Métodos de Iniciación y Mantenimiento del Arco.

Después de leer este artículo, aprenderá acerca de los métodos de iniciación y mantenimiento del arco.

Métodos de Iniciación del Arco:

No es posible crear un arco entre el electrodo y la pieza de trabajo simplemente conectándolos en un circuito de soldadura. Esto se debe a que la corriente necesita un pasaje ionizado para fluir a través de la brecha. Por lo tanto, un arco de soldadura debe ser iniciado. El método para iniciar un arco de soldadura depende del proceso utilizado. Sin embargo, en general estos métodos se pueden agrupar en dos categorías.

En una categoría, la ionización de los gases entre el electrodo a la brecha de trabajo se logra mediante la aplicación de un alto voltaje a través de él y en la otra categoría, el electrodo y la pieza de trabajo se cortocircuitan momentáneamente al tocarse entre sí. El primero se utiliza para arcos fijos o inmóviles y el segundo para arcos móviles o de viaje.

Para arcos inmóviles, el electrodo y las piezas de trabajo se acercan entre sí sin tocarlos y se aplica un alto voltaje del orden de 10 ⁴ voltios. Como una alta tensión de este tipo a una frecuencia de red normal de 50 hertz será letal, se aplicará una alta tensión de alta frecuencia, para el inicio del arco, con la ayuda del oscilador de chispa.

Esto ayuda a ionizar los gases en el espacio entre el electrodo y la pieza de trabajo, y el arco se inicia, por lo tanto, en unos pocos milisegundos. Tan pronto como el arco se estabilice, la alimentación auxiliar de alta frecuencia y alta tensión se desconecta automáticamente.

Este método de iniciación del arco se utiliza en los procesos de soldadura por arco de tungsteno con gas y soldadura por arco de carbono para evitar la contaminación del electrodo de tungsteno o para eliminar la posibilidad de que el carbón se desprenda del electrodo de carbono si se utiliza el método de toque para iniciar el arco. .

El método táctil para iniciar el arco se usa normalmente para procesos en los que se emplea el arco móvil. Sin embargo, tiene dos variantes dependiendo del tamaño, es decir, el diámetro del electrodo. Para electrodos gruesos, la iniciación del arco se realiza tocando el electrodo a la pieza de trabajo y luego retirándolo. Al tocar, una corriente de cortocircuito pesado fluye en el circuito causando la fusión de puntos de contacto diminutos.

Cuando se retira el electrodo, se producen chispas e ionización del espacio entre el electrodo y la pieza de trabajo. Si el arco no se inicia en el primer intento, el proceso se puede repetir hasta que se establezca un arco estable. Este método de iniciar el arco de soldadura se conoce como método "táctil" y el arco así iniciado se denomina arco "dibujado". Este método se utiliza para la iniciación del arco en el proceso de soldadura de arco de metal manual o SMAW.

Para soldar con alambres, es decir, electrodos delgados, un electrodo se alimenta al trabajo a una velocidad preestablecida. Tan pronto como toca la pieza de trabajo, una gran corriente de cortocircuito fluye a través de ella y el electrodo se funde, lo que provoca la ionización del espacio entre el electrodo y el trabajo.

El proceso generalmente se repite dos o cuatro veces antes de que se establezca un arco estable. Este método de iniciación de arco se adopta para los procesos de soldadura de arco de metal a gas y de soldadura de arco sumergido, tanto en modo semiautomático como automático.

En algunos casos limitados, el arco de soldadura también se inicia al colocar una bola de lana de acero entre el electrodo y la pieza de trabajo. Cuando una corriente pesada fluye a través de la lana de acero, se funde y en el proceso proporciona un camino ionizado y de vapor metálico para el flujo de corriente y se establece un arco estable.

Métodos de mantenimiento del arco:

Una vez que se ha establecido un arco estable con un equilibrio térmico adecuado, es esencial mantenerlo para que se puedan lograr soldaduras de calidad constante. Normalmente, no es difícil volver a encender un arco estable, si se apaga momentáneamente. Si bien es posible que se requieran miles de voltios para iniciar un arco en la soldadura con arco de tungsteno con gas, puede requerir solo decenas o, a lo sumo, cientos de voltios para volver a encenderlo.

El mantenimiento de un arco al soldar con una fuente de alimentación de CA es más bien un problema porque el arco se extingue cada semiciclo cuando la corriente es cero, es decir, se extinguirá 100 veces por segundo con un suministro de red normal de 50 hertzios. Para el reencendido, el voltaje requerido debe estar disponible en el momento en que la corriente sea cero.

Esto se logra en la soldadura de CA manteniendo desfasadas las ondas de corriente y voltaje utilizando una fuente de energía con un factor de potencia de operación bajo de aproximadamente 0, 3, donde el factor de potencia para un transformador de soldadura viene dado por la relación de voltaje de arco a circuito abierto voltaje, es decir,

Para estas condiciones, casi todo el OCV (voltaje de circuito abierto) está disponible para volver a encender el arco mientras la corriente es cero y esta condición se muestra en la Fig. 3.16 por los transitorios de suministro (trazas V y /) y el transitorio de voltaje El factor de potencia de operación de una fuente de energía puede mejorarse al tiempo que se mantiene la facilidad de reencendido solo al usar medios auxiliares para mantener o reencender el arco, por ejemplo, un oscilador de alta frecuencia de alto voltaje de chispa puede usarse para suministrar un pulso de alto voltaje en la instancia apropiada.

Si se usa una técnica de este tipo para mantener el arco, entonces se puede aumentar el factor de potencia de la fuente de alimentación de CA reduciendo la OCV. Estos métodos se adoptan normalmente para la soldadura con arco de tungsteno con gas utilizando una fuente de poder de soldadura de CA. La situación puede mejorarse aún más utilizando un electrodo toriado con una mejor propiedad de emisión de electrones. De manera similar, en la soldadura con arco metálico blindado, los recubrimientos de electrodos con un potencial de ionización más bajo ayudan a reencender fácilmente el arco de soldadura.

En la soldadura de CC, el mantenimiento del arco es bastante sencillo y solo en el momento de un cortocircuito entre el electrodo y la pieza de trabajo se extingue el arco. Sin embargo, este problema se resuelve al proporcionar características de amperes dinámicos adecuados de la fuente de energía. Aquí nuevamente, los recubrimientos de electrodos con bajo potencial de ionización o con una mejor emisividad pueden ayudar a iniciar y mantener fácilmente el arco de soldadura.