.

Paso a paso

1. Seleccione el ámbito (máquinas y tags) en la barra superior y consulte la vista previa con el número de puntos.
2. Nueva ronda (en /measure) crea la sesión y una task por punto, en orden. Puede incluir varios conjuntos.
3. Mida punto a punto. El campo empieza vacío; la última medición anterior aparece aparte, para no influir en la lectura.
4. Elija el origen: manual, dispositivo de prueba o futuro dispositivo Weldia.
5. Por debajo del mínimo, decida explícitamente: mantener MEASURED o pasar a NEEDS_REVIEW.
6. Cada guardado crea una nueva revisión de la medición y pone en cola el recálculo del SPC del punto.
7. Cierre la sesión al final. Una sesión cerrada se abre solo en lectura; se puede reabrir (se retoma en la primera pendiente), archivar y restaurar.

Atajos de teclado

Weldia en la práctica

Gestión de puntos

En /spots se crean, editan, importan (/spots/import) y exportan puntos de soldadura, siempre con historial de revisiones.

Crear y editar

Cada punto tiene jerarquía, pinza, sheet stack, coordenadas X/Y/Z, diámetro mínimo y tags. Cada cambio genera una WeldSpotRevision con el motivo, que es obligatorio.

Importar CSV

1. Descargue la plantilla CSV para garantizar las columnas correctas.
2. Importe el archivo. Las operaciones se aplican fila a fila, con staging.
3. Las filas sin correspondencia quedan como huérfanas.
4. En la cola de huérfanas, asocie cada fila a un punto existente o ignórela.

Exportar

La exportación CSV devuelve los puntos filtrados. El historial de revisiones de cada punto se puede consultar en el detalle del punto.

Weldia en la práctica

Parámetros y pinzas

El schedule de cada punto y la configuración de cada pinza están versionados, para que siempre se sepa con qué ajustes se hizo cada medición.

WeldParameter

Schedule completo por punto: squeeze, weld1/cool1, weld2/cool2, hold, fuerza y stepper. Véase Ciclo de soldadura.

Estados de aprobación

GunConfiguration

• Fluidos: agua (refrigeración de los electrodos) y aire.
• Electrodo: tipo de caperuza (p. ej.: FF16A00, FF20A00). Véase Electrodos y fresado.
• Fresado: programas 241, 242 y 250, con fresa y frecuencia.
• Fuerza máxima de la pinza.

Weldia en la práctica

SPC Cockpit

El diámetro del nugget solo tiene límite mínimo. Por eso Weldia usa gráficos de valores individuales y capacidad unilateral inferior.

Pestañas

Puede filtrar por línea, célula, robot, pinza, tag, severidad y estados, y ordenar por prioridad, Cpl, riesgo, rechazo o fecha. El recálculo masivo rehace el SPC de un ámbito entero.

Serie oficial

• Entra la última revisión de cada task MEASURED, ordenada por fecha de medición.
• Los cálculos usan las últimas 50 muestras de cada punto.
• Una medición puede excluirse con motivo (por ejemplo, un error de lectura comprobado). Sigue visible en el Drilldown, pero no entra en los cálculos, y la exclusión queda auditada.
• Cualquier cambio (nueva medición, revisión, exclusión) pone en cola el recálculo del punto.

Gráfico I-MR

Capacidad

El estado del proceso es INSUFFICIENT_DATA (menos de 10 muestras), STABLE o UNSTABLE. Véase Reglas de alerta y risk score.

Weldia en la práctica

Reglas de alerta y risk score

Las reglas siguen la lógica clásica de Western Electric y de Nelson, adaptadas al lado inferior, que es el único que representa un riesgo de calidad.

Reglas

Las alertas tienen el ciclo de vida OPEN → RESOLVED y se sincronizan en cada recálculo: una alerta cuya condición ha dejado de cumplirse se resuelve automáticamente.

Risk score

Cada punto recibe una puntuación de 0 a 100 para ordenar las prioridades.

Weldia en la práctica

Oportunidades de ciclo y energía

Los puntos estables y capaces, con un nugget muy por encima de lo necesario, pueden soldarse con menos tiempo y menos energía.

Cómo se calcula

1. Solo entran puntos estables y capaces (Cpl ≥ 1,33).
2. Umbral de seguridad = LSL + 3σ·1,33 + margen.
3. Margen reducible = media − umbral.
4. Conversión en una reducción estimada del tiempo de soldadura (máximo 15 %) y de la energía.
5. Clasificación con una puntuación de oportunidad y de confianza.

Cerrar el ciclo

Weldia en la práctica

Simulación y gemelo digital

La simulación predice el nugget antes de soldar. El gemelo digital vincula esa predicción con los datos reales de producción.

