Comprender el voltaje y el amperaje en la soldadura

La soldadura por arco metálico con gas (GMAW) es un proceso de soldadura que ocurre cuando se establece un arco eléctrico entre un material base y un electrodo de alambre alimentado continuamente. El baño de soldadura fundido está protegido de la atmósfera por un gas de protección que fluye alrededor del metal de aporte del alambre en el baño de soldadura y el propio baño de soldadura. El calor del arco eléctrico derrite el metal base y el metal de aporte del alambre que se alimenta al baño de soldadura.

Si bien muchas variables pueden influir en la calidad de una soldadura, incluidos el tipo y el grosor del material base, los cuatro factores principales que la afectan son la corriente de soldadura, el voltaje de soldadura, la distancia entre el contacto y el trabajo y la velocidad de avance.

De todos los factores de soldadura, el voltaje y el amperaje causan la mayor confusión, especialmente en el soldador novato. Y dado que se consideran entre los aspectos principales que afectan una soldadura GMAW, los analizaremos con más detalle.

¿Qué es el amperaje en la soldadura?

La corriente de soldadura es la variable que controla principalmente la cantidad de metal de soldadura depositado durante el proceso de soldadura. El amperaje mide la fuerza de la corriente eléctrica, y su efecto principal en la soldadura es la tasa de fusión del electrodo y la profundidad de penetración en el material base.

La velocidad de alimentación del alambre (WFS), otra de las variables de soldadura, controla el amperaje y la cantidad de penetración de la soldadura. WFS y la corriente están directamente relacionados: a medida que uno aumenta, también lo hace el otro y viceversa. Si el WFS se establece demasiado alto, puede provocar que se queme. Eso es porque a medida que aumenta la corriente de soldadura, la soldadura penetra más profundamente en el material base.

Eche un vistazo a la Tabla 1: Datos de corriente de soldadura para ver cómo funciona esto en la práctica. Como puede ver, la WFS aumentó progresivamente desde la soldadura 1 hasta la soldadura 5, lo que, a su vez, aumentó la corriente de soldadura. Tenga en cuenta que el operador de soldadura establece el WFS, no el nivel actual, en una fuente de alimentación GMAW-CV. La forma principal de ajustar la corriente es cambiando el WFS.

Puede ver en la tabla que a medida que aumentó la velocidad de alimentación del alambre, también lo hizo el amperaje. Los resultados son evidentes en la Figura 1: Vista transversal de las soldaduras 1 a 5.

Voltaje de soldadura

Número de identificación de soldadura

Voltaje de soldadura Tager

Adquisición de datos de configuración del soldador

Entrada de calor
(kJ/pulgada)

WFS (ipm) Voltaje (v) Velocidad de viaje (ipm) WFS (ipm) Voltaje (v) Corriente (A) 1 100 150

24

15

151 24,5 111 10,88 2 150 250 252 24,7 162 16,01 3 175 325 331 24,8 193 19,15 4 200 300 462 24,9 212 21,12 5 250 615 618 24,40

La Tabla 1 muestra los datos de soldadura de las siguientes soldaduras

Vista transversal de las soldaduras 1-5

Figura 1: Vista transversal de las soldaduras 1-5 (Tabla e imagen cortesía de EWI.org)

Observe el aumento en la penetración de la soldadura desde la Soldadura 1 hasta la Soldadura 5. Con las variables de voltaje y velocidad de desplazamiento constantes, el aumento en la WFS y la corriente indica una soldadura sustancialmente más profunda que se mueve desde la 1.ª a la 5.ª.

Además, tenga en cuenta la penetración similar a un dedo en las soldaduras 3 a 5 provocada por el cambio del modo de transferencia de metal en el arco de soldadura al modo de transferencia de “rociado de metal”. El modo de transferencia de metal generalmente pasa de transferencia globular a modo de rociado por encima de 190 amperios de corriente de soldadura para combinaciones específicas de metal y gas de protección.

¿Qué es el voltaje de soldadura?

