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Técnico de arco voltaico. ¿A qué se dedica?

Los técnicos de arco voltaico se dedican a algo parecido a jugar con fuego: hasta 20 000 grados de plasma de arco voltaico caliente, cambios drásticos de un microsegundo a otro y un enorme impacto en los materiales. Los rayos de tormenta naturales y los arcos voltaicos de soldadura se rigen según los mismos principios físicos. ¿Cuál es el trabajo de los técnicos de arco voltaico? Transformar algo intrínsecamente inestable, volátil e intangible en algo constante y fiable. En resumen: conseguir un arco voltaico estable que permita soldar de forma rápida, cómoda y segura.

Para entender lo que hace realmente un técnico de arco voltaico, hay que conocer los principios básicos según los cuales funcionan los arcos voltaicos. Explicado brevemente: para que se genere un arco voltaico, debe haber una diferencia de potencial eléctrico (es decir, un desequilibrio eléctrico) entre dos puntos. En uno de ellos hay un exceso de electrones (es decir, partículas con carga negativa) y en el otro hay una escasez de electrones.

Electrones en el canal de plasma

Para compensar este desequilibrio, se produce un chisporroteo en determinadas condiciones. En este proceso, el aire (o el gas protector) entre los dos puntos se ioniza por el calor o la alta tensión eléctrica y, a continuación, se genera plasma conductor de electricidad. La corriente fluye entre los dos puntos a través de un canal de plasma. Mientras esta corriente fluya, existe también el arco voltaico.

Si se elimina el desequilibrio (es decir, la diferencia de potencial) entre los dos puntos, el flujo de corriente se apaga y, con él, el arco voltaico. Mientras que la igualación potencial se produce en unas décimas de segundo en el caso de los rayos de tormenta, los electrones tienen que fluir por el canal de plasma de forma permanente durante la soldadura.

Imagen 1: Rayo

Los procesos relacionados con el arco voltaico se describen con más detalle en la entrada del blog «¿Qué es un arco voltaico y cómo funciona la soldadura por arco voltaico?»

Diseño del arco voltaico: ¿Cómo es el arco voltaico perfecto?

La pregunta fundamental a la que se enfrentan los técnicos de arco voltaico en prácticamente todas las situaciones es: ¿Cómo es el arco voltaico perfecto? Por ello, una de sus tareas principales es diseñar el arco voltaico de los procesos de soldadura de tal manera que se mantenga lo más estable posible en las circunstancias más adversas, incluso cuando el manejo lo realice personal no profesional.

«Cuanto más corto, mejor» es un principio básico que se aplica a menudo en la tecnología de arco voltaico: cuanto más corto sea el diseño de un arco voltaico, más rápida y cómoda suele ser la soldadura. Los arcos voltaicos cortos se caracterizan sobre todo por una elevada presión del arco y una alta densidad de energía. Si el arco voltaico es largo, aumenta el riesgo de que se produzcan muescas por penetración, emisiones y fallos de unión.

Video 1: Tipos de arco Welducator

Desarrollo de productos: definición de los requisitos de los equipos de soldadura

El arco voltaico es el corazón de la mayoría de los procesos de soldadura, como TIG, MIG/MAG o soldadura por electrodo. Por ello, los técnicos de arco voltaico están siempre implicados en el desarrollo de los avances en los equipos de soldadura correspondientes. Ellos son quienes definen cuáles deben ser los requisitos eléctricos de un determinado proceso de soldadura y cuáles son las respectivas necesidades de hardware y software. En última instancia, la potencia del arco voltaico es lo que determina principalmente el éxito de una antorcha de soldadura de arco voltaico en el mercado.

El técnico de arco voltaico y la corriente como herramienta de trabajo

Desde que Georg Christoph Lichtenberg consiguió en 1782 conectar un muelle de reloj y una hoja de cuchillo mediante «electricidad artificial», la soldadura por arco voltaico se ha centrado por completo en la corriente (con los parámetros principales de intensidad de corriente, resistencia y tensión). En la soldadura MIG/MAG, el avance de hilo (o la velocidad del mismo) también es un factor decisivo.

Sin embargo, estos parámetros principales distan mucho de ser suficientes en los sistemas modernos de soldadura por arco voltaico. Los técnicos de arco voltaico han identificado en la actualidad cientos de parámetros secundarios diferentes, todos los cuales pueden influir en el arco voltaico.

Conseguir que la soldadura por arco voltaico sea «inteligente» – Desarrollo de algoritmos

Al igual que en casi todas las profesiones técnicas exigentes, una parte importante del trabajo de los técnicos de arco voltaico se realiza frente a un ordenador. Con el fin de interrelacionar los parámetros y factores esenciales que influyen en el arco voltaico, los técnicos de arco voltaico desarrollan los algoritmos correspondientes. A su vez, trabajan de forma constante en su optimización.

El control y la regulación de los procesos de soldadura están representados en los algoritmos. En otras palabras, son los algoritmos los que logran que los procesos y equipos de soldadura sean «inteligentes». Estos están integrados en el software general del equipo de soldadura, que a su vez se desarrolla en estrecha colaboración con los técnicos de arco voltaico.

