¿Qué es la soldadura por puntos por resistencia? - Una descripción general
Soldadura por puntos de resistencia (RSW), como sugiere su nombre, utiliza una fuerte concentración de calor causada por una alta resistencia eléctrica para fusionar dos piezas de metal en un punto fijo. Es fácil de realizar y tiene un principio de funcionamiento simple.
Las máquinas de soldar RSW tienen dos electrodos, como puntas, que sujetan la pieza de metal. Estos electrodos están hechos de cobre, que es un gran conductor. Por el contrario, la lámina de metal o una placa delgada es un mal conductor de la electricidad.
Una vez que el electrodo está en su lugar, el circuito se cierra y comienza a fluir una corriente de alto amperaje. El acero es un mal conductor y resiste este flujo, creando una intensa fricción entre las moléculas. Esto eleva la temperatura a 2000 ℃ (3632 ℉), lo que derrite y fusiona las piezas de metal en el lugar. También conocido como el “Pepita de soldadura."
La corriente pasa durante unos segundos y luego se detiene, pero la presión aún se aplica en el lugar. Esto fusiona aún más las partes a medida que se mantiene la presión. Una vez enfriados, se despachan los electrodos y se logra la soldadura por puntos.
Fuente de alimentación
El tipo de corriente eléctrica influye en gran medida en la salida de la soldadura RSW. La corriente que entra en nuestra toma de corriente es mayoritariamente una Corriente Alterna (CA) de 120 o 220 V con una frecuencia de 50-60 Hz.
Puede notar que la CA pasa a través de la línea de amplitud cero al menos dos veces en un ciclo. En la soldadura RSW, este efecto se traduce en el suministro pulsante de corriente y provoca pérdidas de energía. Para reducir este efecto, las máquinas modernas recurren a dos opciones.
La primera es utilizar alimentación de CA trifásica en lugar de una sola fase. Con esto, hay tres picos en un ciclo y se reduce el efecto pulsante, lo que da como resultado soldaduras por puntos más suaves. Sin embargo, todavía no es suficiente.
Los investigadores han deducido otra forma de suministrar suministro de energía constante. El suministro se convierte en una onda cuadrada de alta frecuencia al pasar una corriente trifásica a través de una tecnología de inversor.
Después de eso, estas ondas se mueven a través de un "rectificador de diodo" que las convierte en una fuente de alimentación de corriente continua (CC) de frecuencia aún más alta. Esta nueva fuente de alimentación es perfecta para un suministro de corriente uniforme y produce una soldadura de alta calidad.
Hay esencialmente dos tipos de máquinas RSW que puede comprar. Uno es su soldador manual por puntos de todos los días. Es adecuado para pequeñas empresas o proyectos de patio trasero.
Otra es una máquina de soldadura por puntos "Robótica" que se ve en las grandes industrias. En este caso, la soldadura por puntos la realiza un brazo robótico automatizado.
¿Qué es la soldadura láser? – Una visión general
Soldadura por láser es una técnica moderna que se está volviendo popular en la industria manufacturera moderna. Implica el uso de rayos láser de alta potencia para fundir y fusionar dos piezas de trabajo con o sin el uso de material de relleno.
La fuente de su poder categoriza múltiples máquinas láser. Las más comunes son las máquinas de “láser de fibra” y “láser de CO2”.
El láser de fibra, también llamado láser de estado sólido, se genera cuando se introduce luz en un "granate de aluminio itrio dopado con neodimio, (Y3Al5O12) -YAG" (cristal sólido), que excita los átomos dentro de los cristales.
Y mediante el uso de fibras ópticas y espejos, los fotones recién excitados se amplifican para convertirse en un haz funcional. Este haz viaja al cabezal de soldadura, que realiza la operación requerida. También se conoce como soldadura láser YAG.
El CO2 funciona de manera similar, pero en lugar de cristal sólido como fuente, utiliza una cámara de gas llena de dióxido de carbono como medio de ganancia. A través de él pasa una alta corriente que excita los átomos y se libera energía infrarroja, que luego se amplifica para usarla con diferentes propósitos.