Si el amperaje mide el volumen de electrones que fluyen a través de una corriente eléctrica, el voltaje mide la presión que les permite fluir. En otras palabras, es la fuerza portadora de la corriente eléctrica. Entonces, ¿qué efecto tiene esta “presión” eléctrica (voltaje) en la soldadura? El voltaje de soldadura controla la longitud del arco: la distancia entre el baño de soldadura y el metal de aporte del alambre en el punto de fusión dentro del arco. A medida que aumenta el voltaje, el cordón de soldadura se aplanará y aumentará su relación ancho-profundidad. Consulte los datos de soldadura en la Tabla 2:

Voltaje de soldadura

Número de identificación de soldadura

Voltaje de soldadura Tager

Adquisición de datos de configuración del soldador

Entrada de calor
(kJ/pulgada)

WFS (ipm) Voltaje (v) Velocidad de desplazamiento (ipm) WFS (ipm) Voltaje (v) Corriente (A) 7 18

325

17.5

15

328 18 177 12,74 8 21 20,4 328 21,1 174 14,69 9 23 22 327 22,7 173 15,71 10 26 25,2 328 26 185 19,24 11 30 29,2 328 30,5 2048

La Tabla 2 muestra los datos de voltaje de soldadura de las siguientes soldaduras

Vista de la sección transversal de las soldaduras 7-11

Figura 2: Vista transversal de las soldaduras 7-11 (Tabla e imagen cortesía de EWI.org)

Mientras que la velocidad de desplazamiento, la velocidad de alimentación del alambre y el amperaje permanecieron constantes, el voltaje varió. Claramente, el voltaje tiene poco impacto en la penetración. Puede ver los efectos del voltaje en la superficie de la soldadura, lo que ayuda a que quede plana y se lave en los bordes. Demasiado voltaje puede producir una soldadura plana, cóncava o socavada. Muy poco voltaje podría producir un cordón de soldadura de mala calidad, o puede contribuir a la falta de fusión.

La Figura 2 muestra este ensanchamiento de los cordones de soldadura de 7 a 11 a medida que aumenta el voltaje. Puede ver que la penetración se mantuvo constante para Welds 7-9 ya que la corriente no cambió. Las soldaduras 10 y 11 mostraron el mismo aumento en las penetraciones en forma de dedos que en las soldaduras 3-5, así como también un aumento en la corriente de soldadura. A medida que la longitud del arco aumenta en proporción al aumento de voltaje, la extensión del electrodo, la distancia desde la punta de contacto hasta el punto donde el alambre de soldadura se funde en el arco, disminuye en consecuencia.

Amperios de soldadura por espesor de tipos comunes de metal

Cualquiera que desee lograr resultados de soldadura óptimos debe saber cómo configurar los amperios adecuados según el tipo y espesor de cada metal. Consulte la tabla a continuación para conocer los amperios de soldadura por espesor para acero al carbono y acero inoxidable.

Acero al carbono con 75 % de argón/25 % de gas de protección de CO2

Grosor
(calibre) Diámetro del cable
(pulgadas) Velocidad de alimentación de alambre
(MIP) actual
(amperios) Voltaje 24 0,023 140-170 40-50 14-15 24 0,030 110-120 45-50 13-14 20 0,030 125-135 55-60 13-14 20 0,035 105-115 50-60 15-10 35 0,03 140-160 70-80 16-17 16 0,035 180-220 90-110 17-18 16 0,045 90-110 90-110 17-18 14 0,035 240-260 120-130 17,5-18 10 0,030-10 5010 18-19 10 0,045 140-150 140-150 18-19 3/16 0,035 320-340 160-170 18,5-19,5 3/16 0,045 160-175 160-170 18,5-19,5

Acero inoxidable con 90 % de helio/7,5 % de argón/2,5 % de CO2

Grosor
(calibre) Diámetro del alambre
(pulgadas) Velocidad de alimentación de alambre
(MIP) actual
(amperios) Voltaje 18 0,030 130-160 30-40 15-16,5 18 0,035 105-115 50-60 18-18,5 16 0,035 140-160 70-80 18-19 14 0,035 180-220 90-110 0,5 41,5 90-110 90-110 18,5-19 10 0,035 240-260 120-130 19-20 10 0,045 120-130 120-130 19-20 3/16 0,035 280-300 140-150 19-20 3/16 140-4 150 140-150 19-20

Recuerde la regla general: el grosor del material determina el amperaje, y cada 0,001 pulgadas de grosor del material requiere aproximadamente 1 amperio de salida. (1/4″ de grosor, o 0,25″ = 250 amperios)

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