19/05/12

SOLDADOR DE PUNTO A PUNTO.

Andrés Mauricio Romero Méndez - 234597 Camilo Andrés Bayona Aguilera - 223378

Fernando Jaramillo Robles - 23440 Jimmy René Junco Castro - 234573 Viviana Carolina Rojas Bahos - 234614

Facultad de Ciencias, Fundamentos de Electricidad y magnetismoUniversidad Nacional de Colombia, Bogotá

RESUMEN

Se fabricara un sencillo modelo de un soldador de punto usado para unir placas entre si basándose en la presión y temperatura, este efecto se logra mediante el uso de dos electrodos, que por medio del uso del principio de la palanca, formara una maquina simple y así hará la presión entre las placas, con los electrodos cargados con una alta corriente y un bajo voltaje se aprovecharan del efecto de la ley de joule para crear una alta temperatura entre las placas, a fin de obtener una alta corriente se usara un transformador reductor de tensión, pero elevador de intensidad, podrá ser usado simplemente siendo conectado en un toma corriente, el transformador que se basa en las leyes de inducción electromagnética de Faraday, Leyes de Ampére-Maxwell, ley de Lenz, ley de joule entre otras. Por lo cual será un modelo interesante para ser explicado en una clase de electricidad y magnetismo.

1. INTRODUCCIÓN

La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia que se basa en presión y temperatura, en el que se calienta una parte de las piezas a soldar por corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre las mismas. Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm de espesor.El soldeo por puntos es el más común y simple de los procedimientos de soldadura por resistencia. Los materiales bases se deben disponer solapados entre electrodos, que se encargan de aplicar secuencialmente la presión y la corriente correspondiente al ciclo produciendo uno o varios puntos de soldadura.En el caso de esta soldadura el calentamiento de la pieza se hace por corriente eléctrica entre dos electrodos y la presión la realizan precisamente estos electrodos en forma de pinza.

Fig 1. Esquema de la soldadura por punto.

Dado que el soldador es fabricado para una clase de electricidad y magnetismo nos centraremos en la parte electromagnética y

dejaremos un poco de lado la parte mecánica, pero sin descuidar esta misma.Como generalmente la resistencia de las piezas a soldar es muy baja la corriente que debe pasa por la zona a soldar debe ser muy alta del orden de los 500 amperios, pero sin embargo los voltajes son muy bajos, de 1 a 3 voltios. La potencia total es por tanto uno o dos kilovatios.Conseguir un transformador con estas características, no es tan fácil, pero conociendo el funcionamiento de algunos aparatos eléctricos de uso domiciliario, comercial e industrial, se hace evidente que este puede ser conseguido en una tienda de artículos electrónicos de segunda o de desguace de aparatos dañados, es natural que consiguiendo un transformador adecuado no es difícil conseguir el efecto deseado conociendo un poco las leyes que rigen estos aparatos.

2. TEORÍA RELACIONADA

FUENTES DE CAUn circuito de corriente alterna consta de elementos de circuito y una fuente de alimentación que proporciona una tensión alterna, Este voltaje que varía con el tiempo de acuerdo con la fuente es descrito por:

Donde, Vmax es la tensión de salida máxima de la fuente, o la amplitud del voltaje.Hay varias posibilidades para las fuentes de corriente alterna, incluyendo los generadores como los alternadores y osciladores eléctricos de las plantas de generación hidroeléctrica. En una casa, cada toma de corriente eléctrica es una fuente de CA. Debido a que la tensión de salida de una fuente de CA varía

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sinusoidalmente con el tiempo, el voltaje es positivo durante un medio del ciclo y negativo durante la otra mitad.

Fig 2. El voltaje sinusoidal suministrado por una fuente en un tiempo t.

La corriente en cualquier circuito impulsada por una fuente de CA es una corriente que también alterna variando sinusoidalmente con el tiempo.La frecuencia angular de la tensión de CA es:

Donde f es la frecuencia de la fuente y T es el período. La fuente determina la frecuencia de la corriente en cualquier circuito conectado a ella. Las plantas para la generación eléctrica en Colombia se utiliza una frecuencia de 60 Hz, lo que corresponde a una frecuencia angular de 377 rad / s.Fasor: Es una representación vectorial de las señales de corriente y voltaje en los circuitosLos fasores se centran en la representación polar del vector de corriente y voltaje, por lo que requiere tener una magnitud o valor escalar y un ángulo de fase respecto a un origen en un plano cartesiano

Fig 3. relación onda fasor gráficamente.Angulo de fase corriente-voltaje en una fuente CA: El ángulo entre voltaje y corriente es también conocido como el factor de potencia al que opera la fuente, dicho ángulo nos indica si el voltaje tienen o no sus máximos en un mismo tiempo,

Fig 4. Diagrama corriente voltaje contra tiempo t.

