Las máquinas o equipos de soldar se clasifican según la manera de proporcionar la energía, existen diferentes criterios. Para el análisis de siguiente artículo se adoptará la siguiente clasificación:
Máquinas estáticas
• Transformadores.
• Rectificadores.
• Transformadores-Rectificadores.
• Inversores.
Máquinas rotativas (convertidores)
• De Motor eléctrico.
• De Motor a combustión interna, pudiendo ser:
1. Gasolina.
2. (Diesel).
Las máquinas estáticas son las que no poseen elementos en movimiento continuo; excepcionalmente algunas poseen un ventilador.
Las máquinas rotativas son las que sí poseen elementos en rotación constante.
Las máquinas estáticas a su vez se clasifican en los siguientes tipos:
- Máquinas tipo transformador. – Proporcionan corriente alterna para soldar.
- Máquinas tipo rectificador. – Son máquinas transformadoras que mediante rectificadores, transforman la corriente alterna a corriente continua para soldar.
- Equipos transformador-rectificador. – Estas máquinas proporcionan tanto corriente continua como corriente alterna para soldar. Su construcción eléctrica especial permite cambiar de una corriente a otra con sólo mover una llave de conmutación.
- La evolución tecnologíca ha llevado a la electrónica a introducirse en muchas áreas de la industria, y en soldadura los equipos que trabajan con tarjetas electrónicas en donde se mejora la eficiencia del arco eléctrico, y el consumo energético a esta familia de equipos de denomina Inversores.
Las máquinas rotativas o convertidores están compuestas básicamente de un motor, que proporciona una determinada velocidad de rotación a un dínamo, el cual produce la corriente eléctrica apropiada para soldar. El motor puede ser:
- Eléctrico, funcionando con la corriente eléctrica proveniente de una red general de electricidad.
- De combustión, sea gasolina o petróleo. Los motosoldadores son máquinas utilizadas preferentemente en los lugares que carecen de una red general de electricidad.
Característica estática y dinámica
El objetivo primordial, que debe cumplir una fuente de poder de soldadura, es entregar una corriente controlable a la tensión que demanda el proceso de que se trate. Dependiendo de las características Voltaje- Amperaje, las fuentes podrían ser:
• Fuentes de corriente constante.
• Fuentes de tensión constante.
La Norma NEMA (National Electrical Manufacturers Association) define a la primera como: “Aquellas que poseen una característica Volt-Ampere descendente, entregando una corriente relativamente constante para cambios moderados en la tensión de la carga”.
Las fuentes de tensión constantes son, en cambio, definidas como: “Aquellas, en que la característica Volt- Ampere es esencialmente horizontal, produciendo una tensión relativamente constante para cambios moderados de la corriente de carga”.
No obstante, un arco eléctrico es, por su misma naturaleza, inestable. Por lo tanto, las características “dinámicas” de una fuente, es decir, la capacidad de respuesta de la máquina a rápidas variaciones de la corriente o tensión en el círcuito de carga, tienen una influencia decisiva sobre la estabilidad del arco y, por lo tanto, del proceso de soldadura.
Para cebar y mantener el arco se necesitan determinadas tensiones e intensidades. Sus magnitudes se comportan en el arco inversamente como deberían hacerlo según la Ley de Ohm. Lo que se ha dado en llamar características del arco decrece según una pendiente muy rápida.
La característica de que cae bruscamente significa, en la práctica, que para cebar el arco se necesita, forzosamente, una tensión mayor Uo que para la soldadura propiamente dicha. Como corresponde a la peculiaridad de soldadura, han de
considerarse tres etapas distintas: Funcionamiento en vacío, cebado y soldadura. En el primer caso, entre el borne del dispositivo de soldar y la pieza existe una tensión de funcionamiento en vacío (Uo) aproximadamente igual a 75 voltios y una intensidad igual a cero. Al cebar (corto-circuito), desciende prácticamente la tensión hasta cero (0) y la intensidad alcanza cierto máximo bien determinado que a menudo se encuentra por encima del valor de la corriente de soldadura. Al ocurrir esto, aumenta la tensión entre 15 a 45 voltios (tensión del arco) y la intensidad se estabiliza en un valor que corresponde al de la soldadura. De esa circunstancia se deduce que la fuente ha de adaptarse, en lo posible sin inercia, a las condiciones rápidamente variables del arco. Para todos los cambios de carga que se efectuarán lentamente, es válida la característica “estática”; en cambio, si ocurren rápidamente, es decisiva la “dinámica”.
Ciclo de trabajo
Es indudable, que no todos los procesos de soldadura impondrán la misma demanda a una fuente. Por ejemplo, en los procesos automáticos el tiempo de arco (tiempo real de la soldadura) será mucho mayor que en los procesos normales, en los cuales la fatiga del operador, la necesidad de cambio de electrodo, etc. hacen necesario frecuentes interrupciones. Por este motivo, es usual definir un “CICLO DE TRABAJO” como el porcentaje de tiempo, durante el cual la máquina debe suministrar corriente nominal a la carga. Este ciclo de trabajo se determina sobre 10 minutos, de modo tal que, por ejemplo, para una fuente con un ciclo de trabajo del 60%, la misma debe ser capaz de entregar la corriente nominal durante 6 minutos de cada 10. Para procesos automáticos, el ciclo de trabajo se especifica normalmente en 100%.