La soldadura por láser de fibra es potente y polivalente. Es adecuado tanto para pequeñas empresas como para grandes industrias. A diferencia de la soldadura tradicional, los láseres de fibra son compatibles con muchos materiales, como chapa, acero, acero al carbono, aluminio, termoplásticos, etc. También producen menos calor en general, lo que se traduce en una disminución de las deformaciones térmicas. Esto ahorra costos en la postproducción y afecta positivamente las ganancias.
Puede usarlo para placas delgadas y gruesas, aunque la velocidad de soldadura difiere según la forma. Hay toneladas de configuraciones de soldadura en una máquina de soldadura láser típica que pueden ayudarlo a producir la mejor soldadura con una potencia limitada.
La soldadura láser se puede realizar con o sin el material de relleno. Esto aumenta su practicidad en términos de rendimiento de soldadura. Los rellenos de alambre y polvo generalmente se usan cuando hay un espacio entre dos piezas de trabajo.
Puede usar soldadura láser para soldadura por puntos/puntos y costuras largas. Las soldaduras son fuertes y tienen mínimos defectos de soldadura. La soldadura láser es fácil de dominar y requiere muy poco mantenimiento. Actualmente, las plantas de fabricación utilizan robots de soldadura que son mucho más eficientes y aumentan la producción.
Se ha observado que la soldadura láser produce humos menos tóxicos que las soldaduras tradicionales; sin embargo, el equipo de protección para los ojos es crucial durante las soldaduras.
Soldadura láser frente a soldadura RSW
Profundicemos en las diferencias entre estos dos tipos de soldadura.
Beneficios de la soldadura RSW sobre la soldadura láser
Bajo costo
Cuando se trata de máquinas de soldadura por puntos portátiles, el precio es más bajo que el de productos de soldadura por láser similares. El costo operativo también es bajo en comparación con la soldadura láser. Es especialmente bueno para placas de acero delgadas. Tiene una conductividad térmica más baja, por lo que el calor permanece concentrado en el punto entre los electrodos.
Sin embargo, el costo operativo se ve afectado por el material disponible. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio tienen una conductividad térmica más alta, lo que requiere mayores amperios de corriente. Se necesitan transformadores más grandes para suministrar amperios tan altos, lo que puede aumentar el costo total.
Fácil y Rápido
La soldadura por puntos es fácil de manejar y las máquinas portátiles están fácilmente disponibles. Puede realizar rápidamente puntos de soldadura en sucesión y obtener resultados relativamente uniformes. Tampoco requiere mucha habilidad, por lo que es perfecto para un principiante.
Muchos talleres de automóviles disponen de soldador por puntos para reparar pequeños desperfectos y unir repuestos. Las máquinas de soldadura láser son relativamente nuevas, por lo que muchas pequeñas empresas no pueden pagarlas.
Las máquinas semiautomotrices y automáticas son populares en industrias más grandes. Los brazos robóticos incorporados con electrodos de soldadura por puntos se utilizan en grandes plantas de fabricación. Son extremadamente rápidos y hacen que la producción sea mucho más rápida.
Distorsión reducida
Tanto la soldadura por láser como la soldadura por puntos por resistencia disipan menos calor. Sin embargo, la soldadura RSW libera una cantidad de calor aún menor. Y por la propia naturaleza de este proceso de soldadura, la junta resultante produce menos distorsión. Los electrodos permanecen apretados durante milisegundos a medida que pasa la corriente y derriten el metal.
Luego, la presión permanece intacta y se permite que la soldadura se enfríe. Este restricción mientras que el enfriamiento evita que se propaguen las tensiones mecánicas, por lo que vemos menos distorsión general.
Aunque la soldadura láser, en comparación con las técnicas tradicionales, no se queda atrás en la prevención de distorsiones térmicas.
Beneficios de la soldadura láser sobre la soldadura RSW
Aplicaciones Prácticas
La soldadura láser está muy por delante de la soldadura RSW cuando se trata de practicidad. Primero, la soldadura RSW solo es buena para la soldadura por puntos, y eso es todo. No se puede hacer soldadura continua con él. Por el contrario, la soldadura láser puede realizar soldaduras por puntos y continuas.
Otra restricción es que RSW solo puede realizar uniones traslapadas entre piezas de trabajo superpuestas. Por lo tanto, no puede realizar juntas a tope ni ningún otro tipo con él.
