Soldadura por puntos

El proceso de soldadura por puntos tiende a endurecer el material, provocando su deformación. Esto reduce la resistencia a la fatiga del material, y puede estirar el material así como recocerlo. Los efectos físicos de la soldadura por puntos incluyen grietas internas, grietas superficiales y un mal aspecto. Las propiedades químicas afectadas incluyen la resistencia interna del metal y sus propiedades corrosivas.

Los tiempos de soldadura suelen ser muy cortos, lo que puede causar problemas con los electrodos: no pueden moverse lo suficientemente rápido para mantener el material sujeto. Los controladores de soldadura utilizan un doble pulso para evitar este problema. Durante el primer pulso, el contacto del electrodo puede no ser capaz de hacer una buena soldadura. El primer pulso ablandará el metal. Durante la pausa entre los dos pulsos, los electrodos se acercarán y harán mejor contacto.

Durante la soldadura por puntos, la gran corriente eléctrica induce un gran campo magnético, y la corriente eléctrica y el campo magnético interactúan entre sí para producir también un gran campo de fuerza magnética, que impulsa al metal fundido a moverse muy rápido a una velocidad de hasta 0,5 m/s. De este modo, la distribución de la energía térmica en la soldadura por puntos puede cambiar drásticamente debido al rápido movimiento del metal fundido. El movimiento rápido en la soldadura por puntos puede observarse con fotografía de alta velocidad.

El soldador por puntos básico consta de una fuente de alimentación, una unidad de almacenamiento de energía (por ejemplo, una batería de condensadores), un interruptor, un transformador de soldadura y los electrodos de soldadura. El elemento de almacenamiento de energía permite a la soldadora suministrar altos niveles de potencia instantánea. Si la demanda de potencia no es elevada, el elemento de almacenamiento de energía no es necesario. El interruptor hace que la energía almacenada se descargue en el transformador de soldadura. El transformador de soldadura reduce la tensión y aumenta la corriente. Una característica importante del transformador es que reduce el nivel de corriente que debe manejar el interruptor. Los electrodos de soldadura forman parte del circuito secundario del transformador. También hay una caja de control que gestiona el interruptor y puede controlar la tensión o la corriente del electrodo de soldadura.

La resistencia que presenta el soldador es complicada. Existe la resistencia del bobinado secundario, de los cables y de los electrodos de soldadura. También está la resistencia de contacto entre los electrodos de soldadura y la pieza de trabajo. Existe la resistencia de las piezas de trabajo, y la resistencia de contacto entre las piezas de trabajo.

Al principio de la soldadura, las resistencias de contacto suelen ser altas, por lo que la mayor parte de la energía inicial se disipará allí. Ese calor y la fuerza de apriete ablandarán y suavizarán el material en la interfaz electrodo-material y harán un mejor contacto (es decir, reducirán la resistencia de contacto). En consecuencia, entrará más energía eléctrica en la pieza y la resistencia de unión de las dos piezas. A medida que la energía eléctrica llega a la soldadura y hace que aumente la temperatura, los electrodos y la pieza conducen ese calor. El objetivo es aplicar la energía suficiente para que una parte del material dentro del punto se funda sin que se funda todo el punto. El perímetro del punto conducirá mucho calor y mantendrá el perímetro a una temperatura más baja. El interior del punto tiene menos calor conducido, por lo que se funde primero. Si la corriente de soldadura se aplica durante demasiado tiempo, todo el punto se funde, el material se agota o falla y la «soldadura» se convierte en un agujero.

El voltaje necesario para soldar depende de la resistencia del material que se va a soldar, del grosor de la chapa y del tamaño deseado de la pepita. Al soldar una combinación común como la chapa de acero de 1,0 + 1,0 mm, la tensión entre los electrodos es sólo de unos 1,5 V al comienzo de la soldadura, pero puede bajar hasta 1 V al final de la misma. Esta disminución de la tensión se debe a la reducción de la resistencia causada por la fusión de la pieza. La tensión en circuito abierto del transformador es mayor que ésta, normalmente en el rango de 5 a 22 voltios.

La resistencia del punto de soldadura cambia a medida que fluye y se licua. Los equipos de soldadura modernos pueden controlar y ajustar la soldadura en tiempo real para garantizar una soldadura consistente. El equipo puede tratar de controlar diferentes variables durante la soldadura, como la corriente, el voltaje, la potencia o la energía.

Los tamaños de las soldadoras van de 5 a 500 kVA. Los microsoldadores por puntos, utilizados en diversas industrias, pueden bajar hasta 1,5 kVA o menos para necesidades de soldadura de precisión.

Es habitual que durante el proceso se expulse un chorro de gotas de metal fundido (chispas) de la zona de la soldadura.

La soldadura por puntos de resistencia no genera un arco brillante, por lo que no se requiere protección contra los rayos UV. La OSHA exige protectores faciales o gafas transparentes para la protección contra salpicaduras, pero no exige ninguna lente con filtro.