¿Cómo funciona una máquina de soldadura por arco eléctrico?

Este artículo explica cómo operar una máquina de soldadura por arco eléctrico. Incluye:

1. Definición de Soldadura por arco eléctrico

2. Operación de soldadura por arco eléctrico

3. Corriente eléctrica para soldar

4. Importancia de la polaridad

5. Equipos

6. Preparación de bordes de una junta

Definición de Soldadura por Arco Eléctrico:

La soldadura por arco es un proceso de soldadura por fusión en el que el calor necesario para fundir el metal se obtiene de un arco eléctrico entre el metal base y un electrodo.

El arco eléctrico se produce cuando se tocan dos conductores juntos y luego se separan por un pequeño espacio de 2 a 4 mm, de modo que la corriente continúa fluyendo a través del aire. La temperatura producida por el arco eléctrico es de aproximadamente 4000 ° C a 6000°C.

Soldadura por arco con Electrodo recubierto

Se utiliza un electrodo de metal que suministra el metal de aportación. El electrodo puede estar recubierto de flujo o desnudo. En caso de electrodo desnudo, se suministra material de flujo adicional. Tanto la corriente continua (DC) como la corriente alterna (A.C.) se utilizan para la soldadura por arco.

La corriente alterna para arco se obtiene de un transformador reductor. El transformador recibe corriente de la fuente principal a 220 a 440 voltios y baja a la tensión requerida, es decir, de 80 a 100 voltios. La corriente continua para el arco se obtiene generalmente de un generador accionado por un motor eléctrico, un motor de patrulla o un motor diesel.

Un voltaje de circuito abierto (para golpear el arco) en caso de soldadura DC es de 60 a 80 voltios, mientras que un voltaje de circuito cerrado (para mantener el arco) es de 15 a 25 voltios.

Procedimiento de soldadura por arco eléctrico:

En primer lugar, las piezas de metal a soldar se limpian a fondo para eliminar el polvo, la suciedad, la grasa, el aceite, etc. Luego, la pieza de trabajo debe sostenerse firmemente en accesorios adecuados. Inserte un electrodo adecuado en el soporte del electrodo en un ángulo de 60 a 80° con la pieza de trabajo.

Seleccione la corriente y la polaridad adecuadas. El punto está marcado por el arco en los lugares donde se va a realizar la soldadura. La soldadura se realiza haciendo contacto del electrodo con el trabajo y luego separando el electrodo a una distancia adecuada para producir un arco.

Cuando se obtiene el arco, el calor intenso así producido, funde el trabajo debajo del arco y forma una piscina de metal fundido. Se forma una pequeña depresión en la obra y el metal fundido se deposita alrededor del borde de esta depresión. Se llama cráter de arco. La escoria se cepilla fácilmente después de que la junta se ha enfriado. Una vez finalizada la soldadura, el soporte del electrodo debe extraerse rápidamente para romper el arco y el suministro de corriente se desconecta.

La configuración de soldadura por arco

Corriente eléctrica para soldadura:

Tanto DC (corriente continua) como A.C. (corriente alterna) se utilizan para producir un arco en la soldadura por arco eléctrico. Ambos tienen sus propias ventajas y aplicaciones.

La soldadora de corriente continua obtiene su potencia de un motor de corriente alterna o de un generador diésel/gasolina o de un rectificador de estado sólido.

Las capacidades de la máquina DC son:

Corriente:

Hasta 600 amperios.

Voltaje de circuito abierto:

50 a 90 voltios, (para producir arco).

Voltaje de circuito cerrado:

18 a 25 voltios (para mantener el arco).

La soldadora de Aire acondicionado tiene un transformador reductor que recibe corriente del suministro principal de aire acondicionado. Este transformador reduce el voltaje de 220 V-440V a un voltaje normal de circuito abierto de 80 a 100 voltios. El rango actual está disponible hasta 400 amperios en pasos de 50 amperios.

Las capacidades de la máquina de soldadura A.C. son:

Rango de corriente:

Hasta 400 amperios en pasos de 50 amperios.

Voltaje de entrada:

220V-440V

Voltaje requerido real:

80 – 100 voltios.

Frecuencia:

50/60 HZ.

Importancia de la polaridad:

Cuando se utiliza corriente DC para soldar, los siguientes dos tipos de polaridad están disponibles:

(i) Polaridad recta o positiva.

ii) Polaridad inversa o negativa.

Cuando el trabajo se hace positivo y el electrodo como negativo, la polaridad se llama polaridad recta o positiva, como se muestra en la Fig. 7.16 a).

En polaridad recta, aproximadamente el 67% del calor se distribuye en el trabajo (terminal positivo) y el 33% en el electrodo (terminal negativo). La polaridad recta se utiliza cuando se requiere más calor en el trabajo. El metal ferroso, como el acero dulce, con mayor velocidad y soldadura sonora, utiliza esta polaridad.

a) Polaridad recta.

(b) Polaridad inversa

Polaridad para soldadura por arco DC

Por otro lado, cuando el trabajo se hace negativo y el electrodo como positivo, la polaridad se conoce como polaridad inversa o negativa, como se muestra en la Fig. 7.16 b).

En polaridad inversa, aproximadamente el 67% del calor se libera en el electrodo (terminal positivo) y el 33% en el trabajo (terminal negativo).

