Si es nuevo en la soldadura por resistencia o busca una comprensión más clara de ella, definitivamente debe leer este artículo detenidamente. Este artículo le adentrará profundamente en el mundo de la soldadura por resistencia. Ya sea que sea un principiante o esté buscando ampliar sus conocimientos, este artículo le brindará información valiosa.
¿Qué es la soldadura por resistencia?
La soldadura por resistencia es un método de unión de metales económico y de alta velocidad. Esta técnica de soldadura es adecuada para juntas traslapadas, juntas a tope o juntas que no requieren estanqueidad al aire, con espesores inferiores a 6 mm para estructuras de láminas delgadas. Por supuesto, también puede soldar piezas de trabajo de metal más gruesas y grandes, pero su rendimiento general puede no ser tan bueno como el de otros métodos de soldadura.
Definición y conceptos básicos
Soldadura por resistenciaEs un método donde las piezas a unir se colocan entre dos electrodos. Al hacer pasar corriente a través de las piezas de trabajo y los puntos de contacto, se produce un calentamiento por resistencia, generando calor en la unión de las piezas de trabajo. Este calentamiento localizado hace que el área se derrita o se vuelva flexible, mientras que la presión de los dos electrodos une el metal.
Cuando la corriente fluye a través de un conductor, genera calor debido a la resistencia. Cuanto mayor es la resistencia cuando la corriente es constante, más calor se produce. En el punto donde los metales entran en contacto, la resistencia es mucho mayor que dentro del propio metal. Por lo tanto, cuando una gran corriente pasa a través del contacto entre el metal y el electrodo, el metal se calienta rápidamente debido al inmenso calor. En este punto, el metal se vuelve muy dúctil y, al aplicar presión, las dos piezas de metal se unen de forma segura.
Principio de funcionamiento de la soldadura por resistencia
El principio de la soldadura por puntos por resistencia y la formación de uniones se ilustran en la Figura 1-1. El metal A y el metal B se colocan entre dos electrodos y se aplica presión a los electrodos. El transformador del soldador de resistencia hace pasar una potente corriente entre los dos electrodos. Las superficies de contacto de las piezas forman un punto de contacto físico que se expande gradualmente a medida que la corriente lo calienta. La deformación plástica y el calor activan continuamente los átomos en el punto de contacto, lo que lleva a la formación de un núcleo fundido. El núcleo fundido crece en forma de cristales columnares, empujando los componentes de mayor concentración de aleación entre sí. Cuando los electrodos del soldador se alejan de la superficie del metal y el metal se enfría, las piezas de trabajo se sueldan entre sí, creando una fuerte unión metálica. La superficie de la unión desaparece, dejando atrás la pepita de soldadura.
1-1
Factores que afectan la soldadura por resistencia
Soldadura por resistenciaEs un método de soldadura que utiliza corriente eléctrica para generar calor para unir componentes metálicos. Como se mencionó anteriormente, el principio de la soldadura por resistencia surge principalmente de la ley de calentamiento de Joule, donde la generación de calor de soldadura está determinada principalmente por parámetros como la corriente, la resistencia y el tiempo de soldadura. Se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
Q = I²Rt
Significado de cada parámetro de soldadura:
Q — Calor (J)
I — Corriente de soldadura (A)
R — Resistencia (Ω)
t — Tiempo de soldadura (s)
Corriente de soldadura
La corriente tiene un impacto significativo en el calor generado durante la soldadura, como se muestra en la fórmula. El valor cuadrado de la corriente afecta al calor, lo que significa que cuanto mayor sea la corriente, más rápido aumentará el calor. Por lo tanto, al ajustar los parámetros de soldadura antes de soldar, es crucial configurar la corriente adecuada. Si la corriente de soldadura es demasiado pequeña, la soldadura no se fundirá y no se formará ningún núcleo de fusión. Si la corriente es demasiado grande, el núcleo de fusión crecerá rápidamente, provocando salpicaduras excesivas durante la soldadura y dañando los electrodos.
