El arco de soldadura es Descripción y características

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Para llevar a cabo con éxito el proceso de soldadura, se necesita un arco de soldadura. Esta es una descarga eléctrica, que se caracteriza por una potencia muy alta y es bastante larga. Ocurre entre elementos como electrodos que se encuentran en un determinado ambiente gaseoso. Para que se produzca un arco, se debe aplicar voltaje a los electrodos.

Descripción general del arco

Las principales propiedades distintivas del arco de soldadura son una temperatura muy alta, así como la densidad de corriente. Gracias a estas dos cualidades, en combinación, el arco es capaz de fundir metales con un punto de fusión de 3000 grados centígrados sin ningún problema. Podemos decir que este arco es un conductor, que consiste en sustancias volátiles, y el objetivo principal es la conversión de energía eléctrica en energía térmica. La carga eléctrica en sí es el momento en que la corriente eléctrica atraviesa el medio gaseoso.

Variedades de descarga

Un arco de soldadura es una descarga, y como hay varios tipos, también hay varios tipos dearcos:

1. La primera variedad se llama descarga luminiscente. Esta apariencia solo ocurre en un entorno de baja presión y solo se usa en elementos como pantallas de plasma o lámparas fluorescentes.
2. El segundo tipo es la descarga de chispa. La ocurrencia de este tipo ocurre en el momento en que la presión es aproximadamente igual a la atmosférica. Se diferencia en que tiene una forma bastante intermitente. Un ejemplo llamativo de tal descarga es el relámpago.
3. El arco de soldadura es una descarga de arco. Es este tipo el que se usa con mayor frecuencia durante la soldadura. Ocurre en presencia de presión atmosférica, y su forma es continua.
4. El último tipo se llama corona. Ocurre con mayor frecuencia si la superficie del electrodo es áspera y desigual.

Naturaleza del arco

Vale la pena decir que la soldadura por arco eléctrico no es tan complicada como parece a primera vista, es bastante simple entender su naturaleza. Utiliza una corriente eléctrica que fluye a través de un elemento como un cátodo. Después de eso, ingresa al medio ambiente con gas ionizado. En este momento se produce una descarga, que se caracteriza por una luz brillante y una temperatura muy alta. En general, un arco de soldadura puede tener una temperatura que oscila entre los 7.000 y los 10.000 grados centígrados. Después de pasar por esta etapa, la corriente pasará al material que se está soldando. Podemos decir que la fuente del arco de soldadura es una corriente eléctrica que ha sufrido cambios.

Debido a las altas temperaturas, el arco emitirá infrarrojosy los rayos ultravioleta, que son perjudiciales para la salud humana. Es peligroso para los ojos humanos y también puede dejar una ligera quemadura. Por las razones anteriores, todos los soldadores deben tener un buen equipo de protección personal.

Estructura de arco

La estructura (estructura) del arco de soldadura incluye tres componentes principales, o secciones: las secciones de ánodo y cátodo, así como la columna de arco. Cabe señalar que durante la combustión del arco de soldadura, se formarán puntos o áreas activas en las áreas del ánodo y el cátodo, que se caracterizan por el valor máximo de temperatura. Por estas dos zonas pasará toda la corriente eléctrica que genere la fuente de alimentación. Al mismo tiempo, la mayor caída de voltaje del arco de soldadura también se registrará en estas dos áreas. La columna de arco está ubicada entre estas dos zonas, y un parámetro como la caída de voltaje, en este caso, será mínimo.

De lo anterior, podemos concluir que, en primer lugar, la fuente de alimentación del arco de soldadura puede producir un voltaje y una corriente bastante altos. En segundo lugar, la longitud del arco estará formada por la totalidad de aquellas áreas que se enumeraron anteriormente. En la mayoría de los casos, la longitud de dicho arco es de varios milímetros, siempre que las regiones del ánodo y el cátodo tengan respectivamente 10-4 y 10-5 cm. La longitud más favorable es un arco de 4-6 mm. Es con tales indicadores que será posible lograr una combustión estable y altas temperaturas.

Tipos de arco

La diferencia entre el arco de soldadura radica en el esquema de enfoque, así como en el entorno en el que puede ocurrir. Actualmente, hay dos tipos de arco más comunes:

• Arco de acción directa. En este caso, la máquina de soldar debe estar paralela al objeto a soldar. Se producirá un arco eléctrico cuando el ángulo entre la pieza de trabajo de metal y el electrodo sea de 90 grados.
• La segunda variedad principal es un tipo indirecto de arco de soldadura. Ocurre solo si se usan dos electrodos y están ubicados en un ángulo de 40-60 grados con respecto a la superficie de la pieza metálica. Se formará un arco entre estos dos elementos y se soldará el metal.

