EQUIPO BASICO PARA SOLDAR AL ARCO

EQUIPO BÁSICO PARA SOLDAR AL ARCO
Electricidad a partir del magnetismo y magnetismo a partir de la electricidad es el principio con el cual funcionan las máquinas eléctri­cas. Estos experimentos, junto con el perfeccionamiento de los electrodos, llevaron a la introduc­ción de los muchos procesos para soldadura con arco que conocemos en la actualidad.

En cualquier proceso para soldadura con arco, el in­tenso calor requerido para fundir el metal base se pro­duce con un arco eléctrico. Un soldador experto debe te­ner conocimientos de electricidad para su propia seguri­dad y a fin de comprender el funcionamiento del equipo para soldar con arco. Aunque la soldadura con arco no es más peligrosa que otros procesos de soldadura, se de­ben observar algunas precauciones debido a los elevados amperajes que se utilizan y a la radiación que se des­prende del arco, entre otras cosas. En este capítulo se comentarán con detalle estos aspectos, así como la relación entre la electricidad y el equipo utilizado en los procesos.

ELECTRICIDAD
A la electricidad sólo la conocemos por sus efectos. Es una fuerza invisible de atracción que produce una carga eléctrica. Si se provee una trayectoria entre objetos car­gados que se atraen entre sí, se tendrá corriente eléctri­ca. Esta corriente en realidad es un flujo de electrones desde el objeto que tiene más de éstos hacia el que tiene menos, o sea, desde la terminal o extremo negativo de un conductor hacia la terminal positiva del mismo. Cuando los electrones de una corriente se mueven siem­pre en la misma dirección producen corriente continua (llamada a veces corriente directa). Cuando los electro­nes invierten su dirección a intervalos periódicos produ­cen corriente alterna.
CALOR
Se ha descrito que la corriente eléctrica es un flujo de electrones y que el número de electrones que fluyen du­rante un minuto o un segundo se llama amperaje y la presión que mueve a los electrones se llama voltaje. Un generador o un alternador son el medio para poner en movimiento los electrones. Una corriente eléctrica no sólo produce un campo magnético sino también calor; éste se produce por la resistencia que hay al paso de la corriente y es la combinación que se utiliza en la solda­dura. En ella, este calor se produce cuando el soldador forma el arco, ya sea al tocar el metal con el electrodo o al superponer una corriente de arranque en él. Cuando se establece la separación entre el electrodo y la pieza de trabajo, se produce resistencia y se genera calor. La ra­pidez de la generación de¡ calor depende de la resistencia y de la cantidad de corriente que pase por el electrodo.

MÁQUINAS DE SOLDAR CON ARCO
Para lograr buenas soldaduras con electricidad, se nece­sita una máquina que controle la intensidad de la electri­cidad, aumente o disminuya la potencia según se re­quiera y que sea segura para manejarla. Hay tres tipos principales de máquina utilizadas en la soldadura con arco:
1. Máquina de ca (corriente alterna)
2. Maquina de cc (corriente continua)
3. Máquina de ca y cc (una combinación de las dos)

MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA
Las máquinas de corriente alterna (ca) se llaman transfor­madores. Transforman la corriente de la línea de alimentación (que es de alto voltaje y de bajo amperaje) en una corriente útil, pero segura para soldar (que es de bajo voltaje y alto amperaje). Esto se afectúa dentro de la máquina con un sistema de un devanado primario, uno secundario y un reactor movible.

MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA
Las máquinas de cc se clasifican en dos tipos básicos: generador y rectificador. En un generador de cc, la corriente se produce por la rotación de una armadura (inducido) dentro de un cam­po eléctrico. Esta corriente alterna generada la captan una serie de escobillas de carbón y un conmutador o co­lector y la convierten en corriente continua. Los rectificadores básicos son transformadores de ca a los que se ha agregado un rectificador. La corriente alterna que suministra el transformador se envía al rectificador que la convierte o rectifica a co­rriente continua.

