Montaje de un kit de soldadura de doble punto, alimentado con una batería de 12V reciclada de un automóvil. Este soldador permite unir pletinas de hasta 0,15 mm de sección, muy útil para construir los paquetes de baterías que llevan como alimentación algunos dispositivos electrónicos. Construcción y montaje de una carcasa de protección para el módulo controlador, construida con una impresora 3D. Pruebas de funcionamiento del soldador, modificando la potencia y soldando pletinas de níquel de 0,1 y 0,2 mm.

Soldadura por puntos

La soldadura por puntos se basa en presión, intensidad y tiempo. En esta soldadura se calienta una parte muy pequeña de las piezas a soldar mediante el paso de corriente eléctrica, alcanzando temperaturas próximas a la fusión, y se ejerce una presión entre ambas piezas. Este tipo de soldadura es muy utilizado en la industria de automoción para unir chapas o láminas metálicas entre si, normalmente de espesor entre 0,5mm y 3mm. Los mejores resultados se obtienen cuando las dos chapas tienen el mismo grosor.

Etapas de las soldaduras por puntos

Colocación de las chapas a soldar entre ambos electrodos.
Acercamiento de los electrodos en las chapas ejerciendo presión.
Soldadura: tiempo que está circulando la corriente eléctrica.
Forjado: tiempo transcurrido hasta el levantamiento de los electrodos.
Etapas de la soldadura por puntos

Tiempo de soldadura

La generación de calor es directamente proporcional al tiempo de soldadura. Debido a la transferencia de calor de la zona de soldadura a los metales base y a los electrodos, así como a la pérdida libre de calor de la superficie al entorno, se necesitará una corriente y tiempo mínimo. Cuando se detiene la corriente, las puntas de cobre enfrían la soldadura por puntos, haciendo que el metal se solidifique bajo presión.

Fuerza de soldadura

Las piezas de trabajo deben ser comprimidas con cierta fuerza en la zona de soldadura para permitir el paso de la corriente. Si la fuerza de soldadura es demasiado baja, la expulsión puede ocurrir inmediatamente después de iniciar la corriente de soldadura, debido a que la resistencia de contacto es demasiado alta, dando como resultado una rápida generación de calor.

Cables tipo AWG

Los equipos de soldadura por punto pueden ser fijos o portátiles. Los equipos portátiles suelen incorporar los electrodos en la misma máquina, a modo de tenaza. Estas tenazas son de gran sección y baja resistencia eléctrica (alta conductividad), debido a la alta corriente que debe circular y con el fin de minimizar al máximo las pérdidas. En algunos casos es necesario separar la máquina de la tenaza, y se utilizan unos cables de conexión entre ambos. En estos casos, los cables deberían ser lo más cortos posible y de gran sección. A continuación se muestra una tabla con las características de los cables tipo AWG, normalmente utilizados para este fin.

Soldadura de doble punto

La soldadura de doble punto se utiliza cuando no se tiene acceso con los electrodos a las dos caras de unión, como sucede cuando tenemos que unir un número determinado de baterías en serie o paralelo. Para obtener buenos resultados con una soldadura de doble punto, el espesor de la chapa inferior tendría que ser igual o mayor al de la chapa superior, evitando así las pérdidas debidas a un exceso de calentamiento en la chapa inferior.

Principales defectos en la soldadura por puntos

Intensidad demasiado alta: penetración demasiado profunda y agujeros.
Intensidad demasiado baja: mala resistencia de la unión.
Presión demasiado alta: marcas profundas en las chapas.
Presión demasiado baja: salpicaduras y agujeros.
Tiempo de soldadura demasiado largo: baja calidad del punto y agujeros.
Tiempo de soldadura demasiado corto: mala resistencia de la unión.

Características de los metales en la soldadura por puntos

Las aleaciones rojas y bronces fósforos se sueldan mejor. Los metales y las aleaciones de distinta naturaleza se pueden soldar, pero si sus temperaturas de fusión no son muy diferentes.

Níquel y sus aleaciones se sueldan fácilmente con una intensidad muy elevada.
Aluminio, magnesio y sus aleaciones pueden soldarse a condición de que se emplee una corriente muy intensa durante un tiempo muy corto, y se controle rigurosamente la cantidad de energía suministrada.
Latón se suelda más fácilmente que el aluminio, aplicando una corriente elevada durante un tiempo corto.
Zinc y sus aleaciones son delicadas de soldar por su baja temperatura de fusión.
Cobre es imposible de soldar con cobre. En mejor de los casos, la soldadura es muy mala.

Temperatura de fusión de los metales

Estaño: 232°C
Plomo: 327°C
Zinc: 420°C
Magnesio: 650 ºC
Aluminio: 650°C
Bronce: 880° ··· 920°C
Latón: 930°··· 980°C
Plata: 950°C
Oro: 1054ºC
Cobre: 1083°C
Hierro fundido: 1220°C
Manganeso: 1244ºC
Metal monel: 1340°C
Acero de alto carbono: 1370°C
Silicio: 1410ºC
Acero inoxidable: 1430°C
Níquel: 1450°C
Cobalto: 1495ºC
Hierro: 1535°C
Titanio: 1650ºC
Vanadio: 1730ºC
Platino: 1770ºC
Cromo: 1900ºC
Molibdeno: 2610ºC
Tungsteno: 3380°C

Equipo de soldadura de doble punto, para construir paquetes de baterías

Para soldar baterías, normalmente se utilizan chapas de níquel con secciones comprendidas entre 0,1 y 0,2 mm. El tiempo de conexión de una soldadura por puntos tiene que ser muy preciso. Para este tipo de soldaduras, el tiempo varía entre 3 y 10 ms, y depende de la corriente necesaria para fundir el metal que se vaya a soldar, sin llegar a perforarlo. Como es lógico, los valores de corriente y tiempo de conexión dependerán de la sección y tipo de chapa que utilicemos.

Las soldaduras por puntos se realizan provocando un cortocircuito en la fuente de alimentación, y tan importante es controlar la temperatura de fusión del metal a soldar, como proteger su fuente de alimentación, limitando los tiempos de conexión y el intervalo mínimo entre soldaduras consecutivas.

Hay muchas maneras de hacer soldaduras por puntos, se pueden utilizar transformadores y soldar con tensión alterna, o utilizar baterías o súper condensadores y soldar con tensión continua. Lo más importante es utilizar el controlador adecuado, a la tensión y corriente de la fuente de alimentación que utilicemos. Para soldar con tensión alterna se suelen utilizar transformadores reciclados de hornos microondas, sustituyendo el devanado de AT por un par de espiras de cable de gran sección.

También se podría utilizar un equipo de soldadura por arco convencional, los de transformador. No sirven los equipos de soldadura de tipo inverter, porque precisamente estos equipos incorporan un sistema para evitar que se pegue la varilla cuando se inicia la soldadura, y cortan la tensión cuando se produce un cortocircuito.

Kit de soldadura de doble punto, para alimentarlo con una batería de 12V

Para soldar con tensión continua, aprovechando la batería de 12V que he sustituido en el coche, he comprado un kit que incluye todo lo necesario:
– Placa controladora
– Cables de conexión
– Dos electrodos de cobre para hacer la soldadura

Carcasa de protección para el PCB

He fabricado una carcasa de protección en PLA, con la impresora 3D, para evitar posibles cortocircuitos cuando el equipo de soldadura está alimentado.

Si quieres fabricar esta carcasa con tu impresora 3D, puedes descargar el fichero .STL desde el siguiente link: Protective housing for a controller module of a double point welding kit

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