Algoritmos de soldadura para la máxima facilidad de uso

Los algoritmos de soldadura constituyen la base para el desarrollo de las curvas características o los programas de soldadura. Los programas de soldadura desarrollados por los técnicos de arco voltaico contribuyen a la facilidad de uso de los equipos modernos de soldadura en las tareas cotidianas. Estos permiten soldar entre sí una gran variedad de elementos y materiales de aporte de forma sencilla. El soldador no necesita conocer en detalle las relaciones específicas entre los parámetros individuales y los factores de influencia. Para empezar a soldar, basta con completar unos pocos pasos de selección y ajustar el programa de soldadura correcto en el equipo.

Imagen 2: iWave

Los límites del trabajo en ordenador

Los sistemas de soldadura de los grandes fabricantes ofrecen ahora cientos de programas de soldadura, cubriendo los materiales estándar más habituales. Por lo tanto, una parte esencial del trabajo diario de los técnicos de arco voltaico consiste en desarrollar curvas características o programas de soldadura para combinaciones de materiales y gases protectores más inusuales.

Aquí es donde el trabajo en ordenador tiene sus límites para los técnicos del arco voltaico. Los nuevos programas de soldadura se desarrollan y prueban en un laboratorio en condiciones reales. De este modo, la soldadura manual y el uso de robots de soldadura forman parte del trabajo diario de la mayoría de los técnicos de arco voltaico.

Realización de pruebas hasta conseguir el resultado óptimo

Normalmente, los clientes nombran los materiales y los gases protectores específicos para los que hay que desarrollar un nuevo programa de soldadura. Los técnicos de arco voltaico utilizan su experiencia con las curvas características de soldadura existentes en su trabajo diario. A veces es necesario llevar a cabo varias pruebas de soldadura en condiciones reales para encontrar un nuevo programa. El algoritmo, el programa de soldadura basado en él y el arco voltaico pueden ser perfectos, pero lo que realmente cuenta es siempre el resultado en el material soldado.

Laboratorio de arco voltaico. El lugar de trabajo de estos técnicos.

Los técnicos de arco voltaico trabajan en gran medida de forma independiente y, en la práctica, la mayoría de ellos disponen de su propio laboratorio (por ejemplo, para realizar pruebas con programas de soldadura recién desarrollados sin interrupciones o para no molestar ni poner en peligro a nadie mientras sueldan). El equipamiento básico de un laboratorio de arco voltaico incluye no solo equipos para la soldadura manual y robots de soldadura, sino sobre todo instrumentos de medición: una herramienta de trabajo fundamental de todo técnico de arco voltaico es el osciloscopio, que permite medir diversas tensiones y corrientes, así como los avances del hilo.

Imagen 3: Osciloscopio

¿Qué ocurre en un arco voltaico?

La pregunta «¿Qué ocurre en un arco voltaico?» es crucial para el desarrollo de este tipo de tecnología. Las cámaras de alta velocidad utilizan grabaciones a cámara lenta para proporcionar una visión completa de los procesos que tienen lugar dentro de un arco voltaico durante la soldadura, los cuales suelen durar milisegundos.

La introducción de las cámaras de alta velocidad (y los conocimientos adquiridos gracias a estas) fue la condición previa para los importantes avances en tecnología de soldadura de los últimos años. Entre ellos están el avance de hilo reversible para el proceso de soldadura «CMT», las innovaciones en la transición de desprendimiento de gota del arco voltaico pulsado, pero también los procesos láser o las innovaciones en relación con los arcos voltaicos de plasma o TIG.

Hoy en día, los técnicos de arco voltaico emplean cámaras de alta velocidad en una gran variedad de tareas relacionadas con el desarrollo de productos y el diseño de arco voltaico.

Imagen 4: Sistema de cámaras ArcView para el control visual del proceso de soldadura

Requisitos para los técnicos de arco voltaico: sed de investigación y voluntad de optimización

Hoy en día se sigue planteando la pregunta de qué es lo que hace bueno a un técnico de arco voltaico. En resumen, este debe contar siempre con un conocimiento básico de electrotecnia, conocimientos en profundidad de física, una buena comprensión técnica y matemática y, por supuesto, una cierta relación con la soldadura.

«Además de la fascinación por la tecnología, los técnicos de arco voltaico necesitan sin duda una cierta sed de investigación con el fin de perfeccionar los procesos de soldadura y hacer que su aplicación sea lo más sencilla posible», subraya Josef Artelsmair, que ha sido Director de Tecnología de arco voltaico en Fronius durante muchos años y ha desempeñado un papel clave en avances como la tecnología CMT.

La mayoría de los empleados del equipo de arco voltaico de Fronius son ingenieros eléctricos y expertos en mecatrónica cualificados, además de técnicos de soldadura que aportan conocimientos prácticos al equipo. Muchos comenzaron su carrera formándose en Fronius.

«La soldadura es en gran medida una cuestión de sensaciones y el factor humano sigue desempeñando un papel importante; eso es precisamente lo que hace que el trabajo como técnico de arco voltaico sea tan interesante y emocionante para mí», concluye Dominik Söllinger, el actual Director del equipo de arco voltaico de Fronius.

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