MÁQUINAS DE CA Y CC
Las máquinas de ca y cc suministran corriente alterna o continua.

DEFINICIONES:
Antes de utilizar una máquina para soldadura, es conve­niente conocer los siguientes términos, algunos de los cuales ya se han explicado antes.
Corriente alterna (ca). Corriente en la cual los electrones fluyen en una dirección y luego invierten su movimiento en intervalos regulares.
Corriente continua (ec). Corriente en la cual los electro­nes fluyen en una sola dirección todo el tiempo.
Voltaje (V). La presión requerida para mover la corrien­te eléctrica.
Voltaje de arco (VA). Voltaje a través del arco, entre el electrodo y el metal base durante la operación de solda­dura.
Voltaje en circuito abierto (VCA). Voltaje que hay entre las terminales de la máquina de soldar, cuando no se es­tá soldando.
Curvas de volts y amperes. Son los trazos que muestran la salida de voltaje y amperaje de una máquina de soldar y la corriente máxima en cortocircuito para determinada graduación de la máquina.
Voltaje constante. Es un voltaje estable, sin que importe la salida de amperaje de la máquina.
Voltaje variable. Se utiliza para controlar el VCA den­tro de límites muy precisos.
Pendiente variable. Se emplea para controlar la forma de la curva de volts y amperes y, el voltaje.
Amperaje (A). Cantidad de electricidad que fluye. Tam­bién significa la potencia o el calor de una máquina de sol­dar con arco. Cuando se suelda con un electrodo de diá­metro pequeño se requiere menos amperaje que con uno de diámetro grande. El amperímetro y el control de co­rriente suelen estar en el frente de la máquina de soldar. Capacidad (salida) de la máquina. Significa el amperaje máximo al cual podrá trabajar la máquina. Puede variar entre 100 y 1 200 amperes, según el tamaño de la má­quina.
Ciclo de trabajo. Una máquina para soldar especificada para ciclo de trabajo de 20%, está destinada a funcionar a su máximo amperaje durante dos de cada diez minu­tos. En la industria, el ciclo de trabajo más usual es del 60%, o sea seis de cada diez minutos. Esta clasificación se estableció para evitar daños a las máquinas para sol­dar. Si se usa una máquina a más de su capacidad espe­cificada, se dañará.
Suministro de corriente. Si se requiere soldar en diferen­tes lugares, se usa a menudo una máquina de soldar im­pulsada por un motor de gasolina o Diesel, porque es portátil y no dependen de que haya líneas eléctricas.
Comparación de la corriente para soldar. La soldadura con cc permite una amplia selección de electrodos y ga­ma de corriente y máxima estabilidad de arco. Se suele utilizar para soldadura en posiciones incómodas, solda­duras de lámina metálica, soldadura de tubos, para for­mar recubrimiento duro y para soldar acero inoxidable. La soldadura con ca produce menos salpicaduras, con­sume menos corriente, requiere menos mantenimiento y es ideal para soldadura hacia abajo de placas gruesas con electrodos grandes. Por supuesto, una máquina de ca y cc ofrece las ventajas de ambos.

CONDUCTORES Y AISLADORES
Un conductor es un material o sustancia que permite el paso de la corriente por él. Pero un aislador es un mate­rial o sustancia que no deja pasar la corriente eléctrica.
CONDUCTORES CONDUCTORES
BUENOS CONDUCTORES MALOS
MEDIANOS
Plata Cuerpo humano Aire
Cobre Madera (seca) Vidrio
Otros metales Mármol Ebonita
Carbón vegetal Papel Aceite
Agua Hule (caucho)