La corriente de soldadura se divide principalmente en corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), como se muestra en el siguiente diagrama. Elmáquinas de soldadura por puntosque utilizamos también se dividen en máquinas de soldadura por puntos de corriente continua y máquinas de soldadura por puntos de corriente alterna. Las máquinas de soldadura por puntos de corriente continua utilizan una fuente de alimentación trifásica, lo que garantiza una distribución equilibrada de la energía y pueden alcanzar frecuencias de soldadura de más de 1000 Hz, lo que da como resultado una alta precisión de soldadura. También tienen la ventaja de una baja demanda de energía de la red eléctrica, lo que hace que estos soldadores que ahorran energía sean cada vez más populares entre los fabricantes de la industria manufacturera. Las máquinas de soldadura por puntos de corriente alterna tienen una salida monofásica de 50 Hz, una alta capacidad de carga continua y altos requisitos para la red eléctrica. Además, tienen un bajo poder de soldadura, requiriendo tiempos de soldadura más prolongados.
Resistencia de contacto
De la fórmula, es fácil ver que la resistencia es directamente proporcional al calor generado. Cuanto mayor sea la resistencia, mayor será el calor producido durante la soldadura. La resistencia se distribuye en varias partes del electrodo y la pieza de trabajo. Durante la soldadura, la mayor resistencia se produce en el punto de contacto de la pieza de trabajo, lo que da como resultado la mayor generación de calor. Lo siguiente es la resistencia en el punto de contacto entre la pieza de trabajo y el electrodo. Sin embargo, dado que el electrodo se enfría con agua y se enfría rápidamente, la temperatura disminuye rápidamente. Por otro lado, la resistencia de contacto entre las piezas, aunque desaparece, tiene una mala disipación del calor, provocando altas temperaturas. Por lo tanto, sólo una pequeña área entre las piezas de trabajo puede alcanzar la temperatura necesaria para formar un núcleo de fusión y soldar entre sí.
Además, la temperatura y la presión del electrodo afectan la resistencia. A medida que aumenta la temperatura, el límite elástico del metal disminuye, aumentando el área de contacto entre las piezas de trabajo y entre la pieza de trabajo y el electrodo, lo que resulta en una disminución de la resistencia. El aumento de la presión del electrodo hace que la superficie de la pieza de trabajo sea más suave, ampliando el área de contacto y reduciendo la resistencia. Como resultado, se produce un fenómeno en el que, durante la soldadura de materiales típicos, la resistencia aumenta poco después del encendido, y cuando se apaga la alimentación y se forma el núcleo de fusión, la resistencia comienza a disminuir.
Tiempo de soldadura
Cuanto mayor sea el tiempo de soldadura, mayor será el calor generado. En esta fórmula, la actualidad y el tiempo pueden complementarse. Cuando desee una soldadura fuerte, puede configurar una corriente alta durante un período breve para generar calor rápidamente y formar un núcleo de fusión para completar la soldadura. Alternativamente, puede establecer una corriente baja durante más tiempo, pero este enfoque tiene un límite. Si el tiempo se establece demasiado largo, se pueden producir salpicaduras excesivas y provocar que el electrodo se pegue. Ya sea actual o temporal, existen limitaciones. Al configurar los parámetros, es necesario tener en cuenta el material y el grosor de la pieza de trabajo, así como la potencia de la máquina de soldar.
Propiedades de los materiales
El material de la pieza de trabajo afecta en gran medida a su resistividad, que juega un papel importante en la generación de calor de soldadura. Al soldar acero inoxidable, que tiene una alta resistividad y una mala conductividad térmica, es más fácil generar calor pero más difícil disiparlo, por lo que se necesitan corrientes más pequeñas. Al soldar aleaciones de aluminio con baja resistividad y buena conductividad térmica, es más difícil generar calor pero más fácil disiparlo, por lo que se requieren corrientes mayores. Los metales como la plata y el cobre tienen una alta conductividad térmica y una baja resistividad, por lo que incluso con corrientes elevadas, no generan mucho calor pero pueden expulsarlo. Por lo tanto, estos metales no son adecuados para la soldadura por resistencia, pero pueden usarse como materiales para electrodos.
Diseño y geometría de electrodos.