Clasificación

Vale la pena señalar que existe una clasificación del arco según la atmósfera en la que ocurrirá. Hasta la fecha se conocen tres tipos:

• El primer tipo es un arco abierto. Al soldar este tipo, el arco arderá al aire libre y se formará una pequeña capa de gas a su alrededor, que incluirá vapores de metal, electrodos y sus recubrimientos.
• Tipo cerrado. La combustión de un arco de soldadura de este tipo se caracteriza por el hecho de que se lleva a cabo bajo una capa de fundente.
• La última variedad es el arco con suministro de gas. En este caso, se le suministra una sustancia como helio, argón o dióxido de carbono. También se pueden utilizar otros tipos de gases.

La principal diferencia del último tipo es quelos gases suministrados evitarán el fenómeno de oxidación del metal durante la soldadura.

También se observa una ligera diferencia en cuanto a la duración de dicho arco. Según sus características, el arco de soldadura puede ser estacionario o pulsado. Estacionario se utiliza para la soldadura continua de metales, es decir, es continuo. El tipo de arco de pulso es un solo impacto en el metal, toque cincelado.

Los elementos de trabajo, es decir, los electrodos, pueden ser de carbono o de tungsteno. Estos electrodos también se denominan no consumibles. También se pueden usar elementos metálicos, pero se derretirán de la misma manera que la pieza de trabajo. El tipo de electrodo más común es el acero cuando se trata de tipos de fusión. Sin embargo, el uso de especies que no se derriten se está volviendo cada vez más popular hoy en día.

El momento de ocurrencia del arco

El arco de soldadura se produce en el momento en que se produce un circuito rápido. Esto sucede cuando el electrodo entra en contacto con una pieza de trabajo de metal. Debido al hecho de que la temperatura es simplemente enorme, el metal comienza a derretirse y aparece una delgada tira de metal fundido entre el electrodo y la pieza de trabajo. Cuando el electrodo y el metal divergen, este último se evapora casi instantáneamente, ya que la densidad de corriente es muy alta. A continuación, el gas se ioniza, por lo que aparece el arco de soldadura.

Condiciones del arco

En condiciones estándar, es decir, a una temperatura media de 25 grados y una presión de 1atmósfera, el gas no es capaz de conducir la electricidad. El principal requisito para que se produzca un arco es la ionización del medio gaseoso entre los electrodos. En otras palabras, el gas debe contener algunas partículas cargadas, electrones o iones.

La segunda condición importante que debe observarse es el mantenimiento constante de la temperatura en el cátodo. La temperatura requerida dependerá de características tales como la naturaleza del cátodo y su diámetro y tamaño. La temperatura ambiente también jugará un papel importante. El arco de soldadura debe ser estable y, al mismo tiempo, tener una gran intensidad de corriente, lo que dará un índice de temperatura alto (7 mil grados centígrados o más). Si se cumplen todas las condiciones, se puede procesar cualquier material con el arco resultante. Para garantizar la presencia de una temperatura alta y constante, es necesario que la fuente de alimentación funcione de la manera más estable posible. Es por esta razón que la fuente de alimentación es la parte más importante al elegir una máquina de soldar.

Características del arco

Hay varias cosas que distinguen el arco de soldadura de otras descargas eléctricas.

La primera es la enorme densidad de corriente, que puede alcanzar varios miles de amperios por centímetro cuadrado. Esto da una temperatura enorme durante la operación. La distribución del campo eléctrico entre los electrodos en su espacio es bastante desigual. Cerca de estos elementos se observa una fuerte caída de tensión, y hacia el centro, por el contrario, disminuye mucho. Es imposible no decir acerca de la dependencia de la temperatura en la longitud de la columna. Cuanto mayor es la longitud, peor es el calentamiento,y viceversa. Usando arcos de soldadura, puede obtener una característica de corriente-voltaje (CVC) muy diferente.

Inversor de soldadura. El arco y sus características

Vale la pena comenzar de inmediato con la principal diferencia entre una fuente de alimentación con inversor y una convencional con transformador. El consumo de energía eléctrica se ha reducido casi a la mitad. La característica de la corriente que se produce cuando se utiliza el inversor permite un encendido más rápido del arco y también asegura una combustión estable durante todo el proceso.

Por sí mismo, un inversor de soldadura es un dispositivo bastante complejo que realiza operaciones para cambiar la corriente para garantizar el funcionamiento más estable del arco. Por ejemplo, el dispositivo está conectado a la red y recibe como entrada una corriente alterna, que es capaz de convertir en corriente continua. Luego, la corriente continua ingresa al bloque inversor, donde nuevamente se convierte en corriente alterna, pero a una frecuencia mucho más alta que la que tenía en la red. Esta corriente se transfiere al transformador, donde su voltaje se reduce significativamente, lo que aumenta su fuerza. Después de eso, la corriente alterna rectificada y sintonizada se transfiere al rectificador, donde se convierte en corriente continua y se suministra para su funcionamiento.