Diferencias comparadas (con pros y contras)

La salida de corriente directa («DC») es la fuente de energía preferida para la mayoría de las operaciones de soldadura. Pero, la corriente alterna («CA») juega un papel crucial en el proceso de soldadura TIG cuando se suelda aluminio y metales similares.

La corriente de soldadura y las polaridades suelen ser confusas para los principiantes. Pero, algunos soldadores experimentados tampoco entienden completamente la corriente eléctrica porque hay muchos matices a considerar.

Este artículo le enseñará qué son las corrientes de CA y CC, sus diferencias para soldar y cuál es más adecuada para diversas aplicaciones.

Diferencias de soldadura CA vs. CC resumidas

Creamos el cuadro a continuación como una referencia rápida para ayudarlo a visualizar las diferencias entre la soldadura de CA y CC.

Siga leyendo para conocer las diferencias más a fondo.

AC/DC
Salpicaduras de soldadura Más Menos
Estabilidad del arco Peor Mejor
Tasas de depósito de metal de aporte Moderado Alto
Penetración Moderado Alto
Caídas de voltaje usando cables largos No
El arco soplado ocurre cuando se suelda metal magnetizado No
Suelda metales ferrosos como el acero Solo SMAW Todos los procesos de soldadura por arco
Soldaduras Aluminio CA TIG CC MIG
Costo del equipo de soldadura TIG Alto Bajo
Costo del equipo de soldadura revestida Bajo Medio a alto

¿Qué es DC en soldadura?

DC significa corriente continua y fluye en una dirección. Dado que el circuito eléctrico debe ser continuo para que fluya la electricidad, usamos una pinza de tierra y un portaelectrodos o una antorcha TIG/MIG para completar el circuito. El arco salta entre el electrodo y el metal con la pinza de tierra unida, completando el circuito eléctrico.

El electrodo y el metal se calientan hasta el punto de fusión gracias a la resistencia eléctrica del metal. Pero elegir la polaridad incorrecta reduce drásticamente la calidad de la soldadura.

Por lo tanto, la pinza de tierra y el electrodo deben estar correctamente conectados a la fuente de alimentación (máquina de soldar). Cada proceso de soldadura requiere una polaridad específica según el metal soldado y la selección del electrodo.

Electrodo de corriente directa positivo («DCEP»): la pinza de tierra es negativa mientras que el electrodo es positivo. El electrodo recibe alrededor del 70% del calor y el trabajo el 30%.

Electrodo de corriente continua negativo («DCEN»): la pinza de tierra es positiva mientras que el electrodo es negativo. El electrodo recibe alrededor del 30% del calor y el trabajo el 70%.

Los electrones siempre fluyen del polo negativo al positivo. Por ejemplo, si el electrodo es positivo, los electrones fluyen de la pieza de trabajo al electrodo y viceversa si el electrodo es negativo.

Podría pensar que la DCEN es la polaridad preferible para soldar, ya que el calor se concentra en la pieza de trabajo. Eso debe ser bueno para la penetración.

¿Derecha?

Bueno, esto es cierto, pero no siempre. Explicaremos la polaridad requerida más adelante en el artículo y por qué la soldadura con electrodo revestido requiere la polaridad opuesta a la soldadura TIG.

¿Qué es AC en soldadura?

La corriente alterna cambia la dirección de la corriente de un lado a otro, muchas veces por segundo. Los tomacorrientes domésticos estándar de EE. UU. brindan alimentación de CA de 110-120 V con una frecuencia de 60 Hz, mientras que las naciones europeas usan 220-240 V con una frecuencia de 50 Hz.

Entonces, su energía disponible invierte la polaridad 50-60 veces por segundo. Lo mismo ocurre cuando se suelda con una fuente de alimentación de salida de CA. El portaelectrodo/antorcha MIG/TIG y la pinza de tierra cambiarán de polaridad muchas veces por segundo.

Sin embargo, no confunda las frecuencias de entrada de CA y de salida de la máquina de soldar. Mientras que los dispositivos más antiguos solo podían proporcionar la frecuencia de salida disponible desde el tomacorriente de pared (frecuencia de entrada), los soldadores más nuevos le permiten modificar la frecuencia de salida. ¡Algunas máquinas pueden emitir hasta 500 Hz!

Las diferencias entre la soldadura de CA y CC

La diferencia esencial es obvia. Una salida de CA cambia la polaridad y la corriente fluye constantemente de un lado a otro, mientras que la salida de CC mantiene la polaridad uniforme y la corriente fluye en una dirección.