La forma y el material del electrodo también influyen en la generación de calor. El área de contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo afecta la densidad de corriente. El uso frecuente de electrodos puede provocar desgaste y deformación, aumentando el área de contacto y reduciendo la resistencia de la soldadura. Por lo tanto, debemos reparar y reemplazar las puntas de los electrodos con prontitud. La conductividad térmica y la resistencia del electrodo afectan la transferencia de calor. Por tanto, debemos elegir materiales con buena conductividad térmica y baja resistencia.
Preparación de la superficie
La forma y el material de los electrodos también influyen en la generación de calor. El área de contacto entre el electrodo y la pieza de trabajo afecta la densidad de corriente. Cuando nuestros electrodos se utilizan con frecuencia y se desgastan, aumenta el área de contacto, lo que reduce la resistencia de la soldadura. Por lo tanto, debemos reparar y reemplazar las puntas de los electrodos con prontitud. La conductividad térmica y la resistividad de los electrodos afectan la transferencia de calor. Por tanto, debemos elegir materiales con buena conductividad térmica y baja resistividad.
Tipos de resoluciónisoldadura postural
Debido a las diferentes especificaciones del producto y requisitos de soldadura, se utilizan diferentes procesos de soldadura por resistencia para completar la tarea. La soldadura por resistencia se puede dividir en soldadura por puntos, soldadura por proyección, soldadura por costura y soldadura a tope según el proceso de soldadura.
Soldadura por puntos
soldadura por puntosEs un método de soldadura en el que el metal se presiona entre sí mediante electrodos superiores e inferiores y se suelda pasando corriente a través de él. Es una forma tradicional de soldadura por resistencia, fácil de operar y requiere niveles de habilidad relativamente bajos por parte de los trabajadores. Debido a su proceso de soldadura único, la soldadura por puntos es la opción principal para soldar componentes metálicos en la ingeniería aeroespacial y se usa ampliamente en la soldadura de carrocerías de automóviles y otros componentes. Por lo general, se utiliza para soldar láminas delgadas de acero con bajo contenido de carbono, aluminio, acero inoxidable, acero galvanizado y otras placas delgadas, generalmente de alrededor de 3 milímetros de espesor.
Soldadura de costura
soldadura de costuraNormalmente implica unir los bordes de dos componentes metálicos. Las dos piezas de metal se colocan entre dos electrodos de rodillo. Mientras un electrodo rueda y aplica presión, se produce una descarga continua o intermitente. El calor generado en el punto de rodadura del electrodo funde las piezas de trabajo y las une, formando una costura de soldadura continua. Este método se utiliza ampliamente para soldar piezas metálicas que requieren uniones selladas. Dado que el área de soldadura es relativamente larga, para evitar una desalineación, generalmente utilizamos soldadura por puntos para el posicionamiento antes de la soldadura de costura.
Soldadura por proyección
Soldadura por proyecciónes una variación de la soldadura por puntos, donde la formación del punto de soldadura es similar a la soldadura por puntos, pero la soldadura por proyección se usa típicamente para piezas de trabajo con puntos elevados. La presencia de estos puntos elevados limita la zona por donde pasa la corriente, aumentando la densidad de corriente en la zona de soldadura. Este calentamiento concentrado facilita la conexión de la junta. Este método de soldadura se conoce como soldadura por proyección. La soldadura por proyección puede formar uno o más núcleos de fusión en la unión a la vez. Durante la soldadura, la corriente necesaria para la soldadura por proyección en el mismo punto de soldadura es menor que para la soldadura por puntos. Sin embargo, antes de que cada proyección sea aplastada, la corriente necesita derretir la proyección; de lo contrario, puede haber una cantidad importante de salpicaduras. La soldadura por proyección se puede utilizar para soldar tuercas, pernos o placas con puntos elevados y se usa ampliamente en la fabricación de componentes electrónicos y automotrices.
Soldadura a tope
soldadura a topeImplica alinear las caras extremas de dos piezas de trabajo de metal, colocarlas entre electrodos, sujetar de forma segura las dos piezas de trabajo y usar alta corriente para generar calor, derretir la superficie de contacto de las piezas de trabajo y unirlas. La soldadura a tope se divide a su vez en soldadura a tope por flash y soldadura a tope por resistencia.
