Tecnología de Soldadura por Resistencia: Parámetros, Proceso y Maquinaria

Parámetros Clave en la Soldadura por Arco (TIG/MIG)

Los siguientes factores y parámetros son cruciales para controlar la calidad y eficiencia en procesos de soldadura por arco, como TIG o MIG:

• Tipo de corriente: Puede ser continua o alterna, seleccionada en función del material a soldar y el tipo de electrodo.
• Intensidad de soldadura: Determinada por el espesor de las chapas a soldar, la cual a su vez está relacionada con el diámetro del electrodo no consumible.
• Caudal del gas: Se regula en función de las chapas a soldar y el tipo de gas de protección utilizado.
• Tiempo de desconexión (rampa de bajada): Es el tiempo que se debe regular para que, una vez accionado el interruptor de la antorcha, la corriente siga circulando por el electrodo pero disminuya de forma progresiva su intensidad. Esto es fundamental para evitar la formación de cráteres y asegurar una soldadura de calidad.
• Tiempo de posflujo: Una vez finalizada la soldadura, el gas de protección no se corta al instante, sino que continúa saliendo durante un tiempo determinado. Este tiempo está relacionado con el diámetro del electrodo y es vital para proteger el baño de fusión y el electrodo del contacto con el aire mientras se enfrían.

Soldadura Eléctrica por Resistencia

La soldadura eléctrica por resistencia es un proceso de unión que se efectúa por presión y calor, sin necesidad de material de aportación. La temperatura de las piezas a unir aumenta hasta un punto ligeramente por debajo de su punto de fusión. Esta temperatura se genera al hacer pasar una corriente eléctrica de elevada intensidad entre dos electrodos durante un corto espacio de tiempo.

Principio de Funcionamiento y Fórmula del Calor

El calor (Q) producido en la soldadura por resistencia se calcula mediante la siguiente fórmula:

Q = I² * R * t * 0.24 calorías

Q:

Calor producido en calorías.

I:

Intensidad de corriente en amperios.

R:

Resistencia eléctrica en ohmios.

t:

Tiempo de paso de corriente en segundos.

Resistencias en Serie durante el Proceso

Durante el proceso de soldadura por resistencia, se identifican cinco resistencias en serie que contribuyen a la generación de calor:

1. Resistencia de contacto entre el electrodo superior y la chapa de superficie: Primera zona de calentamiento.
2. Resistencia de la chapa superior: Resistencia inherente al material de la chapa.
3. Resistencia de contacto entre las dos chapas: Esta es la mayor de todas las resistencias y es donde se produce la soldadura principal, generando el punto de unión.
4. Resistencia de la chapa inferior: Resistencia inherente al material de la chapa.
5. Resistencia de contacto entre la chapa inferior y el electrodo inferior: Última zona de calentamiento.

La presión ejercida por los electrodos fuerza a las dos piezas a soldar a tener un mayor contacto, lo que reduce la resistencia general y concentra el calor en el punto de unión.

Ventajas de la Soldadura por Resistencia

Este sistema de soldadura ofrece múltiples beneficios en comparación con otros métodos:

• Rapidez en la ejecución: Permite ciclos de producción muy cortos.
• Mínimas deformaciones: El calor aplicado es localizado y controlado, reduciendo las deformaciones térmicas.
• Facilidad de manejo: Los equipos suelen ser automatizables y de operación sencilla.
• No necesita repasos posteriores: Las uniones suelen ser limpias y no requieren acabados adicionales.
• Facilidad de sustitución: Las piezas unidas por este sistema pueden ser reemplazadas con relativa facilidad si es necesario.

Aplicaciones y Métodos Comunes

La soldadura por resistencia es el método más utilizado en la fabricación de carrocerías de vehículos y permite unir una amplia variedad de materiales, incluyendo acero al carbono, acero inoxidable, aluminio y cobre.

Existen varios métodos de soldadura por resistencia, siendo los más comunes:

• Soldadura por puntos
• Soldadura por dobles puntos
• Soldadura por protuberancias
• Soldadura por empuje
• Soldadura por roldana o costura
• Soldadura por chisporroteo
• Soldadura a tope por resistencia
• Soldadura por percusión

Componentes del Equipo de Soldadura por Resistencia

Un equipo típico de soldadura por resistencia se compone de los siguientes elementos esenciales:

Fuente de Energía

Es un transformador de corriente alterna cuyo secundario está conectado a los electrodos mediante conductores de gran sección. Su función principal es convertir la corriente de la red (típicamente 380/220V) en una corriente de baja tensión (2-5V) pero con un amperaje extremadamente elevado, que puede superar los 9000 A. Para trabajar con materiales como el aluminio, algunos equipos pueden operar con frecuencias de hasta 5000 Hz.

Panel de Control

Compuesto por selectores (digitales o analógicos) que permiten regular con precisión los parámetros de soldadura, como la intensidad, el tiempo de paso de corriente y la presión. Es el cerebro del equipo, permitiendo adaptar el proceso a las necesidades específicas de cada unión.

Portaelectrodos

Son los encargados de sujetar y posicionar los electrodos. Pueden ser accionados de forma hidráulica, neumática o manual, dependiendo del tipo de máquina y la aplicación.

Electrodos

Se fabrican de materiales con excelente conductividad eléctrica y térmica, y que poseen una alta resistencia mecánica (por ejemplo, aleaciones de cobre). La punta de los electrodos suele ser troncocónica o esférica para concentrar la corriente. La dimensión estándar del diámetro del electrodo (D) se calcula aproximadamente como D = 2e + 3mm, donde 'e' es el espesor de la chapa.

Consideraciones importantes sobre los electrodos:

• Si se sueldan dos piezas de diferente espesor, puede haber un problema de calentamiento desigual. Para compensarlo, se debe usar una punta de electrodo de diámetro más pequeño en la chapa más gruesa.
• Si se unen dos metales de diferente conductividad térmica, se recomienda usar un electrodo de mayor diámetro en el lado del metal con menor conductividad para equilibrar la distribución del calor.