Robô de soldadura por pontos vs soldadura por arco: comparação completa

Robô de soldadura por pontos vs robô de soldadura por arco: como escolher o processo certo para a sua linha de produção

Quase metade de todos os sistemas robóticos industriais em funcionamento no mundo são sistemas de automatização da soldadura, de acordo com o Relatório World Robotics 2025 da IFR. Só em 2024 foram instalados 542 000 robôs novos, e há duas opções à escolha. Deve comprar um robô de soldadura por pontos ou um robô de soldadura por arco? A resposta depende dos materiais, do tipo de junta, do ritmo de produção e do orçamento. Este guia compara os processos de soldadura por arco e por pontos em todas as características relevantes para a sua oficina, com base nas normas definidas pela indústria automóvel e em dados recolhidos na sua fábrica ao longo das últimas três décadas de liderança na automatização da soldadura.

Soldadura por pontos vs soldadura por arco: comparação rápida

Antes de analisar as características de cada processo de soldadura, veja esta comparação direta dos aspetos mais importantes para uma decisão de compra. Ambos unem peças de trabalho através de métodos de soldadura comuns: a soldadura por pontos une metais em pontos específicos, enquanto a soldadura por arco também cria cordões contínuos, mas os resultados são muito diferentes.

Como funciona cada processo de soldadura

Compreender os princípios físicos de cada processo de soldadura ajuda a escolher o sistema de soldadura robotizada adequado à sua aplicação. Estes processos formam juntas de maneiras completamente diferentes.

Como funciona a soldadura robotizada por pontos

A soldadura por pontos é uma variante da soldadura por resistência. Duas pontas de elétrodos de cobre mantêm no lugar chapas metálicas sobrepostas e fazem passar uma corrente elétrica elevada pela zona de contacto. A resistência elétrica nessa zona eleva a temperatura até 6,500F (3,600C), fundindo os metais. Ao contrário da soldadura por arco, não são necessários material de adição nem gás de proteção. Um ciclo típico de soldadura robotizada por pontos demora 0.1 a 0.5 segundos por soldadura. O robô de soldadura posiciona a pinça, os elétrodos apertam as peças de trabalho, a corrente passa durante milissegundos e o robô avança para o ponto seguinte. As nossas células de soldadura robotizada realizam 200 a 300 soldaduras por pontos por hora, consoante a complexidade da peça, com um robô de 6 eixos. O processo cumpre as normas de soldadura automóvel AWS D8.1M:2021 em matéria de qualidade, controlando a pressão dos elétrodos, os parâmetros de corrente e as dimensões dos núcleos de soldadura em chapas de aço.

Como funciona a soldadura robotizada por arco

A soldadura por arco utiliza um arco elétrico para fundir dois materiais: o metal de base e um elétrodo (fio ou vareta), que funciona como material de adição. O processo cria um cordão sólido e contínuo ao longo da junta. O arco estabelece-se entre o elétrodo e a peça de trabalho e atinge temperaturas superiores a 6,500F (3,600C). Um gás de proteção impede o contacto entre o banho de fusão e o ar. Entre os processos comuns de soldadura por arco automatizados com robôs de soldadura incluem-se:

• MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas): a opção preferida para soldadura robotizada por arco. Permite alimentação de fio, elevada taxa de deposição e utilização em aço e aço inoxidável
• Tungsten Inert Gas (TIG): utiliza um elétrodo de tungsténio não consumível. É comparativamente mais lento, mas é adequado para aplicações de elevada precisão em metais finos e ligas especiais tradicionais
• Soldadura com elétrodo revestido (SMAW): raramente automatizada. Destina-se à construção e a reparações no terreno, quando a portabilidade é mais importante do que a taxa de produção. A soldadura a laser e a soldadura por plasma também são utilizadas em aplicações especializadas de fabrico de peças metálicas

Na produção em série com robôs, o tempo de arco — a proporção do tempo que o robô passa a soldar em vez de se reposicionar — situa-se entre 50% e 90%, ou seja, é 4 a 5 vezes superior ao de um soldador humano na mesma junta.

