►►► proveniente de la alimentación eléctrica. Esto permite controlar de diferent<strong>es</strong>maneras las propiedad<strong>es</strong> de la fuente de potencia. El principio técnico de funcionamientode los inversor<strong>es</strong> se explica más detalladamente en el artículo de <strong>es</strong>ta revistaacerca de la tecnología inversora.Aunque la tecnología inversora se conocía d<strong>es</strong>de principios de 1900, encontrar elmodo de aplicarla a las fuent<strong>es</strong> de potencia para soldadura no fue una tarea fácil. Lasinnovacion<strong>es</strong> fueron posibl<strong>es</strong> sólo d<strong>es</strong>pués del d<strong>es</strong>arrollo de component<strong>es</strong> en la décadadel s<strong>es</strong>enta y del setenta, también en la tecnología de la soldadura de arco eléctrico.En la historia de <strong>Kemppi</strong>, los años setenta fueron una época de gran expansión y rápidosavanc<strong>es</strong> en el área de inv<strong>es</strong>tigación y d<strong>es</strong>arrollo. La empr<strong>es</strong>a expandió sus operacion<strong>es</strong>internacional<strong>es</strong> y, en 1967, abrió un gran centro administrativo y de producciónen el distrito de Okeroinen en Lahti, Finlandia. <strong>Kemppi</strong> continúa trabajando en<strong>es</strong>as mismas instalacion<strong>es</strong>, aunque se ha expandido considerablemente d<strong>es</strong>de aquellosdías. Especialmente durante el último año, se han realizado tareas de remodelaciónen las oficinas central<strong>es</strong> de la empr<strong>es</strong>a y sus alrededor<strong>es</strong>, tema que trata otro de losartículos de <strong>es</strong>ta revista.Acerca de la tecnologíainversora aplicadaa la soldaduraEste artículo se basa en la publicación “Typ<strong>es</strong> ofpower sourc<strong>es</strong> and their electrical structure” (Tiposde fuent<strong>es</strong> de potencia y su <strong>es</strong>tructura eléctrica),de Tapani Mäkimaa (Ma. Sc.). Mäkimaa <strong>es</strong> uningeniero de Inv<strong>es</strong>tigación y D<strong>es</strong>arrollo de <strong>Kemppi</strong>Oy que formó parte del equipo de inv<strong>es</strong>tigación yd<strong>es</strong>arrollo de la Hilarc de <strong>Kemppi</strong>, el que creó enlos años setenta, el primer inversor para soldaduraapto para la producción en serie.”Los inversor<strong>es</strong>aportaron a lasoldadura bajop<strong>es</strong>o, versatilidad yconciencia ecológica.<strong>Kemppi</strong> a la vanguardiade la inv<strong>es</strong>tigación y eld<strong>es</strong>arrolloEn los años setenta, <strong>Kemppi</strong> se habíaconvertido en un líder mundial en laaplicación de la tecnología inversora alos equipos de soldadura de arco eléctrico,en la comercialización de inversor<strong>es</strong>para soldadura. En realidad, nose d<strong>es</strong>arrollaron nuevas tecnologías enel área de inv<strong>es</strong>tigación y d<strong>es</strong>arrollo deinversor<strong>es</strong>, pero los métodos existent<strong>es</strong>se utilizaron de modo tal que permitieronel lanzamiento de una fuentede potencia para soldadura totalmentenueva en el mercado.El éxito de los métodos de inv<strong>es</strong>tigacióny d<strong>es</strong>arrollo de inversor<strong>es</strong> de<strong>Kemppi</strong> en los años setenta se debió,en gran parte, a los <strong>es</strong>fuerzos deMartti Kanervisto, (Ma. Sc.). Martticondujo un grupo de trabajo cuyo objetivoera <strong>es</strong>tudiar diferent<strong>es</strong> modos deutilizar las tecnologías de conversiónde frecuencia en fuent<strong>es</strong> de potenciapara soldadura.La inv<strong>es</strong>tigación se prolongó