Manual de Soldadura OERLIKON - Welding Perú

Manual de Soldadura
Manual de Soldadura
Un soldador debe estar familiarizado con los efectos
de la polaridad en el proceso de soldadura.
Generalmente, el electrodo conectado al polo positivo
(polaridad invertida) permite una mayor penetración
y el electrodo conectado al negativo (polaridad
directa) da una mayor velocidad de fusión.
Sin embargo, los componentes químicos del revestimiento
del electrodo pueden hacer variar los efectos
de la polaridad y, por ello, es conveniente seguir
las instrucciones del fabricante para conectar el electrodo
correctamente, ya sea al polo positivo o negativo.
Cuando se suelda con un electrodo, debe usarse
siempre la polaridad correcta para obtener los resultados
satisfactorios que se esperan: buena penetración,
aspecto uniforme del cordón, excelente resistencia
de la junta soldada.
• Una vez iniciado el arco, debe permitir una conversión
automática e instantánea del voltaje en vacío a
un voltaje de trabajo, que permita mantener el arco
(voltaje de trabajo es el que proporciona la máquina
cuando el arco está encendido; varía de 17 a 45
voltios).
• Permitir la regulación de la intensidad de corriente o
amperaje necesario para soldar; ese amperaje varía
según el diámetro, espesor de la pieza, posición del
trabajo, diámetro del electrodo, etc.
• Asegurar una alimentación constante de corriente, que
permita mantener el arco estable.
Además de las características señaladas, una fuente
de poder o máquina de soldar debe reunir las condiciones
de resistencia y solidez, que le permita trabajar aún estando
sometida a las más duras exigencias y según las condiciones
en que se desenvuelve la labor del soldador.
1.6.1. Clases de máquinas de soldar por
arco eléctrico
Las máquinas de soldar son clasificadas con diferentes
criterios. Adoptaremos la siguiente clasificación:
a. Máquinas estáticas
• Transformadores.
• Rectificadores.
• Transformadores-Rectificadores.
Las motosoldadoras son máquinas utilizadas preferentemente
en los lugares que carecen de una red general de
electricidad.
1.6.2. Característica estática y dinámica
El objetivo primordial, que debe cumplir una fuente
de poder de soldadura, es entregar una corriente controlable
a la tensión que demanda el proceso de que se trate.
Dependiendo de las características Voltaje-
Amperaje, las fuentes podrían ser:
• uentes de corriente constante.
• uentes de tensión constante.
La Norma NEMA (National Electrical Manufacturers
Association) define a la primera como: “Aquellas que poseen
una característica Volt-Ampere descendente, entregando
una corriente relativamente constante para cambios
moderados en la tensión de la carga”.
Las fuentes de tensión constantes son, en cambio,
definidas como: “Aquellas, en que la característica Volt-
Ampere es esencialmente horizontal, produciendo una
tensión relativamente constante para cambios moderados
de la corriente de carga”.
ig. 12.- uente de Poder a Corriente Constante
Como corresponde a la peculiaridad de soldadura, han de
considerarse tres etapas distintas: uncionamiento en vacío,
cebado y soldadura. En el primer caso, entre el borne del
dispositivo de soldar y la pieza existe una tensión de funcionamiento
en vacío (U o ) aproximadamente igual a 75 voltios
y una intensidad igual a cero.
Al cebar (corto-circuito), desciende prácticamente
la tensión hasta cero (0) y la intensidad alcanza cierto
máximo bien determinado, que a menudo se encuentra
por encima del valor de la corriente de soldadura. Al ocurrir
esto, aumenta la tensión entre 15 a 45 voltios (tensión
del arco) y la intensidad se estabiliza en un valor que corresponde
al de la soldadura.
ig. 10.- Efecto de la Polaridad y del Tipo de Corriente
f) enómenos del arco eléctrico para soldar.- En los
polos del arco, el voltaje varía según la longitud de
éste. Al rozar el electrodo con la pieza, el voltaje es
cero y va aumentando a medida que la longitud del
arco se hace mayor, hasta que -por alejarse demasiado
el electrodo- el arco se interrumpe y la máquina
vuelve a su “voltaje en vacío”, que es siempre más
elevado que el voltaje de trabajo.
La intensidad de corriente o amperaje necesario para
fundir el electrodo y, por lo tanto, la pieza a soldar
debe elevarse a medida que aumenta el diámetro del
electrodo utilizado. La regulación o aumento del
amperaje la hace el soldador.
