Soldadura per resistència: paràmetres, materials i processos

Soldadura per resistència: definició i principi

Soldadura autògena, sense aportació de material; no hi ha fusió completa: el material arriba a un estat pastós però no a la fusió, i la soldadura es produeix per forja, per la pressió que exerceixen els propis elèctrodes sobre els materials a unir.

Fonament tèrmic

El calor ve determinat per: Q = I² · R · t, on Q és la quantitat de calor, I és la intensitat de corrent als elèctrodes, R és la resistència elèctrica que ofereixen els materials i t és el temps de pas del corrent.

Solda ràpida

Solda ràpida: material en estat pastós; intensitat elevada. El corrent passa pels elèctrodes i per les planxes en temps breu. No dissipa calor al plató ni al portaelèctrodes; risc de cremades.

Pressió i estat pastós

Pressió baixa perquè la resistència elèctrica al pas del corrent sigui gran i faciliti l’escalfament de les planxes; les planxes han de fer un bon contacte elèctric i no s’ha de produir l’arc elèctric. Si el material està en un estat pastós, la pressió ha de ser alta per expulsar les bosses de gas i fer una bona forja.

Falta de pressió i arcs

La falta de pressió entre els elèctrodes provoca que no hi hagi una bona continuïtat elèctrica entre els elèctrodes i les planxes o entre les planxes, fet que provoca un arc elèctric que fon el material i el projecta. Això perfora o fa cràters a la planxa i s’adhereix material fos als elèctrodes.

Temps de manteniment

El temps de manteniment ha de ser igual o superior al temps de pas de corrent, per donar temps a solidificar el material mentre es produeix la forja per la pressió dels elèctrodes. Si no, els punts de soldadura serien de baixa resistència mecànica.

Resistències de contacte

Les resistències de contacte entre els elèctrodes i les planxes i entre les planxes depenen del grau de neteja que es faci a les superfícies a soldar i de la pressió dels elèctrodes.

Soldadura d'alumini

Per soldar l’alumini es requereixen intensitats molt elevades; l’alumini és un molt bon conductor del corrent elèctric i ofereix una resistència molt baixa al pas de corrent, de manera que es requereixen corrents molt elevats per portar-lo a un estat pastós. A més, és molt bon conductor del calor, pel que dissipa la calor molt ràpidament.

Propietats del coure

El coure és un material amb molt bona conductivitat elèctrica i tèrmica, però les seves propietats de resistència mecànica, sobretot a altes temperatures, són baixes. L’addició de crom és per donar-li resistència mecànica i així suportar les pressions necessàries per produir la forja.

Requisits dels electrodos

• Bona conductivitat elèctrica, per facilitar el pas del corrent sense oferir resistència.
• Bona conductivitat tèrmica, per dissipar el calor.
• Alta resistència mecànica i tenacitat, inclús a temperatures elevades perquè no es deformin amb la pressió.

Puntes esfèriques dels elèctrodes

Les puntes esfèriques fan una empremta menys profunda. Comencen per la part central, s’escalfen molt ràpidament i s’estenen cap als costats; així van penetrant la part exterior de la punta de l’elèctrode que està en contacte amb material fred.

Diàmetres i recobriments

De = 2e + 3 → De = 2 × 0,8 + 3 → De = 4,6 mm.
El recobriment mínim ha de ser: R = 2,5 De → R = 2,5 × 4,6 → R = 11,5 mm.

Índex IP

IP: Índex de protecció 21. (2) Resistència a la penetració d’objectes sòlids de 12 mm de diàmetre. (1) Resistència a l’aigua: goteig vertical.

Gruix de les planxes

Una planxa més fina ofereix més resistència al pas del corrent i així s’obliga que el corrent travessi l’altra planxa i formi el punt de soldadura. Les planxes han de tenir prou consistència (gruix) per aguantar la pressió dels elèctrodes i perquè es faci la forja.