durante casi toda la década. El equipo de inv<strong>es</strong>tigacióny d<strong>es</strong>arrollo elaboró diversos prototipos hasta que, finalmente, creó el primer inversorpara soldadura adecuado para la producción comercial y la fabricación en serie que<strong>Kemppi</strong> pr<strong>es</strong>entó en la Feria de Soldadura de Essen de 1977.Otro integrante del equipo de inv<strong>es</strong>tigación en inversor<strong>es</strong> era Tapani Mäkimaa (Ma.Sc.), quien todavía trabaja en el departamento de inv<strong>es</strong>tigación y d<strong>es</strong>arrollo de <strong>Kemppi</strong>.En <strong>es</strong>te número de ProNews, Mäkimaa y el ingeniero Jyri Uusitalo pr<strong>es</strong>entanun artículo acerca de uno de los temas más actual<strong>es</strong> en el mundo de la soldadura: lacreciente importancia de la entrada de calor en el diseño de la soldadura. █¿Por qué se nec<strong>es</strong>ita una fuente depotencia para soldar?En la soldadura por arco eléctrico se utiliza un arco generadopor la corriente eléctrica para fundir el material basey el alambre de relleno. De hecho, el grado de manejo y decontrol de la corriente eléctrica, son factor<strong>es</strong> absolutamentecrucial<strong>es</strong> en la soldadura por arco.La corriente que proviene de la alimentación eléctrica nose puede utilizar para la soldadura del modo en el que seobtiene. Esto se debe a numerosas razon<strong>es</strong>; una de las másimportant<strong>es</strong> <strong>es</strong> la seguridad. Entre la alimentación eléctricay el arco de soldadura se nec<strong>es</strong>ita un equipo denominado“fuente de potencia”, diseñado para convertir la electricidadproveniente de la alimentación eléctrica a fin de quepueda utilizarse para generar el arco.El propósito fundamental de la fuente de potencia parasoldadura, <strong>es</strong> separar el circuito de soldadura de la alimentacióneléctrica. Otra función clave <strong>es</strong> ajustar la corrienteeléctrica de modo que sea la adecuada para el arco; <strong>es</strong>to sepuede realizar, por ejemplo, mediante la rectificación de lacorriente alterna para obtener corriente continua. La fuentede potencia también permite ajustar la corriente de soldaduraya que, sin un sistema de ajuste, el trabajo de soldadurar<strong>es</strong>ulta mucho más difícil.Funcionamiento del inversor parasoldaduraEl principio de funcionamiento del inversor para soldadura,<strong>es</strong> que la frecuencia de la corriente alterna que proviene dela alimentación eléctrica experimenta un aumento considerable.Una mayor frecuencia implica un transformador demenor tamaño, lo cual permite la fabricación de fuent<strong>es</strong> depotencia más pequeñas y livianas.No obstante, el principio de funcionamiento de un inversorpara soldadura no <strong>es</strong> tan simple en términos técnicos, yaque el proc<strong>es</strong>amiento del voltaje de línea tiene lugar en variasfas<strong>es</strong> diferent<strong>es</strong>.Primero, el voltaje alterno que proviene de la energía eléctricase rectifica y se filtra. Luego entra en acción la pieza6 <strong>Kemppi</strong> ProNews 1 • <strong>2008</strong>
