Soldadura a tope: equipos, métodos y tecnología de procesos

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

La creación de cualquier estructura metálica implica siempre una conexión fiable y duradera de componentes y piezas individuales en una sola unidad mecánica. Por supuesto, el producto de metal se puede producir como una pieza monolítica de una sola pieza, por ejemplo mediante fundición. Sin embargo, la mayoría de las veces es necesario crear una conexión integral mediante el método de enlaces metálicos interatómicos, acompañado de un alto calentamiento del lugar donde se unen las partes. En pocas palabras, soldadura a tope instantánea.

El equipo, los métodos y la tecnología de procesos son de interés para muchos soldadores principiantes. Este tipo de conexión se usa ampliamente en las industrias aeroespacial y automotriz, ya que le permite crear una costura de soldadura fuerte y confiable.

Características de la soldadura a tope

La soldadura a tope de varios materiales es una de las variedades de una conexión fuerte bajo la influencia de la fuerza de compresión y la corriente eléctrica. Es decir, las piezas conectadas durante la soldadura a tope instantánea se presionan simultáneamente entre sí y se calientan mediante un arco eléctrico.

Si el espacio de la uniónpartes a un estado plástico (sin fundirse), entonces este tipo de conexión se llama soldadura por resistencia. Cuando las piezas de trabajo se calientan hasta la fusión, se dice que los bordes a tope de las juntas de soldadura utilizan el método de tapajuntas. Cada uno de estos métodos se utiliza en determinadas situaciones, que son evaluadas por el soldador, según los requisitos de calidad y fiabilidad de la costura de conexión, así como del equipo utilizado.

La presencia de defectos en las soldaduras perjudica en gran medida la calidad del trabajo realizado. Por lo tanto, para eliminar este problema, es necesario limpiar previamente las superficies de contacto de óxidos, irregularidades y suciedad.

También debe recordarse que a medida que aumenta el tamaño de la superficie de la junta, la resistencia y la calidad de la soldadura se deterioran significativamente. Esto se debe al hecho de que un área grande no se calienta bien y contribuye a la rápida formación de óxidos, que afectan negativamente la calidad de la unión soldada.

Beneficios de las articulaciones a tope

Cualquier tipo de soldadura tiene sus ventajas y desventajas tecnológicas. La soldadura a tope, según muchos soldadores, tiene una serie de cualidades positivas que la distinguen significativamente de otras tecnologías.

Los beneficios de la soldadura a tope instantánea incluyen:

• cuando se utiliza este método de reflujo, no es necesario precalentar la junta y preparar los bordes de las partes unidas;
• con la observancia de la tecnología de soldadura, es fácil obtener una fuerte y confiableuna conexión que puede durar varias décadas sin accidentes;
• mantiene un alto nivel de homogeneidad química del material después de la soldadura, lo que aumenta la resistencia de la unión;
• la facilidad y sencillez de trabajo no requieren conocimientos especiales ni siquiera de un soldador novato;
• la capacidad de realizar el proceso de soldadura a tope flash en un modo totalmente automático;
• alta velocidad de operaciones tecnológicas;
• versatilidad en el uso de casi todos los materiales.

Todas estas ventajas superan con creces las desventajas menores del proceso de soldadura a tope.

Desventajas de la soldadura

Algunas desventajas de este tipo de soldadura incluyen:

• alto consumo de energía eléctrica;
• un precio bastante alto de una máquina de soldar por resistencia para uso doméstico, por lo que es mejor hacer la unión a tope manualmente usted mismo;
• la necesidad de cumplir estrictamente con los requisitos para el tamaño de la superficie de las partes unidas;
• dificultad para soldar en condiciones de alta humedad.

Tipos de soldadura a tope

El proceso de soldadura de la junta a tope se basa en la ley de Joule-Lenz. El proceso de enlaces interatómicos se desarrolla bajo la acción de una corriente eléctrica mediante una fuerte compresión aplicada a la superficie de contacto del producto.

Hay dos tipos de soldadura a tope:

• soldaduraresistencia;
• soldadura flash.

En esencia, ambos métodos utilizan el mismo proceso tecnológico de electrodeformación, pero también tienen diferencias especiales.

Soldadura por resistencia

La singularidad de este método es que el proceso de unir las partes se lleva a cabo sin derretir la base. En este caso, la superficie metálica está sujeta a una severa deformación plástica. Estructuralmente, las varillas de soldadura están conectadas a una corriente eléctrica, y cuando entran en contacto con la superficie metálica, se forma un circuito cerrado. En el punto de contacto aparece una alta resistencia que proporciona un pequeño calentamiento. Las varillas, calentadas a un cierto valor, se presionan fuertemente una contra la otra y se corta la corriente.

Después de que las varillas calentadas comienzan a endurecerse, es por eso que esta tecnología se llama soldadura por resistencia. Para evitar un defecto en la soldadura, las superficies de los productos a soldar deben someterse a un pretratamiento cuidadoso para que cuando se una el metal no queden partículas diminutas de origen extraño.

La soldadura por resistencia se utiliza para conectar cables o tuberías, y los materiales pueden ser diferentes (acero y cobre, hierro fundido y aluminio).