Simulación numérica

Resuelve conjuntamente los problemas eléctrico, térmico, mecánico y metalúrgico, normalmente mediante el método de los elementos finitos, que trata bien las grandes deformaciones y los contactos variables.

Gemelo digital

Cada fase hereda el modelo de la anterior y añade datos: desde la máquina genérica en el diseño hasta las mediciones reales en producción. El salto de "reaccionar ante el defecto" a "prevenir el defecto" se da vinculando la simulación con los datos de producción, y es ahí donde entran el SPC y la IA.

En Weldia, hoy

• Un job de simulación pone en cola un cálculo y muestra el nugget previsto, la energía, el tiempo de ciclo y el riesgo.
• El cálculo actual es una fórmula lineal de demostración. Está previsto un adaptador para un motor de simulación externo.
• La plataforma ya cubre producir y evaluar (mediciones, SPC, oportunidades).

Referencia

Normas ISO

Las normas más usadas en soldadura por resistencia, agrupadas por tema. Consulte la edición vigente en el catálogo ISO.

Procesos

Equipos y electrodos

Ensayos

Estadística

Referencia

Glosario

Términos en español, con el equivalente inglés que aparece en las máquinas, en las normas y en la interfaz.

Referencia

Preguntas frecuentes

Dudas habituales de quien empieza a usar Weldia.

¿Por qué el campo de medición empieza vacío?

Para evitar el sesgo de anclaje: si el valor anterior estuviera en el campo, sería más fácil confirmarlo que medir. La última medición aparece aparte, solo como referencia.

¿Por qué solo existe límite mínimo (LSL)?

Un nugget mayor no es un defecto en sí. El límite superior práctico es la expulsión, que es un fenómeno del proceso y no una especificación del diámetro. Por eso la capacidad es unilateral (Cpl).

¿Cuántas mediciones hacen falta para ver la capacidad?

Al menos 10 por punto. Por debajo de eso, el estado es INSUFFICIENT_DATA y la capacidad UNKNOWN. Con 20–30 mediciones la estimación es bastante más estable.

Un punto está dentro de los límites de control pero por debajo del mínimo. ¿Cómo es posible?

Los límites de control describen la variación natural del proceso; el LSL es el requisito. Un proceso estable pero mal centrado queda dentro de los límites de control y, aun así, produce puntos por debajo del mínimo. Es un caso de parametrización (véase causa raíz).

Me he equivocado en una medición. ¿He perdido el historial?

No. Cada guardado crea una revisión nueva; la anterior queda guardada. El SPC usa la revisión más reciente. Si el error ya no se puede corregir en la sesión, un ingeniero puede excluir la medición del SPC, con motivo, en el Drilldown.

¿Qué debo hacer con una oportunidad READY_FOR_REVIEW?

Tratarla como una hipótesis: proponer un nuevo schedule en DRAFT, someterlo a aprobación y validarlo con una sesión de medición antes de generalizarlo.

El diámetro baja y sube en diente de sierra. ¿Es un problema?

Si coincide con el fresado, es el comportamiento esperado del desgaste del electrodo. Preocúpese si la recuperación deja de producirse o si el mínimo de cada diente baja con el tiempo.

Referencia

Referencias externas

Bibliografía pública recomendada para profundizar en los temas de esta wiki.

Soldadura por resistencia

1. Zhang, H.; Senkara, J., Resistance Welding: Fundamentals and Applications, 2.ª ed., CRC Press, 2011.
2. American Welding Society, Welding Handbook, Vol. 3, cap. Resistance Spot Welding.
3. AWS C1.1, Recommended Practices for Resistance Welding.
4. AWS D8.9M, Test Methods for Evaluating the Resistance Spot Welding Behavior of Automotive Sheet Steel Materials.
5. WorldAutoSteel, AHSS Application Guidelines: ahssinsights.org.
6. ISO/TC 44/SC 6, Resistance welding and allied mechanical joining: iso.org.

Estadística y calidad

7. Montgomery, D. C., Introduction to Statistical Quality Control, 8.ª ed., Wiley, 2019.
8. AIAG, Statistical Process Control (SPC) Reference Manual, 2.ª ed., 2005.
9. NIST/SEMATECH, e-Handbook of Statistical Methods: itl.nist.gov/div898/handbook.
10. Western Electric, Statistical Quality Control Handbook, 1956.
11. Nelson, L. S., "The Shewhart Control Chart: Tests for Special Causes", Journal of Quality Technology, 16(4), 1984.

Simulación y gemelo digital

12. Grieves, M.; Vickers, J., "Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems", Springer, 2017.