• Author / Uploaded
• Javier Plaza Guerrero

• Categories
• Soldadura
• Transformador
• Electricidad
• Física aplicada e interdisciplinaria
• Electromagnetismo

Citation preview

Índice. Introducción……………………………………………………………...…3 Soldadura por resistencia eléctrica…………………………………………4 Principales procesos de soldadura por resistencia eléctrica……………...4-6 Medidas de Seguridad………………………………………………...…6,7 Factores determinantes en la soldadura………………………………..…8,9 Ventajas y usos de la soldadura por resistencia eléctrica…………………..9 Conclusión………………………………………………………….……..10 Bibliografía…………………………………………………………..……11 Anexos….

Introducción. La soldadura por resistencia eléctrica es uno de muchos métodos de unir dos o más piezas de metal. Algunos de esos métodos a diferencia de otras soldaduras se deben realizar bajo varios métodos y especificaciones, La soldadura por resistencia se caracteriza por utilizar una combinación de calor y presión para obtener una coalescencia. El calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar. La soldadura por resistencia es una de las técnicas de soldadura más antiguas y ofrece un gran número de ventajas sobre otras, incluyendo rapidez y eficiencia energética. Se llama así porque emplea la resistencia propia de los materiales al paso de una corriente eléctrica para generar el calor necesario. Es una soldadura de tipo autógeno ya que en la unión entre las piezas no intervienen materiales ajenos a ellas. En todos los procesos de soldeo por resistencia se hace pasar una corriente eléctrica que produce un calentamiento localizado de las chapas metálicas hasta la temperatura de forja y se aplica un esfuerzo entre ellas para que se produzca la soldadura.

3 1. Soldadura por resistencia eléctrica. La soldadura por resistencia es considerada un proceso de fabricación, termoeléctrico, se realiza por el calentamiento que experimentan los metales, hasta la temperatura de forja o de fusión debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica, es una soldadura tipo autógena que no interviene material de aporte. Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas a soldar, se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una corriente eléctrica intensa durante un instante. La zona de unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y funde los metales, realizándose la soldadura. La cantidad de calor necesaria, por tanto la intensidad aplicada y tiempo de presión ejercida dependerá del tipo de metal a soldar. 2. Principales procesos de soldadura por resistencia eléctrica. Soldadura por puntos: La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia, útil en láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5 y 3 mm de espesor, que se logra mediante el calentamiento de una pequeña zona al hacer circular una corriente eléctrica. El principio del funcionamiento de este proceso consiste en hacer pasar una corriente eléctrica de gran intensidad a través de los metales que se van a unir. Como en la unión de los mismos la resistencia es mayor que en el resto de sus cuerpos, se generará el aumento de temperatura en la juntura (efecto Joule). Aprovechando esta energía y con un poco de presión se logra la unión. La alimentación eléctrica pasa por un transformador en el que se reduce la tensión y se eleva considerablemente la intensidad para aumentar la temperatura. Es el proceso de soldadura por resistencia más utilizado en la unión de piezas formadas con chapas y láminas de acero de espesores pequeños o medianos. La soldadura por resistencia se fundamenta en la generación de una unión íntima por efecto de la energía térmica y mecánica.

4 Durante el proceso, una corriente eléctrica fluye directamente desde un electrodo a otro atravesando las láminas a ser soldadas, a su paso encuentra una serie de resistencias que disipan energía en forma de calor. Según la Ley de Joule, el calor producido es directamente proporcional al valor de la resistencia y aumenta con el cuadrado de los valores de la intensidad. Soldadura por proyecciones o resaltos: La soldadura se realiza por contacto de la pieza con resaltes o puntos especialmente rugosos de diferente forma. Estos puntos de contacto pueden consistir por ejemplo, en proyecciones o protuberancias anulares o alongadas. Con este proceso, es posible soldar al mismo tiempo por distintos puntos de soldadura. Ejemplos de artículos soldables por este procedimiento:  Soldadura de proyección sobre hojas metálicas de cerrojos y tornillos.  Soldadura de barras accionadores como alambres o varillas.  Soldadura de proyección de tuberías en T o uniones cruciformes como grifos.  La soldadura cruzada de alambre (mallas) es un ejemplo de soldadura por proyección. Soldadura por Costura: Es la destinada a la "costura" de láminas impenetrables. La soldadura es un proceso continuo en el que los electrodos son róldanas que aplican una fuerza (presión), corriente y solapan los materiales base. Una máquina de soldar por roldadas puede asimilarse a una máquina de soldadura por puntos en la cual los electrodos superior e inferior han sido sustituidos por unos discos del mismo material que los electrodos. Los discos giran, ambos a la misma velocidad periférica, desplazándose presionadas entre ellos las dos láminas o chapas a soldar. Mediante un control electrónico se modulan unos tiempos "calientes" (paso de corriente) y "fríos" (sin paso de corriente) con lo cual se van realizando unos puntos de soldadura que según estén regulados los controles de la máquina pueden producir soldaduras estancas si cada punto se solapa con el anterior o bien una sucesión de puntos espaciados regularmente entre sí que permiten rigidificar determinadas piezas o perfiles conformados en frío.