La soldadura a tope por chispa es un proceso de soldadura rápido que utiliza alta corriente para fundir rápidamente las piezas de trabajo, aplicando presión para formar una conexión de fase sólida. Se utiliza comúnmente para soldar grandes áreas de sección transversal de varillas, láminas y tubos de metal, con áreas máximas que alcanzan los 20 000 mm² y más. Durante el proceso de soldadura por descarga, se producen chispas en el punto de contacto, de ahí el nombre de soldadura a tope por chispa. Puede soldar acero con alto contenido de carbono, acero inoxidable, aleaciones de aluminio y también puede soldar metales diferentes como cobre y aluminio.
La soldadura a tope por resistencia utiliza calor por resistencia para llevar las juntas de la pieza de trabajo a un estado plástico a altas temperaturas, completando el proceso de soldadura con fuerza de forjado. Es adecuado para soldar juntas con áreas de sección transversal dentro de 250 mm², y se utiliza a menudo para soldar alambres, varillas y tiras metálicas de sección transversal pequeña.
Importancia en la fabricación
- La soldadura por resistencia no requiere la adición de metal durante el proceso de soldadura, lo que resulta en una alta eficiencia de soldadura y una contaminación mínima.
- Debido a su consistencia y estabilidad, la soldadura por resistencia es fácil de automatizar y se integra perfectamente con la automatización para mejorar aún más la eficiencia de la producción y ahorrar mano de obra.
- En comparación con otros métodos de soldadura, la soldadura por resistencia es rentable. En primer lugar, el coste del equipo para la soldadura por resistencia es relativamente bajo y, en segundo lugar, hay un desperdicio mínimo de material durante el proceso de soldadura por resistencia. Esto reduce significativamente los costes de producción para los fabricantes de la industria manufacturera.
- La soldadura por resistencia se utiliza ampliamente en diversas industrias y es particularmente indispensable en sectores como el aeroespacial, la fabricación de automóviles y más.
- La soldadura por resistencia es adecuada para soldar varios tipos de metales en la industria manufacturera, incluidos acero inoxidable, acero al carbono, aluminio, cobre y más, lo que la hace versátil en su aplicación.
Aplicaciones
La soldadura por resistencia se utiliza ampliamente, principalmente en industrias como la de componentes de automoción, la aeroespacial, la electrónica y la industria pesada. A medida que continúa creciendo la demanda de componentes metálicos soldados en diversas industrias, se han establecido estándares más altos para la tecnología de soldadura, lo que impulsa el progreso y el desarrollo de la soldadura por resistencia.
Aplicaciones de la industria automotriz
En la fabricación de automóviles, donde la seguridad y la estabilidad son primordiales, la soldadura por resistencia es un método de soldadura comúnmente utilizado. Se emplea frecuentemente para unir diversos componentes metálicos en carrocerías de automóviles, como techos, puertas, láminas de metal y tuercas de metal. La soldadura por resistencia ofrece alta eficiencia, calidad de soldadura estable y se automatiza fácilmente, lo que la convierte en un proceso indispensable en la industria de fabricación de automóviles.
Aplicaciones de la industria aeroespacial
La soldadura por resistencia se utiliza con frecuencia para conectar componentes metálicos en aviones y cohetes, como unir alas y fuselajes de aviones, así como diversas piezas metálicas pequeñas. Estos componentes deben poseer una alta resistencia y durabilidad, con estrictos requisitos en cuanto a la calidad de las uniones, que es donde sobresale la soldadura por resistencia. La soldadura por resistencia desempeña un papel crucial en la industria aeroespacial, y el sector aeroespacial también facilita los avances en este campo.
Aplicaciones de la industria electrónica
La soldadura por resistencia se usa comúnmente para componentes electrónicos y ciertas piezas metálicas en dispositivos electrónicos. Ofrece una alta precisión de soldadura y es adecuado para conectar componentes en miniatura como chips y cables electrónicos. En la era actual de los dispositivos electrónicos en rápida evolución, la soldadura por resistencia acelera el ensamblaje de componentes electrónicos, impulsando el avance de la industria.
