Soldadura de resistencia.
Soldadura de Arco (Arc Welding - AW): Soldadura por Puntos, por Costura y por Proyección Introducción
La soldadura de arco es un grupo de procesos de soldadura de metales en los que se produce la coalescencia de las partes mediante calor generado por un arco eléctrico. Estos procesos pueden realizarse con o sin presión y con o sin aporte de metal.
Este tipo de soldadura es de fusión, es decir, el calor es generado por el arco entre el metal base y un electrodo, o entre dos electrodos en algunos casos específicos.
Historia de la Soldadura de Arco
1881-1887: Primeros experimentos
Los principios prácticos de la soldadura de arco surgieron poco después de la introducción de las luces de arco eléctrico en 1881. Uno de los primeros en realizar experimentos con este método fue DeMeritens, quien en 1881 utilizó un arco de carbón para unir partes de una batería de plomo.
En 1885, el ruso N. Von Bernardos patentó un proceso de soldadura por arco de carbón, basado en los experimentos de DeMeritens. Sin embargo, el proceso de Bernardos era difícil y peligroso debido a los altos voltajes empleados (100 a 300 V) y las altas intensidades de corriente (600 a 1000 A).
1889-1908: Evolución del electrodo de metal
El sistema de Slavinoff introdujo un electrodo de metal desnudo, reemplazando el electrodo de carbón utilizado por Bernardos. En 1908, Kjellberg aplicó un recubrimiento al electrodo desnudo, iniciando el desarrollo de los electrodos revestidos, tecnología que aún se usa hoy en día.
1916-1926: Uso industrial y nacimiento de la AWS
Durante la Primera Guerra Mundial, la soldadura de arco se utilizó en la fabricación de barcos, lo que llevó a un aumento en su desarrollo. En 1919, la creciente importancia del proceso llevó a la creación de la American Welding Society (AWS), organización que continúa promoviendo estándares de soldadura.
1926-1950: Desarrollo de procesos avanzados
En este período se combinaron la soldadura con gas y la soldadura por arco, dando origen a procesos como el hidrógeno atómico, patentado por Irving Langmuir en 1924. También se desarrollaron electrodos específicos para aceros aleados y metales no ferrosos como cobre y aluminio.
Durante la Segunda Guerra Mundial, se perfeccionaron métodos de soldadura como el TIG (GTAW - Gas Tungsten Arc Welding) para soldar magnesio, utilizando helio como gas protector.
1951 - Actualidad: Modernización y automatización
Desde la década de 1950, han surgido numerosos procesos de soldadura avanzada, incluyendo:
- MIG/MAG (GMAW - Gas Metal Arc Welding)
- Haz electrónico (EBW - Electron Beam Welding)
- Soldadura láser (LBW - Laser Beam Welding)
- Soldadura por fricción e inercia
- Soldadura por electroescoria y electrogás
- Arco de plasma (PAW - Plasma Arc Welding)
El desarrollo de equipos automatizados ha permitido mejorar la precisión, seguridad y productividad en la soldadura industrial.
Soldadura por Resistencia (Resistance Welding - RW)
Principio de Funcionamiento
Figura. Soldadura de resistencia por puntos
La soldadura por resistencia genera calor mediante el paso de corriente eléctrica a través de las piezas a unir. A diferencia de la soldadura de arco, en este método la coalescencia se logra aplicando presión mecánica junto con el calor generado por la resistencia eléctrica del material.
Historia y Evolución
- 1856: El físico James Joule descubrió el principio de soldadura por resistencia al calentar cables con corriente eléctrica.
- 1877: Elihu Thompson desarrolló una máquina de soldadura por resistencia de baja presión.
- Siglo XX: Se perfeccionaron variantes como la soldadura por puntos, costura y proyección.
Tipos de Soldadura por Resistencia 1.
Soldadura por Puntos (Spot Welding)
- Consiste en aplicar corriente y presión en puntos específicos.
- Se usa para ensambles de chapas metálicas, como en la industria automotriz.
La soldadura por puntos es un proceso de soldadura por resistencia en el que se unen dos o más piezas metálicas mediante la aplicación de corriente eléctrica y presión en puntos específicos. Es ampliamente utilizada en la industria automotriz, metalmecánica y de electrodomésticos, debido a su rapidez, eficiencia y capacidad para unir láminas metálicas delgadas sin necesidad de material de aporte.
Principio de Funcionamiento
El proceso de soldadura por puntos se basa en la generación de calor por la resistencia eléctrica del material cuando se aplica una corriente de alta intensidad a través de los electrodos de cobre. Este calor fundirá el metal en la zona de contacto, formando una pepita de soldadura (nugget), que al solidificarse genera una unión fuerte y duradera.
Los pasos básicos del proceso son:
- Colocación de las piezas entre los electrodos de cobre.
