Historia de los cables de soldadura
Los tamaños y las recomendaciones de los cables de soldadura existen desde hace mucho tiempo, pero los primeros datos datan de 1921 y el libro de General Electric Company. American Wire Gage (AWG) describe el tamaño del cable y las recomendaciones siguen vigentes en la actualidad. El sistema está bien definido y es utilizado por los ingenieros todo el tiempo.
En 1928, al comienzo de la historia de la soldadura, “The Welding Encyclopedia” 2 declaró lo siguiente: “Cuando la soldadura se realiza a grandes distancias del generador, se debe aumentar el cobre para que se produzca una caída de voltaje en ambos conductores (ida y vuelta). ) no debe superar los 10 voltios…”.
En 1936, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) publicó una “Práctica Recomendada”. Fue el primer estándar de cable de soldadura que pudo encontrar.
En 1938, la American Welding Society (AWS) publicó su primer «Manual de soldadura». Por primera vez, el libro mostró cables de soldadura recomendados basados en una caída de 4 voltios. La misma tabla apareció en el segundo volumen en 1942. Estas recomendaciones de cable de AWS se adoptaron en la primera edición del estándar del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI).
¿Qué debe saber sobre los cables de soldadura?
Como apuntábamos al principio, un cable de soldadura consta de una serie de finos hilos de cobre envueltos dentro de una especie de caucho sintético o natural de varios colores. El cobre es un excelente conductor y la cubierta aislante está diseñada para soportar movimientos repetidos.
Ampacidad del cable
La ampacidad, o capacidad de amperaje, es la cantidad máxima de corriente eléctrica que el cable de soldadura puede conducir de manera segura.
Diferentes cables de soldadura tendrán diferentes clasificaciones de amperaje dependiendo de varios factores:
- longitud del cable,
- tamaño del cable (calibre),
- clasificación de resistencia
Longitud del cable
Al decidir la longitud, siempre debe optar por un cable que pueda llegar a todos los rincones de su garaje o taller de soldadura. Sin embargo, hay una trampa.
Al calcular la longitud del cable de soldadura, debe tener en cuenta todo el circuito de soldadura. Por lo tanto, debe agregar la longitud combinada de su cable de electrodo y el cable de trabajo.
El cable de electrodo conecta su fuente de electrodo de soldadura (antorcha TIG, portaelectrodos SMAW, pistola MIG) y su soldadora. Mientras tanto, el cable de trabajo se refiere a su abrazadera de trabajo.
Como regla general, los cables más cortos pueden soportar amperajes más altos que los cables más largos del mismo diámetro. Sin embargo, aumentar la longitud del cable de soldadura provocará una caída de tensión. Por lo tanto, deberá elegir un cable más grueso al aumentar la distancia.
Tamaños de cables de soldadura: calibre
Entonces, aunque sea lo suficientemente largo, su cable también debe tener el tamaño apropiado.
La sección transversal de los alambres dentro de los cables por lo general se mide en mils circulares. Por ejemplo, una mil circular es el área de la sección transversal de un alambre con un diámetro de 0,001 pulg.
Además de la milésima circular, debe tener en cuenta el pie de milésima circular.
Por ejemplo, un pie circular de alambre de cobre tiene 0,001 pulgadas de diámetro y un pie de largo. Además, este cable tendrá una resistencia de 10,37 ohmios.
Para determinar qué tamaño de cable de soldadura necesita, debe saber que a medida que aumenta el nivel de corriente, el diámetro del cable de soldadura y el área de la sección transversal del trenzado de cobre deben aumentar.
Por lo tanto, deberá hacer coincidir el amperaje de la alimentación con el tamaño de cable adecuado.
Los cables eléctricos generalmente se clasifican por tamaño AWG (American Wire Gauge). Por ejemplo, un número más alto se refiere a un cable de menor diámetro, mientras que las líneas más prominentes se etiquetan con 1/0, 2/0 y superior.
Aquí hay una tabla AWG que puede ayudarlo a determinar el tamaño del cable de soldadura. Tenga en cuenta que representamos los datos hasta 650 amperios, ya que es menos probable que trabaje con máquinas de mayor potencia. No obstante, la tabla de cables de soldadura AWG representa cables que pueden conducir hasta 1500 amperios.
Corriente (amperios) Ciclo de trabajo (%) 0-50 pies 51-100 pies 101-150 pies 151-200 pies 201-250 pies 1253065321 1504065321 1803044321 2006022211/0 2253033211/0 2503033211/01 15101/01 15101/01 15101/01 /02/0 350601/01/02/02/03/0 400602/02/02/03/04/0 4001003/03/03/03/04/0 500602/02/03/03/04/0 600603/ 03/03/04/02 2/0 6001002 1/02 1/02 1/02 2/02 3/0 650603/03/04/02 2/02 3/0
Resistencia Térmica de los Cables
El cobre es un excelente conductor de electricidad, pero todavía tiene cierto grado de resistencia al flujo de electrones a través de él. Por lo tanto, los cables eventualmente comenzarán a calentarse.
