Soluciones Efectivas a Problemas Frecuentes de Unión de Electrodos

¿Por Qué Ocurren Problemas de Unión — y Qué Podemos Hacer para Prevenirlos?

Recientemente, hemos hablado mucho sobre los diferentes materiales que pueden usarse para electrodos de soldadura por puntos por resistencia — materiales que, solos o en combinación, necesitan soportar altas corrientes y grandes fuerzas de prensado. Pero, por supuesto, esa no es toda la historia. Incluso si tiene un electrodo de cobre-tungsteno 100% infiltrado, en una proporción de, digamos, 30% cobre y 70% tungsteno, proporcionando lo mejor de ambos materiales — es decir, la excelente estabilidad y resistencia del tungsteno a altas temperaturas, y la gran conductividad térmica y eléctrica del cobre . . . incluso entonces, las cosas pueden salir mal.

Eso es porque más allá de elegir los materiales para su electrodo de soldadura por puntos, también debe tener un buen diseño y construcción del electrodo si va a obtener soldaduras consistentes y de alta calidad — sin mencionar, obtener la vida más larga de su inversión en electrodos. Necesita no solo los materiales correctos y perfiles de punta y vástago, sino también una unión adecuada en la manufactura del electrodo en sí.

Por Qué la Unión de Electrodos Importa

Deficiencias en el diseño y unión de electrodos pueden causar variaciones en la calidad de la soldadura de productos finales, incluyendo soldaduras débiles o fallidas. Esto es porque uniones defectuosas en los electrodos mismos reducen la conductividad térmica y causan que la resistencia eléctrica del electrodo fluctúe. Estas deficiencias también pueden disminuir la vida del electrodo, requiriendo reparaciones o reemplazos más frecuentes.

Por ejemplo, electrodos hechos de aleaciones de tungsteno o molibdeno con un vástago de cobre son excelentes para muchas aplicaciones de soldadura por puntos por resistencia. Después de todo, el tungsteno y el molibdeno tienen altos puntos de fusión y son estables a altas temperaturas, mientras que un vástago de electrodo de cobre disipa el calor rápidamente. Sin embargo, surgen problemas cuando un fabricante une estas aleaciones a su vástago de cobre usando un proceso de soldadura fuerte (brazing).

Cuando el material de aporte de soldadura fuerte no se distribuye uniformemente en la unión entre el material del electrodo y el porta-electrodos, resulta en cavidades que impactan la resistencia eléctrica y reducen la conductividad térmica. El resultado final es calidad de unión inconsistente, con las cavidades reduciendo el área de unión efectiva del electrodo. Además, vacíos causados por acción capilar inadecuada o alineación incorrecta de las piezas durante el proceso de soldadura fuerte también pueden reducir la resistencia de unión de los electrodos.

Los problemas de calentamiento de la punta del electrodo son otro problema que puede ser causado por deficiencias en la unión del electrodo. Eso es porque cuando la corriente de soldadura pasa a través de un electrodo, el calor producido es generalizado — está dentro del cuerpo del electrodo, la punta del electrodo, la interfaz punta-parte, las piezas siendo soldadas y la interfaz parte-parte. Con cada soldadura subsiguiente, el calor residual en la punta del electrodo se acumula antes de estabilizarse en algún valor promedio, dependiendo de la tasa de soldadura y la energía de soldadura.

Si bien el calor residual en la punta usualmente no es un gran problema cuando se suelda manualmente — y por tanto, a una tasa lenta — puede ser un gran problema en entornos de soldadura automatizados, donde la tasa de soldadura puede alcanzar una soldadura por segundo o más rápido. Aquí, el calor residual en la punta del electrodo puede causar problemas de soldadura como:

• Deformación aumentada de la pieza
• Agrietamiento de la pieza
• Oxidación rápida de la punta
• Acumulación rápida de material/placa de la pieza en la punta
• Resistencia de soldadura reducida
• Adherencia severa punta-parte
• Desgaste severo de la geometría de la punta
• Vida de la punta más corta

La densidad de corriente de soldadura excesiva también puede resultar en adherencia severa del electrodo, deformación del área de la punta y flexión de la longitud de la punta — todo lo cual, a su vez, reduce la capacidad de unión de los electrodos. Además, contaminantes superficiales como aceite, grasa, óxido/óxidos, cascarilla o suciedad pueden formar una barrera que previene la soldadura fuerte adecuada en la manufactura del electrodo — resultando en la caída real del material del electrodo de su vástago.

Cómo Evitar la Unión Defectuosa de Electrodos

Afortunadamente, podemos ayudar a muchos de los problemas señalados arriba creando una unión sin costuras entre electrodo y vástago. Con un mejor método de unión de un electrodo a su porta-electrodos, puede obtener resistencia eléctrica y conductividad térmica más consistentes, rendimiento de soldadura más reproducible y vida de servicio del electrodo más larga. Uno de esos métodos de unión sin costuras es la unión no defectuosa (NDB) de ensamblajes de electrodos hechos de tungsteno, molibdeno y sus aleaciones, incluyendo cobre-tungsteno, plata-tungsteno y carburo de plata-tungsteno.

Un electrodo unido sin costuras es aquel que no tiene material de aporte entre el vástago y la punta del electrodo, para una unión que es casi 100% — creando un área de unión más efectiva que, a su vez, produce una soldadura más fuerte y consistente entre las piezas de trabajo. Además, los electrodos unidos sin costuras optimizan el ciclo térmico, para reducir la carga de calor y consumo del electrodo.

En el caso de NDB, el método retiene las características de los componentes del material del electrodo mientras fusiona los materiales en un molde para formar una unión de solo unos pocos micrómetros. A diferencia de los electrodos soldados fuerte, los electrodos NDB proporcionan conductividad térmica y resistencia eléctrica constantes debido a la unión sin costuras entre el electrodo y el vástago.

Ponga la Unión de Electrodos a la Par con la Elección de Materiales

Sin el diseño y construcción adecuados del electrodo de soldadura, su producto final puede verse plagado por retrasos de producción debido a ineficiencia del proceso, fallo del electrodo o soldaduras débiles. La unión adecuada de sus electrodos — usando un proceso como NDB — es tan importante como su elección de materiales para asegurar calidad de soldadura consistente, adherencia mínima del electrodo y vida máxima del electrodo.

Simplemente dicho, mejor es la unión entre los materiales que componen los electrodos mismos, mejores y más reproducibles serán sus resultados de soldadura. Si desea aprender más sobre el método NDB y sus ventajas en la manufactura de electrodos de soldadura por puntos por resistencia, puede descargar nuestro documento técnico gratuito sobre la unión no defectuosa de electrodos de soldadura por puntos por resistencia.