Cuando esto ocurre se dice que el voltaje y la corriente están en fase. Estos valores pueden ser tomados como vectores en un tiempo t y ser llamados fasores, su representación matemática será la de un número imaginario en notación polar.

Fig 5. Diagrama de representación fasorial de una corriente y un voltaje en fase.

Corriente y voltaje RMS:La notación indica que es la raíz cuadrática media del valor de la corriente y el voltaje, es usado dado que conociendo el valor pico y aplicando la raíz cuadrada obtenemos el promedio del valor de la onda sinusoidal, debemos tener en cuenta que el valor promedio de una onda sinusoidal en un ciclo cerrado es 0.

Fig 6. Representación de la raíz cuadrática media de la corriente.

Potencia en un circuito CA.La potencia CA de un elemento puede ser determinada de varias maneras, dada su naturaleza si se quiere determinar la potencia compleja o real y entre ellas podemos encontrar.

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Potencia real usando los valores RMS:se determina la potencia real (W) consumida por un circuito. Esta fórmula es únicamente válida para resistencias, no para condensadores ni capacitores, ya que el consumo de potencia de dichos elementos es únicamente potencia reactiva (VAr).

Potencia compleja usando fasores:La potencia compleja puede ser hallada usando la formula fasorial:

P=V rms∗I rms¿=V rms∗I rms∗FP

Relación de la potencia compleja, real y aparente.

Fig 7. Representación del triángulo de potencias.La potencia activa o real está dada en Watts (W) y es exclusiva de los elementos resistivos. La potencia reactiva o potencia de parte compleja es positiva para los elementos reactivos inductivos, mientras, La potencia reactiva negativa es propia de los elementos reactivos capacitivos, la potencia reactiva es dada en unidades de voltamperios reactivos (VAr).La potencia aparente es la potencia total consumida por todos los elementos del circuito, está dada en Voltamperios (VA).

EL TRANSFORMADOR El transformador es una maquina eléctrica que nace buscando la economía en las líneas de transmisión, como es sabido, es económico usar un voltaje alto pero una corriente muy baja, dado que esto sirve para minimizar las perdidas (I 2 R) en las líneas de transmisión y distribución, cuando la energía eléctrica es transmitida a grandes distancias son comunes las líneas con voltajes altísimos 350 kV e incluso alcanzando en algunos casos los 765 kV, en el extremo del consumidor se requiere bajos voltajes por seguridad y eficiencia en el diseño, para ello el voltaje es reducido en una primera etapa a cerca de 20 kV en la estación de distribución, luego a los 4 kV y finalmente para la entrega al usuario se reduce a 120 V o 240 V, por lo tanto fue necesario un dispositivo que permitiera cambiar el voltaje y la corriente sin causar cambios apreciables en la potencia entregada.

Fig 8. Transformador de 4000 V a 120 V para entregar electricidad a un barrio residencial.

En su forma más simple el transformador CA está conformado por dos bobinas de alambre enrolladas alrededor de un núcleo de hierro.

Fig 9. Transformador ideal CA La bobina de la izquierda que está conectada a la fuente de entrada de entrada de entrada de voltaje CA y tiene N1vueltas y es denominado devanado o arrollamiento primario, la bobina de la derecha formada por N2 vueltas y conectada a un resistor de carga R se denomina devanado o arrollamiento secundario, el propósito del núcleo de hierro es aumentar el flujo magnético a través de la bobina y proporcionar un medio en cual todas o en por lo menos en su gran mayoría de las líneas de campo magnético que salen a través de la bobina primaria pasen también a través de la bobina secundaria. Las pérdidas por las corrientes de Eddy se reducen usando un núcleo laminado.La transformación de energía en energía interna a través de la resistencia finita de los alambres que forman los devanados suele ser muy pequeña. La mayoría de los transformadores suelen tener eficiencias de potencia entre el 90% y 99.8% de eficiencia. El transformador ideal, es el modelo usado para explicar el transformador sin tener en cuenta las pérdidas de energía en los devanados y el núcleo, las caídas de corriente debidas a la resistencia del núcleo y la impedancia de magnetización.