Si bien el alambre de cobre puede soportar las altas temperaturas generadas por la corriente de soldadura, el aislamiento que los protege eventualmente se derretirá. El aislamiento puede estar hecho de neopreno, EPDM o PVC. Tanto las chaquetas de neopreno como las de EPDM son flexibles y resistentes a las inclemencias del tiempo, la abrasión, la humedad y el agua. Sin embargo, no son adecuados para la exposición a un gas u otro líquido a base de petróleo. El PVC es menos flexible pero tiene una alta resistencia a cortes y rasgaduras.
Es por eso que los fabricantes suelen etiquetar una temperatura del conductor de 75 °C (167 °F), 90 °C (194 ⁰F) o 105 °C (221 °F). Por lo tanto, es normal si su cable se siente caliente después de una soldadura prolongada. Sin embargo, si el tamaño de su cable no puede soportar la cantidad máxima de corriente eléctrica, el aislamiento se derretirá y eventualmente romperá el cable o incluso provocará un incendio.
Otro factor que influye en el calentamiento de los cables es la temperatura ambiente. Los fabricantes suelen calificar la temperatura ambiente de las líneas de 30°C (86°F), pero ¿qué significa?
Si la temperatura ambiente es más alta, los cables pierden ligeramente su capacidad de disipar el calor. Además, lo mismo puede ocurrir si los cables están apretados entre sí. Como resultado, un calor más alto reduce la ampacidad del cable.
Resistencia de tamaño AWG (ohmios/pie)
Resistencia de calibre (ohmios/pie)60.00039450.00031340.00024930.00019720.00015610.0001241/0 0.00009832/0 0.00007793/0 0.00006184/0 0.0000490
Ciclo de trabajo y polaridad
Tenga en cuenta que el ciclo de trabajo ni la polaridad no afectan el tamaño de su cable.
La polaridad determina cómo fluye la corriente a través del circuito de soldadura, pero no afecta el tamaño del cable. Por lo tanto, siempre que la línea sea lo suficientemente gruesa para conducir la electricidad en el circuito de soldadura, no importa si la polaridad de la corriente se establece en CC+, CC- o CA.
El ciclo de trabajo se refiere al tiempo que puede soldar continuamente dentro de los 10 minutos antes de tomar un descanso. Cada fabricante prueba el ciclo de trabajo máximo y lo expresa en porcentajes, por ejemplo, 30%-60%-100%. Si excede el período dado, la soldadora se sobrecalentará y se apagará, por lo que tendrá que enfriarla.
Recuerde que el factor de ciclo de trabajo no afecta directamente la caída de voltaje. Sin embargo, eventualmente se calentará debido a la resistencia térmica, por lo que debes evitar usar cables frágiles.
Cálculo de la caída de voltaje
Como puede deducir del texto anterior, muchos factores diferentes pueden afectar la ampacidad del cable. Sin embargo, utilizando los datos más antiguos y los primeros libros, los expertos encontraron una forma de calcular la caída de voltaje del cable.
Conociendo la resistencia de un hilo de cobre (10,37 ohm) y un molino circular de cualquier hilo, la caída de tensión en cualquier cable se puede calcular de la siguiente forma:
V = (10,37) × (longitud en pies) × (corriente) / (circular-mils)
Este cálculo se puede usar hoy, y aquí hay un ejemplo. En una mesa, podemos ver que el cable 2/0 tiene 133,075 mils circulares. Si un cable 2/0 de 150 pies de largo debe conducir 400 amperios, usando la fórmula:
V= (10,37) x (150) x (400) / (133.075);
Podemos decir que la caída de tensión es de 4,67 voltios.
Otra forma de calcular la caída de voltaje en un cable es usar la resistencia por pie de varios tamaños de cable de cobre en lugar de 10,37. El uso de estas cifras de resistencia estándar elimina la necesidad de usar la división por mil circular.
Puede leer los valores de ohmios/pies de los cables de cobre en una tabla, o puede calcularlos usted mismo dividiendo la resistencia de 10,37 por el valor circular en milésimas de pulgada.
Por lo tanto, puede usar el siguiente formulario para calcular la caída de voltaje:
- V = (ohmios/pie) × (longitud) × (corriente)
Por ejemplo, para un cable 4/0 de 700 pies de largo a 100 amperios:
- V = (0,0000490) × (700) × (100),
El cable tendrá una caída de tensión de 3,4 voltios.
Cuidando tus cables
Independientemente del tamaño o la longitud de sus cables, si no reciben el mantenimiento adecuado, tendrán un rendimiento inferior. Por eso es crucial mantener el cable de soldadura y las conexiones del cable en buenas condiciones.
Recuerde que las grietas, cortes, puntos desgastados u otros defectos en el cable de soldadura pueden disminuir su capacidad de conducción de corriente. Además, también debe mantener el cable de la prensa de masa en óptimas condiciones. Cualquier deficiencia puede crear un punto caliente que interferirá con la corriente de soldadura.
Entonces, si tiene problemas para iniciar un arco y ya solucionó todo lo demás, preste atención a los cables. Además de los problemas relacionados con el rendimiento, las líneas desgastadas también son peligrosas. El sobrecalentamiento y el derretimiento del aislamiento pueden provocar un incendio, por lo que debe asegurarse de abordar de inmediato los posibles peligros.