Introducción a la soldadura por inducción

La soldadura por inducción es una técnica que consiste, básicamente, en calentar dos o más piezas mediante el uso práctico de las corrientes de Eddy y los ciclos de histéresis de los materiales ferromagnéticos o conductores eléctricos. En ellos se induce una corriente mediante el uso de bobinas por las cuales circula una determinada corriente eléctrica alterna. Esta corriente inducida, de alta frecuencia, calienta el material debido a su resistencia interna; también puede producirse calor por medio de los repetidos cambios en el dominio magnético de los materiales ferromagnéticos.

En otros artículos ya hemos hablado de soldadura, sobre sus diferentes tipos y otras cuestiones. Hoy nos enfocaremos con precisión en este tema particular para poder responder a la siguiente pregunta ¿Qué es la soldadura por inducción?

El método tradicional permite soldar piezas entre sí sin necesidad de utilizar electrodos. Es importante aclarar que este método sirve sólo si los metales de ambas piezas permiten ser aleadas. Cuando esto no ocurre, se busca un material intermedio que ofrezca aligación para ambos metales.

Aparatos de soldadura por inducción

Los aparatos de soldadura por inducción consisten en un transformador y en una bobina conectada al transformador por medio de un cable grueso. El principio de funcionamiento es sencillo: las piezas a soldar se calientan mediante inducción eléctrica, hasta llegar a la temperatura de fusión en la zona a soldar.

En todos los casos se utiliza corriente alterna y un oscilador electrónico que hace pasar corriente alterna de alta frecuencia por la bobina; el campo magnético así generado, que cambia rápidamente, penetra el objeto, generando corrientes inducidas por la ley de Faraday, llamadas corrientes de Eddy.

El calentamiento de las piezas se produce por dos efectos distintos: la resistividad del material, que se opone al paso de las corrientes eléctricas, y al cambio del dominio magnético en aquellos materiales ferromagnéticos.

En cualquier caso las piezas, luego de ser calentadas durante determinado tiempo, alcanzan la temperatura de fusión en la zona a soldar. Cuando esto ocurre, es posible unirlas en forma permanente y por fusión, con lo cual se logra una soldadura limpia, eficiente y rápida.

Ventajas por sobre otros métodos de soldadura

• Consumo de energía reducido.
• Menores costo de producción, limpieza, mantenimiento e insumos.
• Menor emisión de gases.
• Factibilidad de automatización.

Existen dos métodos de soldadura por inducción: directa y soldadura fuerte. Veremos a continuación ambos métodos.

Soldadura directa

Se trata de la unión de dos o más piezas del mismo metal por fusión simple entre ellas, es decir, sin la utilización de un material de aporte.

Soldadura por inducción directa

Por lo general se utiliza este método para realizar la costura de tubos de acero, en cuyo caso, además de la bobina de inducción, se utilizan dos rodillos que fuerzan el cierre del tubo luego de su paso por la bobina, donde alcanza la temperatura de fusión.

Preparación de las superficies a soldar

• La superficie de ambas piezas deben estar limpias, pulidas y ajustadas a medida.
• Debe tenerse en cuenta la forma y disposición de la soldadura a realizar para elegir la bobina más adecuada. No es lo mismo soldar dos tubos entre sí que unir dos perfiles L.
• Las piezas deben estar sujetas firmemente. El éxito de la soldadura por inducción depende de que ninguna de las piezas se muevan una vez unidas.

Realizando la soldadura por inducción directa

Se colocan ambas piezas de tal modo que las superficies a soldar queden exactamente debajo o en el centro de la bobina de inducción.

Se inicia el proceso de soldadura haciendo pasar la corriente de alta frecuencia a través de la bobina. Debe ponerse especial cuidado en seleccionar la potencia adecuada para el trabajo, de acuerdo a los espesores y los materiales de las piezas.

Cuando las superficies a soldar alcancen la temperatura de fusión, se deberá empujar suavemente una de las dos piezas, con el objeto de presionar para que el material penetre uniformemente en cada microcavidad.

Sólo resta cortar la corriente de alta frecuencia y esperar a que la unión se enfríe.

Deberá revisarse para asegurarse de que no haya fracturas o zonas sin soldar.

Soldadura fuerte

A diferencia de la soldadura directa, en este caso se utiliza fundente y material de aporte para unir ambas piezas.

Soldadura por inducción fuerte – unión de tubos de acero empleando cobre como metal de aportación

Este tipo de soldadura es particularmente útil para aquellos casos en que los distintos materiales no ofrecen aligación, pero sí con un tercer material, que es el de aporte.

Preparación de las piezas

• La superficie de ambas piezas deben estar limpias, pulidas y ajustadas a medida.
• Debe tenerse en cuenta la forma y disposición de la soldadura a realizar para elegir la bobina más adecuada. No es lo mismo soldar dos tubos entre sí que unir dos perfiles L.
• Las piezas deben estar sujetas firmemente. El éxito de la soldadura depende de que ninguna de las piezas se muevan una vez unidas.
• Se debe aplicar fundente a la superficie de ambas piezas. El objetivo de su aplicación es evitar la oxidación de las superficies a soldar.

Realizando la soldadura por inducción fuerte

Luego de aplicado el fundente, y con el material de aporte ya colocado alrededor de la superficie a soldar (si se trata de dos tubos), se inicia el paso de corriente por la bobina.

De acuerdo a los materiales a soldar se determinará el tiempo y la temperatura —véase la tabla más abajo— para esta soldadura por inducción.

Si las piezas a unir no permiten la colocación previa del material de aporte, éste debe aplicarse mientras ambas piezas están bajo la corriente de inducción.

Una vez que ambas piezas están unidas, puede cortarse la corriente, poniendo especial cuidado en no mover las piezas hasta que estén relativamente frías.

Recuerde que no es necesario enfriar la soldadura con agua ni aceite, ni tampoco se requiere eliminar ningún tipo de escoria; el uso de fundente y el mismo proceso de soldadura por inducción lo harán innecesario.

Tabla de temperaturas de soldadura por inducción