Aplicaciones de la industria pesada
La soldadura por resistencia se utiliza a menudo para soldar componentes metálicos grandes en puentes y edificios, como bridas inferiores de puentes y refuerzos de acero. También se utiliza en la fabricación de maquinaria grande para conectar piezas metálicas. Con su tecnología de soldadura eficiente y estable, la soldadura por resistencia se ha convertido en uno de los métodos de procesamiento importantes en la industria pesada. Garantiza la seguridad de estructuras y equipos pesados.
Equipos y componentes
Máquinas de soldar
Máquinas de soldar por resistenciase dividen en cuatro categorías principales: máquinas de soldadura por puntos, máquinas de soldadura por proyección, máquinas de soldadura por costura y máquinas de soldadura a tope, en función de diferentes procesos. Elegir el equipo de soldadura adecuado según las características de materiales y formas.
Electrodos
ElelectrodoEs un componente importante para garantizar la calidad de la soldadura. Los principales materiales para los electrodos de soldadura son: cobre de cromo, circonio, cobre de óxido de aluminio, cobre de cobalto y berilio, tungsteno, molibdeno, grafito, etc. Dependiendo de las diferentes piezas a soldar, los electrodos se dividen en electrodos planos, electrodos esféricos, electrodos de tuerca, electrodos de perno. electrodos, etc. Normalmente, la fijación de los electrodos implica un ajuste cónico, con relaciones de conicidad principalmente de 1:10 y 1:5.
Sistemas de refrigeración
Durante el funcionamiento, las máquinas de soldadura por resistencia requieren circulación de agua para enfriar componentes como electrodos y transformadores. Por ello, instalamos un sistema de refrigeración para máquinas de soldadura por resistencia. La temperatura del agua de refrigeración debe ser inferior a 30°C. Si la temperatura es demasiado alta, puede provocar una parada protectora de la máquina de soldar. Es mejor utilizar agua de refrigeración libre de impurezas para la circulación para evitar manchas de agua y obstrucciones de tuberías.
¿Cómo elegir el proceso de soldadura adecuado?
La elección del método de soldadura depende de muchos factores.
Grosor y forma de la pieza de trabajo: diferentemétodos de soldaduraSon adecuados para piezas de trabajo de diferentes espesores y formas. Por ejemplo, la soldadura por resistencia generalmente solo es adecuada para soldar láminas metálicas delgadas, mientras que las piezas de trabajo gruesas y de formas extrañas generalmente se sueldan mediante soldadura por arco.
Requisitos de calidad de soldadura: La calidad de soldadura deseada también dicta la elección del método de soldadura. Para piezas de trabajo que requieren un alto sellado y resistencia de las juntas, se deben seleccionar métodos de soldadura que cumplan con estos requisitos.
Eficiencia y costo de producción: si se requiere un alto volumen de producción anual, es necesario seleccionar un método de soldadura con alta eficiencia. También se deben tener en cuenta consideraciones de costos.
Factores ambientales: Algunos métodos de soldadura generan materiales de desecho y emisiones, provocando contaminación ambiental. Por lo tanto, se deben tener en cuenta consideraciones ambientales al seleccionar un método de soldadura.
Preguntas frecuentes:
¿Cuáles son las limitaciones de la soldadura por resistencia?
La soldadura por resistencia no es adecuada para soldar componentes metálicos de gran tamaño.
¿Cómo se garantiza la seguridad en la soldadura por resistencia?
Cuando opere soldadura por resistencia, use un casco de seguridad y gafas de seguridad.
¿Cómo puedo capacitarme en soldadura por resistencia?
Puedes realizar una formación en unfabricante de soldadura por resistencia.
¿Cuáles son los principales problemas de calidad de las uniones soldadas por resistencia?
Unión de soldadura en frío, resistencia inadecuada, deformación por soldadura, oxidación.
Métodos de inspección para uniones soldadas por resistencia.
Ensayos destructivos, examen microscópico, inspección visual, ensayos metalográficos, ensayos ultrasónicos.
Hora de publicación: 02-abr-2024