La polaridad inversa se utiliza cuando se requiere menos calor en el trabajo, como en el caso de la soldadura de chapa fina. Los metales no ferrosos, como el aluminio, el latón y el níquel de bronce, están soldados con polaridad inversa.

Equipos necesarios para la soldadura por arco eléctrico:

Los diversos equipos necesarios para la soldadura por arco eléctrico son:

La máquina de soldadura utilizada puede ser una máquina de soldadura A.C. o D. C. El Aire Acondicionado. La soldadora tiene un transformador reductor para reducir el voltaje de entrada de 220 – 440V a 80-100V. La soldadora de DC consta de un grupo electrógeno de aire acondicionado o un grupo electrógeno de motor diesel/gasolina o un grupo de soldadura rectificador de transformador.

La máquina A.C. generalmente funciona con una fuente de alimentación de 50 hertz o 60 hertz. La eficiencia del transformador de soldadura A.C. varía de 80% a 85%. La energía consumida por Kg. de metal depositado es de 3 a 4 kWh para soldadura A.C., mientras que de 6 a 10 kWh para soldadura A.C. La máquina de soldadura A.C. generalmente funciona con un factor de potencia bajo de 0.3 a 0.4, mientras que el motor en D. C. la soldadura tiene un factor de potencia de 0,6 a 0,7. La siguiente tabla 7.9 muestra el voltaje y la corriente utilizados para la máquina de soldadura.

Voltaje y corriente para soldadora

Portaelectrodos:

La función del portaelectrodos es sostener el electrodo en el ángulo deseado. Estos están disponibles en diferentes tamaños, de acuerdo con la clasificación de amperios de 50 a 500 amperios.

Cables o cables:

La función de los cables o cables es llevar la corriente de la máquina al trabajo. Estos son flexibles y están hechos de cobre o aluminio. Los cables están hechos de 900 a 2000 cables muy finos retorcidos entre sí para proporcionar flexibilidad y mayor resistencia.

Los cables están aislados por un revestimiento de caucho, un revestimiento de fibra reforzada y, además, con un revestimiento de caucho pesado.

Conectores de cable y terminales:

Las funciones de los conectores de cable son hacer una conexión entre los interruptores de la máquina y el soporte del electrodo de soldadura. Se utilizan conectores de tipo mecánico; ya que pueden ensamblarse y desmontarse muy fácilmente. Los conectores están diseñados de acuerdo con la capacidad de corriente de los cables utilizados.Martillo de astillado

:

La función del martillo de astillado es eliminar la escoria después de que el metal de soldadura se haya solidificado. Tiene forma de cincel y está puntiaguda en un extremo.

Cepillo de alambre, Rueda de cable de alimentación:

La función del cepillo de alambre es eliminar las partículas de escoria después de astillar mediante martillo astillador. A veces, si está disponible, se utiliza una rueda de cable de alimentación en su lugar, un cepillo de alambre manual.

Ropa protectora:

Las funciones de las prendas protectoras utilizadas son proteger las manos y la ropa del soldador del calor, la chispa, los rayos ultravioleta e infrarrojos. La ropa protectora utilizada es delantal de cuero, gorra,guantes de mano de cuero, mangas de cuero, etc. Los zapatos de cuero de tobillo alto deben ser usados por el soldador.Pantalla o protector facial

:

La función de la pantalla y el protector facial es proteger los ojos y la cara del soldador de las radiaciones ultravioletas e infrarrojas dañinas producidas durante la soldadura. El blindaje se puede lograr desde el casco de la cabeza o el casco de la mano.

Preparación de bordes de una junta:

La eficiencia y la calidad de la junta soldada también dependen de la preparación correcta de los bordes de las placas a soldar. Es necesario eliminar todas las escamas, óxido,grasa, pintura, etc. de la superficie antes de soldar.

La limpieza de la superficie debe llevarse a cabo mecánicamente con cepillo de alambre o rueda de alambre de alimentación, y luego químicamente con tetracloruro de carbono. Se debe dar una forma adecuada a los bordes de la placa para producir una articulación adecuada.

La forma de los bordes puede ser lisa, en forma de V,en forma de U, remodelada, etc. La elección de varias formas de borde depende del tipo y grosor del metal a soldar. Algunos tipos diferentes de ranuras para los bordes de la obra :

(i) Tope cuadrado:

Se utiliza cuando el grosor de la placa es de 3 a 5 mm. Ambos bordes a soldar deben estar espaciados entre 2 y 3 mm, como se muestra en la Fig. 7.17 a).

(ii) Culata en V simple:

Se utiliza cuando el grosor de las placas es de 8 a 16 mm. Ambos bordes están biselados para formar un ángulo de aproximadamente 70° a 90°, como se muestra en la Fig. 7.17 b).

(Iii) Culata en V doble:

Se utiliza cuando el grosor de las placas es superior a 16 mm y donde se puede realizar soldadura en ambos lados de la placa. Ambos bordes están biselados para formar una doble V, como se muestra en la Fig. 7.17 c).

(iv) Culata en U simple y doble:

Se utiliza cuando el grosor de la placa es superior a 20 mm. La preparación del borde es difícil, pero las juntas son más satisfactorias. Requiere menos metal de relleno, como se muestra en la Fig. 7.17 d) y e).