5 Soldadura instantánea o a tope: La soldadura a tope es aquella en la que toda la superficie en contacto entre dos piezas forma parte de la soldadura. Además, tiene que cumplir que las superficies a soldar llegan hasta la temperatura de fusión y forja y aplicarles la presión de forja necesaria entre ellas según la sección a soldar. Se emplea principalmente para unir en prolongación o en ángulo perfiles laminados, chapas, tubos y piezas especiales con secciones soldadas de hasta unos 12000 mm2. Compite con ventaja con otros procedimientos en cuanto a costes de producción pero, en costes de primera instalación y en mantenimiento técnico otros procedimientos alternativos son más económicos. 3. Medidas de Seguridad. Antes de realizar cualquier clase de soldadura por este medio, hay que tomar en cuenta ciertos parámetros de protección y medidas de seguridad adecuadas para el uso correcto de dicho dispositivo; Protección personal Guantes de cuero o de otro material resistente a las llamas.  Ropa de lana.  Delantales de cuero o de otro material resistente a las llamas.  Calzado alto de gran seguridad.  Guarda piernas para trabajos duros.  Gafas, gorras bajo los cascos y cubre hombros.  Los pantalones no deben remangarse.  Los bolsillos delanteros deben eliminarse y las mangas y el cuello mantenerse abrochados para impedir que penetren chispas.  La ropa externa debe estar limpia de aceite y grasa.

6 Antes del trabajo  Determinar los materiales combustibles existentes en la zona.  Precisar si el trabajo puede ser realizado en un lugar más seguro.  Despejar la zona de los materiales combustibles evitando cualquier daño por una chispa o desprendimiento (soldadura por destello o chispa) Durante el trabajo  Un operario debe vigilar las operaciones, dispuesto a intervenir con los medios de extinción.  No debe trabajarse en las proximidades de las botellas de gas, evitando así, que las chispas las alcancen.  Debe vigilarse constantemente: La proyección de chispas y su efecto. La transmisión de calor por elementos metálicos. El alcance de la llama. En caso necesario, debe procederse a la refrigeración de las conducciones y elementos metálicos afectados. Las puntas de electrodos deben depositarse en un recipiente con agua o arena. Ya al momento de soldar las piezas requeridas se debe considerar lo siguiente:  Localizar y concentrar la corriente de soldadura en el punto de soldar.  Transmitir el esfuerzo de compresión en dicho punto.  Disipar con rapidez óptima la concentración de calor.  Disponer de una conductividad elevada.  Poseer una dureza y resistencia mecánica elevada, incluso a altas temperaturas.  Tener las dimensiones y forma convenientes. 7

4. Factores determinantes en la soldadura. La magnitud de la corriente El dispositivo usado generalmente es un transformador. Los transformadores son considerados como un variador ya sea para aumentar o disminuir el voltaje, pero la corriente también puede ser transformada de la misma manera. Un transformador consiste de 2 bobinas de alambre, llamadas primaria y secundaria, enrolladas en un núcleo de hierro. La energía es transferida del primario al secundario por medio de las propiedades magnéticas del hierro. El factor por el cual la corriente o voltaje es aumentada o disminuida es aproximadamente igual al cociente entre el número de vueltas del alambre en las bobinas formando los enrollados primario y secundario del transformador. Tiempo de flujo de la corriente La duración del tiempo que la corriente de soldadura fluye a través de las dos piezas de metal a ser soldadas es también importante. Sin embargo, dispositivo usado para encender y apagar la corriente es una parte crítica del sistema. Un relay ó un switch operado manualmente pueden ser considerados como un dispositivo de conmutación, pero cualquiera de los dos será inadecuado porque operan a una velocidad relativamente lenta. En el ejemplo precedente, la corriente debe ser conectada por sólo ¼ de segundo. Es muy difícil conectar y desconectar un switch nuevamente en ¼ de segundo, y aún más dificultoso será hacerlo consistentemente. Sin embargo, debería usarse algunos aparatos electrónicos que no tengan partes movibles. Hay dos de estos dispositivos disponibles. El tubo de ignitrón, que se ha utilizado durante muchos años es uno de ellos, y el rectificador controlado con silicón (SCR), recientemente desarrollado, es el otro. Ambos operan en virtud del hecho de que una pequeña señal eléctrica aplicada al aparato le permite a éste conectar en una pequeña fracción de segundo y conducir una gran cantidad de corriente. Removiendo la señal eléctrica se permitirá al dispositivo desconectarse nuevamente. La rapidez en el conectarse y desconectarse es posible porque no hay partes mecánicas en movimiento. Los tubos de ignitrón operan con el principio de ionización del vapor de mercurio, mientras los rectificadores controlados de silicón operan en el principio de los semi conductores de estado sólido similar a los transistores.