- Aplicación de presión mecánica para asegurar un contacto adecuado.
- Paso de corriente eléctrica a través del metal base, generando calor y fundiendo la zona de unión.
- Mantenimiento de la presión para consolidar la unión mientras el metal fundido se solidifica.
- Cese de la corriente y retiro de los electrodos.
Ventajas de la Soldadura por Puntos
- Alta velocidad de producción, ideal para líneas de ensamblaje.
- Bajo consumo de material, ya que no requiere alambre de aporte ni gas protector.
- Uniones limpias y precisas, sin generar residuos ni escorias.
- Buena resistencia mecánica en chapas delgadas.
- Proceso automatizable, mejorando la repetitividad y la calidad.
Aplicaciones Comunes
- Industria automotriz: Ensamble de carrocerías y estructuras metálicas.
- Electrodomésticos: Fabricación de refrigeradores, lavadoras y estufas.
- Estructuras metálicas: Unión de paneles de acero en construcciones ligeras.
2. Soldadura por Costura (Seam Welding)
Figura. Soldadura por resistencia tipo costura. Soldaduras por punto solapadas proporcionan una costura a prueba de fugas.
- Similar a la soldadura por puntos, pero con una serie de puntos solapados para formar una costura hermética.
- Se usa en la fabricación de tanques, tuberías y envases metálicos.
3. Soldadura por Proyección (Projection Welding)
Figura . Diagramas simplificados mostrando los procesos básicos de soldadura por puntos, de costura y de proyección.
- Utiliza protuberancias o proyecciones en las piezas para concentrar el calor en puntos específicos.
- Se emplea en la fabricación de tuercas, pernos y estructuras metálicas.
Soldadura por Resistencia Refrigerada y con Energía Almacenada Soldadura por Resistencia Refrigerada
- Desarrollada para soldar aluminio, que requiere altas corrientes debido a su baja resistencia eléctrica.
- Se usa refrigerante en los electrodos de cobre para evitar su desgaste prematuro.
Soldadura por Energía Almacenada (Capacitor-Discharge Welding)
- Utiliza bancos de capacitores para almacenar y liberar energía en cortos períodos de tiempo.
- Se usa para soldaduras de alta precisión y bajo impacto térmico.
Ventajas de la Automatización en la Soldadura de Arco y Resistencia
- Mayor productividad y menor tiempo de ejecución.
- Menos desperdicio de material (menor consumo de electrodos y alambre de aporte).
- Soldaduras uniformes y consistentes.
- Menos dependencia de la habilidad del operario.
- Mayor seguridad, reduciendo la exposición a radiación y humos de soldadura.
Las soldadoras automáticas controlan parámetros como la longitud del arco, la alimentación del electrodo y la corriente de soldadura, lo que minimiza defectos y aumenta la calidad de las uniones soldadas.
Términos destacados :
- Soldadura de arco ( Arc welding )
- Soldadura por puntos ( Spot welding )
- Soldadura por costura ( Seam welding )
- Soldadura por proyección ( Projection welding )
- Coalescencia de metales ( Metal coalescence )
- Electrodo de metal ( Metal electrode )
- Arco eléctrico ( Electric arc )
- Soldadura de fusión ( Fusion welding )
- Soldadura sin presión ( Pressureless welding )
- American Welding Society ( AWS - American Welding Society )
- Soldadura de resistencia ( Resistance welding )
- Corriente de soldadura ( Welding current )
- Electrodo revestido ( Coated electrode )
- Soldadura de hidrógeno atómico ( Atomic hydrogen welding )
- Soldadura TIG ( TIG welding - GTAW )
- Soldadura MIG ( MIG welding - GMAW )
- Soldadura por arco sumergido ( Submerged arc welding - SAW )
- Soldadura por haz electrónico ( Electron beam welding - EBW )
- Soldadura por láser ( Laser beam welding - LBW )
- Soldadura de fricción ( Friction welding )
- Soldadura electroescoria ( Electroslag welding - ESW )
- Automatización de soldadura ( Welding automation )
- Equipos de soldadura ( Welding equipment )
- Soldadura refrigerada ( Cooled welding )
- Descarga de capacitores ( Capacitor discharge welding )
La soldadura de arco y la soldadura por resistencia han evolucionado desde métodos rudimentarios hasta procesos altamente tecnológicos y automatizados.
Resumen de los avances clave:
- La soldadura de arco ha mejorado con el desarrollo de electrodos revestidos, procesos TIG y MIG, y automatización.
- La soldadura por resistencia se ha optimizado para uniones rápidas y eficientes en la industria automotriz y manufacturera.
- La integración de equipos automáticos y sistemas de control ha llevado la soldadura a un nivel de precisión y confiabilidad sin precedentes. |