Qualidade da soldadura e resistência da junta

A qualidade da soldadura é o aspeto em que a diferença entre soldadura por arco e por pontos mais importa em aplicações estruturais. Cada processo produz um tipo de junta fundamentalmente diferente, como demonstram as respetivas características de resistência às cargas. Como o cordão é contínuo e a carga se distribui por toda a junta, a soldadura por arco produz juntas muito mais resistentes nas aplicações sujeitas a pressão estrutural. Por esse motivo, a maioria dos processos de fabrico de estruturas metálicas, construção de pontes e produção de recipientes sob pressão recorre à soldadura por arco, de acordo com princípios consolidados de engenharia da soldadura. Na indústria automóvel, a soldadura por resistência responde às necessidades das oficinas de carroçarias quando se trata de unir painéis de chapa metálica sobrepostos. Este processo é utilizado quando a estrutura de uma carroçaria exige muitas juntas, sem necessidade de penetração em toda a espessura. Uma carroçaria automóvel convencional contém 3 000 a 5 000 soldaduras por pontos, e cada uma tem de cumprir critérios de qualidade consistentes.

Na nossa experiência de integração de robôs de soldadura para fabricar estruturas metálicas, o defeito de qualidade mais comum não está no próprio robô de soldadura, mas nos dispositivos de fixação. Os robôs aprendem exatamente aquilo que lhes é ensinado. Se o dispositivo não fixar a peça de trabalho sempre da mesma forma, até um sistema de soldadura robotizada de $200 000 produzirá a mesma falta de consistência na qualidade da soldadura.” — Zhouxiang Engineering Team, mais de 30 anos de experiência em automatização da soldadura

Velocidade de produção e tempo de ciclo

A velocidade de produção é frequentemente o fator decisivo para os fabricantes que avaliam a soldadura robotizada. Os robôs de soldadura por pontos e por arco funcionam a ritmos muito diferentes, e a escolha certa depende da geometria da peça e do volume de produção pretendido. Nas aplicações de volume muito elevado, a soldadura robotizada por pontos, cujo ciclo se mede em milissegundos, representa a maior parte do tempo de ciclo total. Isto acontece porque o robô passa a maior parte do tempo a deslocar-se entre diferentes pontos de soldadura e menos tempo a soldar. Num estudo publicado sobre otimização da soldadura robotizada por resistência por pontos, uma simples reorganização dos pontos de soldadura reduziu 13% o tempo de ciclo total, de 532 segundos para 464 segundos. Os robôs de soldadura por arco funcionam de outra forma. A velocidade de produção de uma peça depende da velocidade de deslocação efetiva (cerca de 150 a 800 mm/min com soldadura MIG), da velocidade de alimentação do fio e do número de passagens. As juntas mais espessas exigem muitas mais passagens de soldadura, o que aumenta rapidamente o tempo de ciclo. No nosso sistema de soldadura robotizada com arquitetura de carril de translação no solo, um robô de 6 eixos pode percorrer um cordão de 6 metros numa única montagem, reduzindo o tempo de reposicionamento de elementos estruturais.

Compatibilidade de materiais e intervalo de espessuras

A escolha do material é uma das áreas em que a seleção do processo de soldadura pode dar origem a erros muito dispendiosos. Na soldadura por resistência por pontos, os elétrodos fazem passar corrente pelas peças metálicas entre duas estruturas, aquecendo-as. Por isso, o processo só pode ser utilizado com metais condutores que possam ser mantidos entre os elétrodos. A soldadura por arco permite trabalhar com uma gama de materiais muito mais ampla. A indústria automóvel representa a maior parte das aplicações de soldadura por pontos em todo o mundo. As carroçarias dos veículos modernos combinam vários tipos de aço e aço inoxidável, incluindo alguns aços AHSS, e as Diretrizes de aplicação AHSS especificam os parâmetros de soldadura por resistência por pontos para estes materiais. A soldadura por arco tem um campo de aplicação muito mais amplo. Desde chapas metálicas finas com menos de 1mm (soldadura TIG) até elementos estruturais espessos com mais de 50mm (soldadura MIG com várias passagens), os robôs de soldadura por arco podem trabalhar metais ferrosos e não ferrosos, incluindo aço, alumínio, ligas de cobre e ligas de níquel.