más importante del inversor: la unidad inversora, que vuelvea convertir la corriente eléctrica rectificada en corrientealterna. Esta fase <strong>es</strong> crucial, porque en <strong>es</strong>te punto se puedenajustar la frecuencia de la corriente y las propiedad<strong>es</strong> delinversor para soldadura.D<strong>es</strong>pués de pasar por el inversor, la corriente se dirigehacia el transformador, que la convierte en una corrienteadecuada para soldar. El transformador también funcionacomo separador eléctrico entre la alimentación eléctrica yel circuito de soldadura.La corriente que proviene del transformador se rectifica unavez más para producir corriente continua, la cual pasa poruna bobina de choque y se dirige hacia el arco de soldadura.Como se puede observar, la corriente se rectifica y seinvierte varias vec<strong>es</strong> d<strong>es</strong>de que sale de la fuente de energíaeléctrica hasta que llega al soplete.En los proc<strong>es</strong>os de soldadura que utilizan corriente alterna,se requiere una inversión más, porque d<strong>es</strong>pués del transformador,la corriente continua se convierte nuevamente encorriente alterna para que pueda utilizarse en la soldaduraTIG CA, por ejemplo, para soldar aluminio.Otra de las piezas <strong>es</strong>encial<strong>es</strong> del inversor para soldadura<strong>es</strong> la unidad de control y regulación, que monitorea constantementelas propiedad<strong>es</strong> de la corriente que fluye haciael arco, las compara para <strong>es</strong>tablecer valor<strong>es</strong>, y realiza losajust<strong>es</strong> nec<strong>es</strong>arios durante las diferent<strong>es</strong> fas<strong>es</strong> del proc<strong>es</strong>amientode la corriente.D<strong>es</strong>de el punto de vista del rendimiento, la pieza más importantedel inversor para soldadura <strong>es</strong> el interruptor. Elinterruptor se fabrica con transistor<strong>es</strong> bipolar<strong>es</strong> y tiristor<strong>es</strong>.Los interruptor<strong>es</strong> más comun<strong>es</strong> son los FET y los IGBT, delos cual<strong>es</strong> los IGBT son los que más ampliamente se utilizanen máquinas de mediano y alto rendimiento.En las soldaduras MMA y TIG, un alto grado de control delinversor no ofrece ventajas significativas para las propiedad<strong>es</strong>del arco en comparación con los rectificador<strong>es</strong> tradicional<strong>es</strong>.Las ventajas más considerabl<strong>es</strong> para las máquinasMMA y TIG son el bajo p<strong>es</strong>o y el tamaño reducido.El control del inversor ofrece los mayor<strong>es</strong> beneficios en lasfuent<strong>es</strong> de potencia MIG/MAG. En <strong>es</strong>tas unidad<strong>es</strong>, el núcleodel inversor <strong>es</strong> fundamentalmente el mismo que el delas máquinas MMA y TIG. No obstante, existen diferenciasimportant<strong>es</strong> en el regulador y la tecnología de control qu<strong>es</strong>e utilizan.El inversor se puede controlar y regular totalmente medianteel uso de tecnologías analógicas, que <strong>es</strong> precisamente loque utilizan las fuent<strong>es</strong> de potencia más simpl<strong>es</strong>. En el casode los equipos MIG/MAG más complejos, las funcion<strong>es</strong>de regulación y control se ejecutan digitalmente medianteproc<strong>es</strong>ador<strong>es</strong>.Sin embargo, la plena utilización de las tecnologías de proc<strong>es</strong>ador<strong>es</strong>requiere un grado suficiente de control de la unidadde fuente de potencia. Dado que la fabricación de fuent<strong>es</strong>de potencia lo suficientemente rápidas, que fue posibl<strong>es</strong>ólo a partir de la llegada de la tecnología de inversora, laque ha d<strong>es</strong>empeñado un papel de vital importancia en eld<strong>es</strong>arrollo de las soldadoras MIG pulsadas modernas. █Escrito por JukkaPohjola, basadoen la publicaciónde T. Mäkimaa.RECTIFICADORFILTROINVERSORTRANSFORMADORRECTIFICADORCHOKESENSORUNIDAD DE CONTROLRED ELÉCTRICAIUARCO DE SOLDADURAMEDICIÓN DELVALOR REALVALOR CONFIRGURADO<strong>Kemppi</strong> ProNews 1 • <strong>2008</strong> 7