1.6. Máquinas de soldar por arco eléctrico
Son máquinas eléctricas, de las cuales se exige -además
de la suficiente potencia- las características favorables y necesarias
para el fácil encendido y mantenimiento del arco
eléctrico, características que son indispensables para una
buena soldadura.
Estas características son:
• Transformar el voltaje de la red eléctrica a un voltaje
en vacío, que permita iniciar el arco (voltaje en vacío
es el que suministra la máquina antes de iniciar el arco;
varía de 30 a 90 voltios).
b. Máquinas rotativas (convertidores)
• De Motor eléctrico.
• De Motor a combustión interna, pudiendo ser:
1. a gasolina.
2. a petróleo (Diesel).
Las máquinas estáticas son las que no poseen elementos
en movimiento continuo; excepcionalmente algunas
poseen un ventilador.
Las máquinas rotativas son las que sí poseen elementos
en rotación constante.
Las máquinas estáticas a su vez se clasifican en los siguientes
tipos:
1. Máquinas tipo transformador.- Proporcionan corriente
alterna para soldar.
2. Máquinas tipo rectificador.- Son máquinas
transformadoras que, mediante rectificadores,
transforman la corriente alterna a corriente continua
para soldar.
3. Equipos transformador-rectificador.- Estas máquinas
proporcionan tanto corriente continua como
corriente alterna para soldar. Su construcción eléctrica
especial permite cambiar de una corriente a
otra con sólo mover una llave de conmutación.
Las máquinas rotativas o convertidores están compuestas
básicamente de un motor, que proporciona una determinada
velocidad de rotación a un dínamo, el cual produce
la corriente eléctrica apropiada para soldar. El motor
puede ser:
• Eléctrico, funcionando con la corriente eléctrica
proveniente de una red general de electricidad.
• De combustión, sea gasolina o petróleo.
.
Estas características pueden observarse en la ig. 11
ig. 11.- uente de Poder a Tensión Constante
Las curvas indicadas representan la característica “estática”
de las fuentes de soldadura. Las mismas tienen, como
veremos, una gran importancia en relación con el modo
de operación del proceso de que se trate. No obstante, un
arco eléctrico es, por su misma naturaleza, inestable. Por
lo tanto, las características “dinámicas” de una fuente, es
decir, la capacidad de respuesta de la máquina a rápidas
variaciones de la corriente o tensión en el círcuito de carga,
tienen una influencia decisiva sobre la estabilidad del
arco y, por lo tanto, del proceso de soldadura.
Para cebar y mantener el arco se necesitan determinadas
tensiones e intensidades. Sus magnitudes se comportan
en el arco inversamente como deberían hacerlo según
la Ley de Ohm. Lo que se ha dado en llamar características
del arco (ig. 12) decrece según una pendiente muy rápida
y nos muestra la tensión que se necesita para hacer pasar
una determinada intensidad a través del arco. La característica
de que cae bruscamente significa, en la práctica,
que para cebar el arco se necesita, forzosamente, una tensión
mayor U o que para la soldadura propiamente dicha.
ig. 13.- Características del Arco
ig. 14. (Ver en la siguiente página)
De esa circunstancia se deduce que la fuente ha de
adaptarse, en lo posible sin inercia, a las condiciones rápidamente
variables del arco. Para todos los cambios de carga
que se efectuarán lentamente, es válida la característica
“estática”; en cambio, si ocurren rápidamente, es decisiva
la “dinámica”.
1.6.3 Ciclo de trabajo
Es indudable, que no todos los procesos de soldadura
impondrán la misma demanda a una fuente. Por ejemplo,
en los procesos automáticos el tiempo de arco (tiempo
real de la soldadura) será mucho mayor que en los
procesos normales, en los cuales la fatiga del operador, la
necesidad de cambio de electrodo, etc. hacen necesario
frecuentes interrupciones. Por este motivo, es usual definir
un “CICLO DE TRABAJO” como el porcentaje de tiempo,
durante el cual la máquina debe suministrar corriente
nominal a la carga. Este ciclo de trabajo se determina
sobre 10 minutos, de modo tal que, por ejemplo para una
fuente con un ciclo de trabajo del 60%, la misma debe ser
capaz de entregar la corriente nominal durante 6 minutos
de cada 10. Para procesos automáticos, el ciclo de trabajo
se especifica normalmente en 100%.
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