La soldadura RSW no puede trabajar con un espesor de pieza de trabajo superior a 6 mm, lo cual es otro obstáculo. Es particularmente adecuado solo para trabajos de chapa. Sin embargo, los láseres de fibra pueden trabajar fácilmente con láminas de metal y placas delgadas y gruesas.
La soldadura láser es mucho más práctica y no hay restricción en cuanto al tipo de juntas, posición de las soldaduras y materiales.
La soldadura por láser también puede formar juntas utilizando metal de aporte adecuado para piezas con espacios intermedios.
La soldadura láser se utiliza en la fabricación de aeronaves, la construcción naval, el micromecanizado, la construcción y muchas industrias más. Sin embargo, la industria automotriz utiliza principalmente la soldadura por puntos. Se dice que un auto típico tiene 4500 juntas de soldadura por puntos.
Precisión
La soldadura láser es mucho más precisa que la soldadura por puntos. Esto se debe a que los láseres de fibra utilizan luz amplificada que puede apuntar a la pieza de trabajo de la manera más precisa. Un campo especializado llamado "Soldadura de precisión" utiliza láseres para soldar formas complejas a nivel micro. Esta propiedad única de la tecnología láser se utiliza en la industria médica, el micromecanizado, la fabricación de joyas, etc.
Gama de materiales
Tanto la soldadura láser como la soldadura RSW necesitan una preparación previa del material. Pero los láseres pueden acabar con una simple limpieza. Mientras que para RSW, se recomienda una imprimación soldada para una vida más larga.
No hay comparación con respecto al rango y tamaño del material que puede manejar el láser de fibra. Puede usarlo para láminas de metal, aluminio, acero al carbono, plásticos, latón, etc. Sin embargo, RSW funciona mejor con láminas de acero y tiene problemas con otros materiales.
De acuerdo con investigacion, la soldadura por puntos con láser produce soldaduras más fuertes que la soldadura RSW. Los resultados muestran que la soldadura láser tenía una resistencia de 63.60 N en comparación con RSW, que tenía 39.6 N. Es casi el doble de la resistencia en términos absolutos.
Adaptabilidad
La soldadura láser es muy flexible en términos de potencia láser, posición de soldadura, forma de soldadura y tipo de soldadura. Es debido a la naturaleza inherente de la luz que se puede controlar fácilmente.
La característica más popular de las últimas máquinas de soldar es “ Optimización de forma de haz”, que le permite controlar la forma de un rayo láser proyectado sobre la pieza de trabajo. Al optimizarlo, se pueden reducir las salpicaduras y la porosidad de las soldaduras.
Los controles numéricos de la computadora permiten al usuario seleccionar entre muchas opciones de soldadura. Un soldador puede experimentar con los ajustes y producir la mejor soldadura posible.
Automatización
Ambos tipos de soldadura tienen un buen nivel de automatización; francamente, es un empate. Se están realizando investigaciones para hacer que la soldadura láser robótica y la soldadura RSW sean mejores y más rápidas a través de la robótica. Los brazos robóticos se ven más comúnmente usando soldadura RSW. Del mismo modo, la tecnología CNC se adapta principalmente a los láseres de fibra.
Desglose rápido
| Soldadura RSW | Soldadura por láser de fibra | |
| Tipo de soldaduras | Soldadura por puntos | Soldadura por puntos, por puntos, de relleno continuo, soldadura a tope, etc. |
| Necesidad de preparación | Más alto | Moderado |
| Automatización | Compatible | Compatible |
| Costo Inicial | Más Bajo | Moderado |
| Costo de mantenimiento | Moderado | Más Bajo |
| Espesor de material | <6 mm | Todos compatibles. |
| Tipos Materiales | Acero, Aluminio. | Acero, Aluminio, Acero al Carbono, Titanio, Níquel, Termoplásticos, etc. |
| Sectores de aplicación | Restringido | Vasto |
| Nivel de Habilidad | Fácil | Fácil |
| Precisión | Moderado | Más alto |
Cómo elegir el método de soldadura adecuado para su proyecto
Antes de invertir en una máquina de soldar para un proyecto, es posible que desee considerar lo siguiente:
Aplicación
Teniendo en cuenta la Postulación es el primer y más crucial paso. Existen muchas opciones de soldadura y la mayoría tiene múltiples aplicaciones. Sin embargo, algunos son más adecuados para aplicaciones particulares que otros.