CABLES PARA SOLDAR
Los cables utilizados para soldar son un conductor cubierto con un aislador. Deben poder con­ducir la corriente eléctrica desde y hasta el punto en que se suelda sin sobrecalentarse; empero deben ser lo más delgados y flexibles que sea posible. El conductor de los cables está hecho con muchos hilos de alambre del­gado y trenzados entre sí, que pueden ser de aluminio o de cobre. El conductor de aluminio tiene mucho menor masa que el cobre, pero no puede conducir la misma cantidad de corriente que el cobre. Cuanto mayor sea el número de torones en el cable, más fléxible será. Los to­rones están envueltos en un papel tipo estraza muy gru­eso y, a su vez, colocados en un forro de Neopreno o de caucho (hule). Por tanto, la distancia desde la máquina de soldar hasta la zona de trabajo debe ser lo más corta que se pueda. Los cables no deben estar enrollados si­no que siempre se deben estirar para evitar la posibili­dad de generar un campo magnético que tendría un efecto negativo en el comportamiento de la máquina. El tamaño de los cables para soldar también es importante, ya que es demasiado pequeño para su amperaje, se so­brecalentará

PORTAELECTRODOS
Los portaelectrodos se utilizan para sujetar el electrodo y para servir como mango aislado. Los portaelectrodos son de diversas formas y tamaños. El tamaño del portaelectrodo depende del amperaje máximo que se va a usar. El punto importante es que el portaelectrodo debe ser ligero de peso y capaz de conducir suficiente corriente sin provocar sobrecalentamiento.

GRAPAS PARA TIERRA
La grapa para tierra se sujeta en la pieza de metal que se va a soldar, con la cual se completa el circuito de solda­dura cuando el electrodo toca el metal. Las grapas de tierra que tienen resorte son las más convenientes por­que constituye el método más fácil de sujetarlas en el metal que se va a soldar .
Recuerde que si el metal que se va a soldar no está conectado a tierra, no se completa el circuito y hay un serio peligro de una descarga eléctrica.

EL CIRCUITO PARA SOLDADURA



En la figura se ilustra el circuito para soldadura con arco, el cual empieza en A donde el cable para el electrodo se conecta con una terminal de la máquina de soldar y termina en B en donde se conecta el cable de tie­rra (masa) a la otra terminal de la máquina. La corriente para soldar fluye por el cable del electrodo hasta el por­taelectrodo; desde éste fluye el electrodo y salta el espa­cio o entrehierro entre la punta del electrodo y el metal base para formar el arco. Desde el metal base retorna por el cable de tierra a la máquina de soldar como lo in­dican las flechas.


POLARIDAD

Una corriente eléctrica produce una fuerza magnética alrededor de su conductor. Debido a que las líneas de fuerza magnética finalizan en las terminales negativa y positiva de la corriente eléctrica, se les llama polo nega­tivo y polo positivo. De ahí se deriva la palabra polari­dad, con la cual sabemos la dirección en que circula la corriente. La polaridad sólo se puede determinar en las máquinas de cc. No se obtiene en las máquinas de ca, porque hay inversión de la corriente.
Cuando el cable para el electrodo se conecta en la ter­minal positiva de la máquina de soldar, ésta se encuen­tra en polaridad positiva. Cuando el cable para el elec­trodo se conecta en la terminal negativa de la máquina de soldar, ésta se encuentra en polaridad negativa.


DENOMINACIÓN NOMBRE SIGNO
COMÚN
Positiva Inversa + (positivo)
Negativa Directa - (negativo)
No es necesario cambiar los cables para cambiar la polaridad. En la mayor parte de las máquinas, sólo hay que mover una palanca o un cuadrante en el frente de la máquina de soldar.
En algunos procesos de soldadura, la polaridad que se debe utilizar se determina con el metal que se va a soldar. Sin embargo, en el proceso de SMAW, la polaridad se determina por el recubrimiento del electrodo. Por ejemplo, cuando se utili­za un electrodo E41010 (E6010) trabaja mejor con ccpi (corriente continua con polaridad inversa), en cuyo caso el electrodo es positivo y el metal base es negativo. La cc puede tener polaridad directa o inversa, según se selec­cione.