Equipos principales requeridos para soldadura por resistencia

Este artículo arroja luz sobre los tres equipos principales requeridos para la soldadura por resistencia. Los equipos son: 1. Circuito eléctrico 2. Contactores y temporizadores 3. Sistemas mecánicos.

Equipo # 1. Circuito eléctrico:

El circuito eléctrico consiste en un transformador de soldadura descendente con un contactor en el primario y un circuito secundario que a menudo es de una sola vuelta. El circuito secundario incluye los electrodos y las piezas entre ellos. Tanto la CA como la CC se utilizan para soldadura por resistencia. Las máquinas de soldadura convierten la alimentación de red de 50 hercios en baja tensión, alta potencia de amperaje en el circuito secundario. Las máquinas de soldadura AC son monofásicas o trifásicas.

Sistemas monofásicos:

La mayoría de las máquinas de soldadura por resistencia son de tipo monofásico en las que un transformador monofásico convierte el suministro de la red a un voltaje bajo de 1 a 25 voltios. La corriente requerida en el secundario depende del material, el grosor y la geometría de la pieza de trabajo y puede variar entre 1000 y 100, 000 amperios.

El control del calor de soldadura se logra a través de una selección de tomas en el primario del transformador de soldadura y mediante un control de cambio de fase que cambia el período de inducción del contactor de encendido como se muestra en la Fig. 12.6.

Ignitron es un dispositivo que se usa para cambiar el equipo que se usa para suministrar una corriente más alta, mientras que los tubos de tiratrón se pueden usar para una corriente de hasta 40 amperios. En thyratron, la rejilla (como en la válvula de triodo) impide el flujo de corriente hasta que se desee, mientras que en ignitron el flujo de corriente se inicia cuando se desea. En unidades más modernas, se utilizan SCR (rectificadores controlados por silicio) en lugar de tiratrón o ignitrones.

Un encendedor es un tubo de descarga de gas que conduce la corriente solo cuando se le ha inyectado una señal de comando. Consiste en un tubo sellado que contiene un ánodo y un cátodo de mercurio como se muestra en la Fig. 12.7. En condiciones normales, no hay flujo de corriente entre el cátodo y el ánodo. Cuando se aplica voltaje al encendedor, el mercurio se evapora y el tubo se llena de vapores y comienza el flujo de corriente.

La corriente es conducida por el tubo de ignición siempre que haya una diferencia de voltaje entre el cátodo y el ánodo. Como la corriente solo puede fluir del cátodo al ánodo, ignitron puede actuar como un rectificador. Al conectar el encendedor a un temporizador preciso, se puede lograr un control muy preciso del tiempo de soldadura.

Si solo se conecta un encendido en el circuito, el calor se genera en el material en pulsos de medio ciclo sin flujo de corriente entre ellos. Esto puede no generar un calor adecuado en el material y las soldaduras pueden ser insatisfactorias, particularmente en los materiales de alta conductividad como el aluminio. Sin embargo, el problema puede superarse conectando dos ignitrones en una conexión adosada, por lo que la corriente alterna fluirá sin interrupciones en el circuito secundario del transformador. Este circuito se muestra en la figura 12.8.

Sistemas trifásicos:

Las máquinas de soldadura de resistencia trifásica tienen la ventaja de una carga equilibrada en el suministro de la red primaria y, por lo tanto, son las preferidas. Existen dos tipos de máquinas de este tipo: convertidores de frecuencia y rectificadores. La máquina tipo convertidor de frecuencia tiene un transformador de soldadura especial con un primario trifásico y un secundario monofásico. El flujo de corriente se controla a través de ignitron o SCR en el circuito primario.

El flujo de corriente en el circuito secundario es en forma de pulsos de CC, cuya polaridad se puede cambiar al cambiar la polaridad de los semiciclos primarios. El circuito es similar al de una máquina monofásica. La frecuencia de la corriente en el secundario es controlada por el cambio de fase; la frecuencia más alta del suministro secundario de 50 Hz es de 16 Hz, es decir, con un ciclo completo en cada dirección y dos tiempos de enfriamiento de medio ciclo o 3 pulsos en un ciclo completo. Una reducción en la frecuencia disminuye la reactancia y, por lo tanto, aumenta la importancia relativa de la resistencia del electrodo al trabajo.

En las máquinas de soldadura de resistencia de rectificador trifásico, los SCR se utilizan ampliamente en el circuito secundario debido a su fiabilidad inherente. La entrada trifásica se transforma así en una corriente rectificada de bajo voltaje. Sin embargo, la corriente de soldadura de CC tiene una ondulación trifásica pesada debido a la falta de suavizado y al uso de corriente de fase desplazada. El circuito eléctrico para tal máquina se muestra en la figura 12.9.

Equipo # 2. Contactores y temporizadores :

Un contactor de soldadura se utiliza en el primario de una máquina de soldadura por resistencia y sirve para conectar y desconectar la fuente de alimentación. Puede ser de tipo mecánico, magnético o electrónico. Los contactores mecánicos se operan normalmente con un pedal o una leva accionada por motor.

Son de bajo costo pero ruidosas y tienen una vida más bien corta. Los contactores magnéticos son accionados por un electroimán que opera contra un resorte y la gravedad. Están hechos para abrir el circuito de alimentación cuando el; ola de ac se acerca a cero. También tienen la ventaja de un bajo costo inicial, pero el costo de mantenimiento es alto y no pueden funcionar constantemente en ciclos rápidos de soldadura.

Los contactores electrónicos son tubos de tiratrón o ignitrón o rectificadores controlados por silicio (SCR) para detener o iniciar el flujo de corriente en el circuito primario

Los temporizadores se utilizan para controlar la secuencia y la duración de cada función, incluida la fuerza del electrodo y los intervalos de tiempo entre cada función o fase.

Equipo # 3. Sistemas mecánicos:

Estos sistemas están incorporados para mover el electrodo para sostener el trabajo. La fuerza del electrodo se aplica por medios mecánicos, hidráulicos, neumáticos o magnéticos. La fuerza del electrodo puede variar según la necesidad del proceso. Las máquinas de niveles múltiples se emplean generalmente para proporcionar una alta presión de forjado durante la solidificación de la soldadura.

La magnitud de la presión varía según la composición, el grosor y la geometría de las piezas. La presión de forjado aplicada para consolidar el nugget de soldadura puede ser de dos a tres veces la presión de soldadura.

Si la presión no está bien controlada, puede provocar un calentamiento excesivo en los contactos del electrodo al trabajo, lo que puede ocasionar la formación de arcos con la consiguiente picadura o quemadura de las caras de los electrodos o las piezas de trabajo que hacen que las soldaduras sean completamente insatisfactorias.