Si está estrictamente en el negocio de los automóviles, entonces la soldadura por puntos es más adecuada. Muchas piezas de automóviles, como parachoques, marcos de puertas, guardabarros, cofres, etc., se pueden soldar de manera eficiente con RSW.
Si requiere otro tipo de soldaduras, como soldadura continua, es mejor invertir en soldadura láser. De esa forma, tendrá a su disposición un sistema de soldadura polivalente. Los ejemplos incluyen trabajos de chapa, placas delgadas, placas gruesas, trabajos de reparación, etc.
Tipo de material
Otra ventaja de la soldadura láser es que es compatible con muchos materiales. Tales como acero para troqueles, acero inoxidable, titanio, níquel, cobre, latón, termoplásticos, magnesio y aleaciones de aluminio. Incluso es posible soldar materiales diferentes entre sí.
Por el contrario, RSW es más adecuado para acero y níquel. También puede soldar aluminio, pero requiere un soldador por puntos de mayor potencia para un mejor rendimiento. Otra restricción es el espesor de dicho material. RSW solo funciona para piezas de trabajo más delgadas. De lo contrario, se vuelve más difícil obtener una penetración total de la soldadura.
Nivel de Habilidad
Aunque RSW es fácil y tiene un principio de funcionamiento bastante simple, dominar la habilidad real requiere tiempo y esfuerzo. Existe la necesidad de mano de obra calificada para mantener y controlar las máquinas de soldadura por puntos RSW.
La soldadura láser es una habilidad fácil de dominar y no necesita mano de obra altamente calificada para las operaciones adecuadas.
Tasa de producción
Cuando se trata de automatización, las tasas de producción de RSW y soldadura láser son comparables. Depende del tipo de piezas de trabajo que produzca su industria. Las máquinas robóticas de soldadura por puntos son caras y requieren un cuidado especial durante su funcionamiento. Necesitará más espacio ya que estas máquinas se mueven en el espacio 3D. Además, la inversión sería factible si las aplicaciones se limitaran a autopartes y marcos.
Ejemplos de proyectos que serían más adecuados para RSW o soldadura láser
Industria automotriz:
La soldadura RSW solo es adecuada para la industria automotriz y la evidencia lo respalda. La mayoría de los fabricantes de automóviles optan por la soldadura por puntos porque es funcional y de bajo costo. Además, las piezas de automóviles, los marcos y las estructuras no necesitan soldaduras continuas. La soldadura láser todavía tiene usos y puede reemplazar la soldadura RSW tradicional. Otras técnicas populares son la soldadura por arco eléctrico, la soldadura por arco metálico con gas y la soldadura por gas inerte de tungsteno.
Industria de la chapa
La soldadura por láser de fibra es más adecuada para esta industria. Primero, no tiene limitaciones como la soldadura RSW. Los láseres de fibra pueden soldar una variedad de materiales en muchas formas y tamaños. Tampoco se limita a las posiciones de soldadura.
Industria de petróleo y gas
Industria de petróleo y gas tiene mucha demanda de soldaduras fuertes. Los láseres de fibra pueden realizar soldaduras longitudinales y orbitales en tuberías de combustible con precisión. Las soldaduras son lo suficientemente fuertes para soportar presiones extremas.
Industria aeroespacial:
El uso de la soldadura láser en la industria aeroespacial va en aumento. Debido a su gran practicidad, el láser de fibra se utiliza para soldar la piel de titanio del fuselaje de los aviones. Otra razón para su uso es que las soldaduras tienen mayor resistencia absoluta que los métodos tradicionales.
Conclusión
Ahora que tiene una visión holística de las técnicas de soldadura RSW y láser y cómo se comparan entre sí, le resultará más fácil tomar una decisión informada. Asegúrese de tener en cuenta todos los puntos anteriores antes de invertir en maquinaria. RSW es mucho más adecuado para la fabricación y reparación de automóviles, mientras que los láseres de fibra tienen aplicaciones más amplias. Los láseres de fibra avanzan continuamente y van a cambiar la industria de la soldadura para siempre.
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