Para la mayoría de los trabajos de soldadura, la CA no es deseable. El arco se extingue y se vuelve a encender cada vez que cambia la polaridad. Como resultado, la CA provoca inestabilidad del arco cuando se suelda con electrodo revestido y no beneficia los procesos de soldadura MIG o FCAW.

Analicemos las diferencias entre la soldadura de CA y CC por proceso…

Soldadura con electrodo revestido de CA frente a CC (SMAW)

Los primeros soldadores de varilla, también llamados buzz boxes, eran máquinas de salida de CA. La acción de cambio de polaridad hizo que el dispositivo sonara como un abejorro, de ahí el nombre de la caja de zumbidos.

Si bien estos soldadores de CA hicieron el trabajo, el arco no era tan estable como las fuentes de alimentación de salida de CC. Por lo tanto, la soldadura con electrodos revestidos se realiza principalmente con máquinas de CC.

Sin embargo, la elección de la polaridad juega un papel crucial para lograr soldaduras SMAW de calidad. DCEP proporciona la mejor penetración, incluso si la electricidad se concentra en el electrodo de soldadura revestido.

Eso suena contradictorio, lo sé. Pero, trata de visualizar lo siguiente…

El calor se concentra en el electrodo haciendo que se derrita, y la gota de líquido en la punta de la varilla es impulsada hacia el metal soldado, disparándola profundamente en la unión soldada.

Por lo tanto, DCEP es la polaridad más utilizada cuando se suelda con electrodo revestido. Sin embargo, DCEN también tiene sus usos. Por ejemplo, no necesita una penetración máxima cuando suelda material delgado o realiza soldaduras de superficie.

Hay decenas de electrodos SMAW disponibles para soldar acero dulce e inoxidable. Algunos se pueden usar con todas las polaridades, mientras que otros funcionan mejor con CA, DCEN o DCEP. Depende de la composición del revestimiento de fundente.

Soldadura TIG de CA frente a CC (GTAW)

El proceso de soldadura TIG utiliza salida de CC o CA según el material soldado. El acero dulce, el acero inoxidable y el acero al carbono generalmente se sueldan con CC, mientras que el aluminio y el magnesio requieren una salida de CA.

CC TIG

Las polaridades de soldadura DC TIG estándar son opuestas a las de la soldadura con electrodo revestido. Entonces, DCEN es la polaridad preferida porque la corriente y el calor se enfocan en el metal soldado.

DCEP concentra demasiado calor en el electrodo de tungsteno, lo que provoca la erosión del tungsteno y la fusión de la punta del electrodo. Si necesita hacer una bola con la punta de tungsteno, puede usar DCEP brevemente. Pero, aparte de eso, DCEP rara vez se usa para soldadura TIG.

CA TIG

El aluminio desarrolla una película de óxido en su superficie cuando se expone al aire, y esta capa de óxido se derrite a una temperatura más alta (3200º+F) que el aluminio puro que se encuentra debajo (1200ºF). Entonces, para soldar aluminio con éxito, debe eliminar la capa de óxido antes de soldar.

Sin embargo, es imposible eliminar esta capa por completo, especialmente porque comienza a formarse inmediatamente después de limpiarla. Se forma una película de microóxido en menos de un segundo después de la limpieza, y estos óxidos conducen a la contaminación de la soldadura.

Afortunadamente, la polaridad de soldadura DCEP TIG rompe este residuo de óxido de aluminio de manera eficiente. A medida que los electrones de la pieza de trabajo (el polo negativo) forman un arco sobre el electrodo de tungsteno (el polo positivo), el óxido de aluminio de la superficie se descompone y se quema. Sin embargo, DCEP ofrece poca penetración y para evitar que el electrodo de tungsteno se queme, el diámetro del electrodo debe ser grande.

Por lo tanto, DCEN juega un papel fundamental en la penetración del aluminio debajo de los óxidos después de que DCEP limpia la superficie. AC TIG emplea tanto electrodo positivo como electrodo negativo cambiando la polaridad muchas veces por segundo. La frecuencia de soldadura TIG AC puede preestablecerse entre 50 y 60 Hz, o puede oscilar entre 20 y 500 Hz si los controles de la soldadora permiten que el usuario configure la frecuencia.

Soldadura MIG de CA frente a CC (GMAW)

El proceso de soldadura MIG requiere polaridad DCEP, al igual que la soldadura con varilla. Es imposible usar DCEN para soldadura MIG porque las soldaduras serán pegajosas y el arco será horrible.