8 Fuerza en los electrodos Esta fuerza es necesaria para asegurar un buen contacto eléctrico entre las partes que van a ser soldadas, y para mantener las partes fijas hasta que el metal derretido que forma la junta sólida tenga tiempo de solidificarse. Dependiendo del tamaño y tipo de máquina soldadora, se usan varios métodos de desarrollo de los electrodos, pero lo más común es usar aire comprimido En un cilindro con un pistón. El cilindro va rígidamente unido al marco de la máquina soldadora y el pistón movible está conectado al electrodo superior. Aire comprimido introducido en el cilindro desarrolla una fuerza en el pistón que, en su tiempo, empuja hacia abajo el electrodo contra el metal a ser fundido. El monto de la fuerza aplicada depende del área del pistón y de la presión del aire comprimido. En el ejemplo precedente donde 600 libras de fuerza del electrodo se requería, un pistón de diámetro de cinco pulgadas necesitaría una presión de aire de 30 libras por pulgada cuadrada. 5. Ventajas y usos de la soldadura por resistencia eléctrica. Ventajas  Sencillez del proceso, pues no requiere preparación especial de las chapas a unir.  Robustez del proceso, ya que es capaz de absorber tolerancias considerables en variables perturba-doras tales como exceso de gaps, suciedad de chapas, atmósferas contaminadas, etc., que otras técnicas de soldadura tendrían una in-fluencia negativa decisiva.  Alta velocidad de proceso, con tiempos de soldadura muy cortos y elevadas velocidades de paso de unos puntos a otros. 

Gran flexibilidad y adaptabilidad al poder integrar las pinzas de soldadura en instalaciones robotizadas capaces de ejecutar rutinas de trabajo muy diversas.

Usos: La soldadura por resistencia, y en particular la soldadura por puntos, está especialmente indicada para el sector de la automoción, y particularmente para la soldadura de las carrocerías, debido a los reducidos espesores de las chapas empleadas en las mismas. Otra aplicación también importante de la soldadura por resistencia, aunque no por puntos, es en la

unión de varillas para formar mallas (por ejemplo las típicas vallas de cierre de obras). 9 Conclusión El proceso de soldadura por resistencia eléctrica es un procedimiento de que se aplica en una amplia gama de trabajos industriales, la soldadura por resistencia con todas sus variantes ocupa un puesto importante en la historia de la producción en serie, la variedad de piezas fabricadas por este proceso es bastante extensa. El empleo más conocido de la soldadura por resistencia es el que se lleva a cabo en la construcción de las carrocerías de los automóviles donde por ejemplo es importante aplicar la corriente de soldar en el momento apropiado durante la operación de la máquina soldadora. Esta es la función del control de soldadora, de hecho, el propósito de un control es coordinar la aplicación de la corriente de soldadura con el movimiento mecánico de la máquina soldadora. Más específicamente, el control le dice a los electrodos cuando cerrarse y cuando abrirse, y también le dice a la corriente de soldadura cuando empezar y cuando detenerse, donde de esa manera se puede corregir cualquier clase de error para obtener una soldadura de manera más eficiente.

10

Bibliografía.

 http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura  http://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_por_puntos  http://www.cientificosaficionados.com/tbo/puntos/soldadura.htm  http://www.yoreparo.com/foros/electronica_industrial/ayuda-paraconstruir-maquina-de-soldar-por-electro-punto-t222677.html  http://www.spotweldingconsultants.com/welding_basics_spanish.pdf  http://www.mapfre.com/documentacion/publico/i18n/catalogo_imagene s/grupo.cmd?path=1030481

11

Soldadura por Puntos

Soldadura por Costura

Soldadura a tope

Soldadura por Proyección