La soldadura por chispa es un tipo de soldadura por resistencia que no utiliza ningún metal de aporte . Las piezas de metal que se van a soldar se separan a una distancia predeterminada en función del espesor del material, la composición del material y las propiedades deseadas de la soldadura terminada. Se aplica corriente al metal y el espacio entre las dos piezas crea resistencia y produce el arco necesario para fundir el metal. Una vez que las piezas de metal alcanzan la temperatura adecuada, se presionan juntas, lo que las une mediante soldadura por forja de manera efectiva. [1]
Según un estudio publicado en Materials and Design, varios parámetros afectan el producto final. El tiempo de recalado es el tiempo en el que el arco está presente. El tiempo de recalado es la cantidad de tiempo que las dos piezas se presionan juntas. El tiempo de recalado debe ser lo suficientemente largo como para calentar el metal lo suficiente antes de presionarlo. Sin embargo, si es demasiado largo, gran parte del metal base comienza a fundirse. El tiempo de recalado es fundamental para crear las propiedades mecánicas deseadas de la soldadura terminada. Durante el recalado, se expulsan las impurezas del metal base creando una soldadura perfecta. Si el tiempo de recalado es demasiado corto, algunas de las impurezas pueden permanecer en el metal base creando una soldadura defectuosa. El tiempo de recalado también es crucial para la resistencia de la soldadura terminada porque es durante el recalado que se produce la coalescencia entre las dos piezas de metal. Si el tiempo de recalado es demasiado corto, es posible que las dos piezas de metal no se unan por completo. [1]
Muy a menudo, la soldadura a tope por chispa se controla por la distancia en lugar del tiempo, de modo que la chispa se produzca durante una longitud predeterminada, por ejemplo, 5 mm, antes de que comience el ciclo de recalcado. El recalcado también puede controlarse por la distancia. Se establecería un parámetro para aplicar la fuerza de recalcado hasta que se haya recalcado una cierta distancia. Por lo general, la distancia de recalcado es más importante que el tiempo de recalcado.
Al final del recalcado, generalmente hay un "tiempo de espera" durante el cual la unión se mantiene quieta para permitir que se enfríe y las dos piezas de metal se unan completamente.
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Los ferrocarriles utilizan soldadura por chispa para unir secciones de rieles de la línea principal y crear rieles soldados largos (LWR) en una configuración de fábrica o rieles soldados continuos (CWR) en la vía, que son mucho más lisos que los rieles unidos mecánicamente porque no hay espacios entre las secciones de riel. Este riel más liso reduce el desgaste de los propios rieles, reduciendo efectivamente la frecuencia de inspecciones y mantenimiento. [2] El riel soldado continuo se utiliza particularmente en líneas ferroviarias de alta velocidad debido a la suavidad de la cabeza del riel. La soldadura por chispa también es beneficiosa porque permite unir metales diferentes, incluidos los metales no ferrosos . Esto permite soldar de manera efectiva los cambios de vía, que generalmente están compuestos de acero con alto contenido de manganeso , a rieles de acero al carbono con el uso de un inserto de acero inoxidable , al mismo tiempo que se mantienen intactas las propiedades mecánicas deseadas tanto de los rieles como de los cruces. [3] La capacidad de este único proceso para soldar muchos metales diferentes, con simples ajustes de parámetros, lo hace muy versátil. La soldadura por chispa también se utiliza en la industria de la construcción metálica para aumentar la longitud del ángulo de hierro utilizado para fabricar vigas . [1]
La industria del aluminio utiliza soldadura por chispa para unir aluminio, acero y cobre en diversos conductores que transportan corriente, llamados barras colectoras . El acero se utiliza por su resistencia, el cobre por su conductividad y el aluminio por su combinación de costo y conductividad. [4]