Conexión de reflujo

Una característica distintiva de la soldadura a tope flash es el suministro de voltaje al transformador hasta el contacto de las superficies soldadas. En este caso, las microrrugosidades sobresalientes de la superficie se calientan y trituran. Por lo tanto, la corriente eléctrica no fluye a lo largo de una protuberancia más grande, sino inmediatamente a lo largotodo el plano de contacto.

Hay dos tipos de soldadura a tope:

1. La soldadura continua se caracteriza por el suave movimiento de dos partes del producto, sujetas en abrazaderas especiales de la unidad de soldadura, una hacia la otra. Luego se aplica una corriente y las partes se entrelazan, en contacto con todo el plano. Las piezas se sueldan, después de lo cual se produce un asentamiento a un cierto valor y se corta la corriente eléctrica.
2. La fusión intermitente ocurre debido a la alternancia de los momentos de sellado y debilitamiento de las juntas, mientras la corriente eléctrica permanece encendida. Este movimiento de ida y vuelta cierra el circuito hasta el punto de fusión del material.

Requisitos de superficie y tecnología de limpieza

Las superficies de los materiales a unir para obtener una soldadura de alta calidad deben cumplir ciertos requisitos:

1. El valor de la resistencia en todo el plano de contacto debe ser aproximadamente igual.
2. La resistencia a la corriente eléctrica debe ser lo más baja posible.
3. Los planos de las dos superficies a soldar deben coincidir en nivel.
4. La apariencia uniforme de la superficie es la clave para una soldadura de alta calidad.

Para cumplir con estas condiciones, es necesario realizar una preparación preliminar de la superficie. Para esto necesitas:

1. Realizar desengrasado de la junta.
2. Eliminar la película de óxido de todo el plano de contacto.
3. Realizar la neutralización conjunta.
4. Seca bien la superficie.

Después de la limpieza, debe verificar visualmente que las superficies estén listas para soldar.

Máquinas de soldadura a tope

Con la ayuda de máquinas especiales de soldadura a tope, las tuberías de polietileno se sueldan con mayor frecuencia, ya que el material de estos productos se adapta fácilmente al tipo de conexión de contacto a tope.

Existen los siguientes tipos de máquinas de soldar:

• móvil;
• estacionario;
• colgante;
• universal;
• especializados.

El diseño de cualquier soldadora incluye un conjunto eléctrico y mecánico, así como un sistema de refrigeración por agua y un alimentador neumático de piezas.

La soldadura a tope de tuberías de polietileno es ligeramente diferente a la unión de productos metálicos. Dado que el material plástico no es conductor de corriente eléctrica, el calentamiento de los extremos de las tuberías se realiza mediante elementos calefactores especiales. Por lo demás, la tecnología de soldadura a tope de tuberías de polietileno es similar a la conexión de otras superficies.

Soldadura manual a tope

En casa, el uso de una máquina de soldadura por contacto no es rentable, por lo que se pueden soldar manualmente tuberías de pequeño diámetro. Al mismo tiempo, para lograr una conexión de alta calidad, es necesario adquirir experiencia en la realización del trabajo a través de la capacitación.

Los pasos tecnológicos del proceso de soldadura manual a tope son los siguientes:

1. Prepare el espacio de trabajo de acuerdo con los requisitos de seguridad.
2. Realice una fijación segura de las piezas de trabajo. La fijación se puede realizar con abrazaderas especiales; sin embargo, en condiciones domésticas, los ladrillos o los huecos en el suelo se usan con mayor frecuencia. Lo principal es que las partes permanezcan inmóviles.
3. Utilice papel de lija o una lima para limpiar las superficies a soldar.
4. Al calentar una soldadura a tope, se debe aplicar presión a la junta.
5. La costura se enfría naturalmente - en el aire.

En caso de viento fuerte en el exterior, se aconseja dejar de trabajar para evitar que entre polvo o arena en la zona de soldadura. Cuando llueve, se puede trabajar bajo un toldo especial.

Defectos en juntas a tope

El funcionamiento a largo plazo de cualquier dispositivo mecánico depende en gran medida de la calidad del control visual del trabajo realizado. Por lo tanto, todo soldador debe conocer y poder evaluar los principales defectos que pueden ocurrir durante el proceso de soldadura.

Los principales defectos de la soldadura a tope por chispa incluyen:

1. F alta de penetración de la soldadura, que se manifiesta en una unión metálica parcial. La causa más común de este defecto es la presencia dela unión de la película de óxido, así como el calentamiento débil de los extremos de las piezas.
2. Grietas y delaminación de la costura, que pueden ocurrir cuando el material se enfría rápidamente después de la soldadura.
3. La distorsión de las fibras en el área de la soldadura también puede deberse a un recalcado excesivo.
4. La contaminación de la junta con varias inclusiones, los granos grandes en la soldadura son defectos estructurales. Tales problemas surgen cuando la costura se oxida o se sobrecalienta.

La soldadura por resistencia a tope, según los expertos, es una forma fiable y de alta calidad de unir piezas de diferentes materiales. Debido a la capacidad de realizar el proceso en modo automático, se usa ampliamente en empresas industriales para conectar componentes complejos de muchos dispositivos mecánicos.