Y antes de preguntar…

La soldadura MIG de aluminio también requiere DCEN. Por lo tanto, no hay cambio de polaridad independientemente del material de soldadura cuando se usa el proceso MIG.

La soldadura AC MIG se utiliza en procesos industriales como la soldadura por transferencia de metal en frío y el pulso de aluminio AC. Pero esto no debería preocuparle a menos que sea un ingeniero de soldadura que trabaje para mejorar la productividad de la soldadura automática.

Soldadura de núcleo fundente de CA frente a CC (FCAW)

Los alambres tubulares sin gas o autoprotegidos requieren una polaridad DCEN. Entonces, para trabajos de soldadura FCAW típicos, debe cambiar la polaridad si usa una soldadora MIG.

Sin embargo, los alambres con núcleo de fundente protegidos con gas necesitan la misma polaridad que el proceso de soldadura MIG (es decir, DCEP).

CA vs. Pros y contras de CC

Ventajas de CA

  • AC nos permite soldar aluminio y magnesio con un proceso de soldadura TIG gracias a la fase DCEP de la corriente alterna.
  • La CA no experimenta una caída de voltaje cuando se usan cables largos, a diferencia de la CC. Tanto la soldadura TIG como la soldadura con electrodo revestido se benefician de la CA cuando se usan cables largos para soldar lejos de la fuente de energía.
  • Las máquinas de soldadura con electrodo revestido de CA son más baratas, pero hoy en día rara vez están disponibles.
  • Algunos electrodos de soldadura revestidos funcionan mejor con CA. Por lo tanto, usar CA solo tiene sentido si estos electrodos especiales están disponibles.
  • La salida de CA crea un arco más estable cuando se sueldan metales propensos a campos magnéticos al evitar el soplo y la desviación del arco.

Desventajas de CA

  • La CA crea más salpicaduras y un arco eléctrico menos estable cuando se suelda acero dulce y acero inoxidable.
  • La calidad de la soldadura con electrodo revestido no coincide con las soldaduras realizadas con salida de CC.
  • Los soldadores AC TIG son significativamente más caros que las máquinas de soldadura DC TIG.

Ventajas de CC

  • La salida de CC proporciona un arco significativamente más estable cuando se suelda con electrodo revestido en comparación con la CA.
  • La forma de la soldadura es más uniforme.
  • El arco SMAW es más fácil de controlar, lo que ayuda a dirigir mejor el metal de aporte fundido.
  • Produce menos salpicaduras.
  • DCEP ofrece una excelente penetración cuando se suelda con electrodo revestido.
  • DCEN proporciona tasas de deposición de metal de aporte más rápidas cuando se suelda con electrodo revestido. Pero, dado que se reduce la penetración, DCEN se utiliza mejor con láminas de metal delgadas.

Desventajas de CC

  • Es un desafío soldar metal magnetizado debido al soplo del arco y la desviación.
  • DC TIG y SMAW no pueden soldar metales como el aluminio.
  • El equipo de CC es más caro. Pero, desde que los soldadores de CC estuvieron ampliamente disponibles, este ya no es un problema pronunciado.

¿Dónde se usa la soldadura de CA y CC?

La soldadura CA es más adecuada cuando se suelda aluminio TIG o si el metal soldado está magnetizado. Se prefiere la soldadura de CC para todo lo demás.

Sin embargo, creamos la siguiente tabla para proporcionar una tabla de referencia rápida.

Aplicaciones comunes de soldadura de CCAplicaciones comunes de soldadura de CA
Procesos DC TIG, Stick, MIG y con núcleo fundente Solo procesos de soldadura AC TIG y Stick
Suelda acero dulce, acero inoxidable, hierro fundido, titanio, cobre, latón, bronce, níquel y muchos otros metales SMAW: acero bajo en carbono, acero inoxidable. AC TIG: aluminio y magnesio
metales no magnetizados Metal magnetizado y no magnetizado
Soldadura cerca de la fuente de poder Soldadura lejos de la fuente de energía

envolviéndolo

La salida de CC es una mejor opción para soldar, excepto para aluminio. Pero, ciertas aplicaciones también requieren el uso de una salida de CA. Por lo tanto, a los soldadores profesionales les gusta tener ambas opciones disponibles.

Algunas máquinas de soldadura multiproceso TIG/Stick de alta calidad le permiten elegir entre salidas de CA y CC para ambos procesos, no solo para TIG.

Las polaridades de CC pueden resultar confusas al principio. Pero, con algo de experiencia, aprenderá de memoria las diferencias entre DCEN y DCEP y se convertirá en una segunda naturaleza.