Comparação de custos: soldadura robotizada por pontos vs soldadura por arco

O investimento total numa célula de soldadura robotizada vai muito além do custo do próprio robô de soldadura por pontos ou por arco. Equipamento periférico, utillagem e dispositivos de fixação, integração e consumíveis correntes fazem com que os custos dos dois métodos de automatização da soldadura sejam significativamente diferentes. Devido ao peso da pinça de soldadura e do transformador, os robôs de soldadura por pontos exigem frequentemente braços com maior capacidade de carga (150 a 250 kg), o que aumenta o custo do braço robótico. Os robôs de soldadura por arco utilizam, em geral, braços mais leves, com capacidade de carga de 6 a 20 kg, uma vez que a tocha de soldadura é relativamente leve. Os robôs industriais de fornecedores como FANUC, ABB e Yaskawa estão disponíveis em configurações adaptáveis a ambos os tipos de soldadura. No entanto, os sistemas de soldadura por arco têm custos operacionais mais elevados. O fio, o gás de proteção e a substituição das pontas de contacto somam-se. Uma fábrica que trabalhe em dois turnos poderá gastar $8 000 a $15 000 por ano em consumíveis para soldadura por arco, em comparação com $2 000 a $5 000 em manutenção e substituição das pontas dos elétrodos para soldadura por pontos. Nos cálculos de custos que fazemos para apoiar os clientes, começamos pela própria peça de trabalho: que material, que espessura, que configuração de junta e que volume. Depois, dimensionamos a célula de soldadura para corresponder às necessidades. As instalações que processam mais de 500 montagens idênticas por dia em linhas de automatização da soldadura recuperam normalmente o investimento em menos de 18 meses, graças à redução do tempo de mão de obra e do retrabalho.

Como escolher o robô de soldadura certo

A escolha entre um robô de soldadura por pontos e um robô de soldadura por arco depende de quatro critérios. Os nossos especialistas de engenharia aplicam este método para apoiar clientes de mais de 50 países em projetos de automatização da soldadura.

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  Passo 1 — material e espessura: Se as peças de trabalho forem chapas metálicas com menos de 3 mm e juntas sobrepostas, a soldadura por pontos é a opção natural. Se soldar materiais mais espessos ou precisar de cordões contínuos, escolha a soldadura por arco.
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  Passo 2 — tipo de junta: A soldadura por pontos só permite juntas sobrepostas. Se o projeto exigir juntas topo a topo, soldaduras de ângulo, juntas de canto ou soldaduras de aresta, precisa de um robô de soldadura por arco.
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  Passo 3 — volume e velocidade: Para montagens de grande volume, com centenas de pontos de soldadura por unidade (painéis de carroçaria automóvel, estruturas de eletrodomésticos), a soldadura por pontos oferece uma velocidade excecional. Para menos cordões, mas mais longos, a soldadura por arco é mais eficiente.
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  Passo 4 — requisitos de estanquidade: Se a soldadura tiver de ser estanque a gases ou líquidos (recipientes sob pressão, cubas, tubagens), a soldadura por arco é a única opção. A soldadura por pontos deixa folgas entre os pontos de soldadura.

Muitas vezes, uma empresa precisa de ambos os processos. Uma fábrica automóvel pode instalar robôs de soldadura por pontos na linha da carroçaria e robôs de soldadura por arco nas áreas de fabrico do quadro e do sistema de escape. São duas técnicas de soldadura diferentes, utilizadas na mesma linha de produção para operações distintas.

Perguntas frequentes