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Fig 10. Diagrama de circuito del Modelo de transformador ideal.

La ley de Faraday expresa que el voltaje en las terminales del circuito primario es:

Donde ΦB es el flujo magnético que pasa por cada vuelta si suponemos que todas las líneas de campo magnético permanecen dentro del núcleo de hierro, el flujo que pasa por cada vuelta en el primario es igual al flujo que pasa por cada vuelta del secundario por esto el voltaje en las terminales del secundario será:

Si resolvemos las anteriores ecuaciones para dΦB

dt y las

igualamos encontraremos:

La relación de transformación está dada como:

a=N 1

N 2

Si N 2>N1entonces el voltaje de salida V 2 será mayor al voltaje de entrada V 1 esta configuración es conocida como transformador elevador, cuando N 2<N1 es conocido como transformador reductor y su entrada de voltaje es mayor al voltaje de salida. Dado en términos de la relación de transformación:

V 1=V 2 a

Cuando cerramos el circuito secundario induciremos una corriente I 2 en el secundario, para este trabajo usaremos los valores RMS (raíz cuadrática media) tanto para el voltaje como para la corriente, si la carga del secundario es una resistencia pura el voltaje inducido de salida se considerara en fase con la corriente inducida de salida. Dando la corriente de salida en términos de la relación de transformación la podemos encontrar como:

I 1=I 2

aLa potencia alimentada al circuito secundario la proporciona un transformador ideal, sin perdidas, por tanto la potencia

suministrada en el primario es igual a la extraída en el secundario, es decir:

Muchos aparatos domésticos requieren de un bajo voltaje para funcionar adecuadamente, para ello casi siempre traen internamente un pequeño transformador que al ser conectado a la toma de una pared asegura el voltaje de funcionamiento.

Fig 11. Pequeño transformador donde podemos apreciar el devanado primario separado del secundario.

Tipos de transformadores:Dependiendo del uso se distinguen tres tipos de transformadores de medida y protección.- Transformadores de tensión: su relación de transformación viene dada por los valores de tensión en bornes del arrollamiento con relación a la tensión aparecida entre los extremos del bobinado secundario. Son empleados para el acoplamiento de voltímetros siendo su tensión primaria la propia de línea. Dependiendo de las necesidades surgidas en cada momento, pueden disponer de varios arrollamientos secundarios.- Transformadores de intensidad: en estos transformadores, la intensidad primaria y la secundaria guardan una proporción, siendo ésta igual a la relación de transformación característica del propio transformador. Se utilizan cuando es necesario conocer la intensidad de línea. En este caso se intercala entre una de las fases el bobinado primario de tal manera que éste que conectado en serie a la fase y al secundario se conecta el aparato de medida de la misma manera que en los transformadores de tensión. Constructivamente son diferentes a los de tensión.- Transformadores de medida: Entre los transformadores con fines especiales, los más importantes son los transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y relés protectores en circuitos de alta tensión o de elevada corriente. Los transformadores de medida aíslan los circuitos de medida o de relés, permitiendo una mayor normalización en la construcción de contadores, instrumentos y relés.Los transformadores de medida traducen las intensidades y tensiones de las líneas de A.T. a valores medibles por contadores y protecciones. Sólo así puede disponerse de más de 400.000 unidades instaladas, hasta 765 Kv.Los Transformadores de Medida con aislamiento seco están diseñados para reducir intensidades o tensiones a valores manejables y proporcionales a las primarias originales.

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FLUJO MAGNÉTICO (Φ) es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell

1weber =108 maxwells

Fig 12. Flujo magnético a través de una superficie.Flujo magnético por una espira.Si el campo magnético B es vector paralelo al vector superficie de área S, el flujo Φ que pasa a través de dicha área es simplemente el producto del valor absoluto de ambos vectores:

En muchos casos el campo magnético no será normal a la superficie, sino que forma un ángulo φ con la normal, por lo que podemos generalizar un poco más tomando vectores:

Vectores normales a una superficie dada.Generalizando aún más, podemos tener en cuenta una superficie irregular atravesada por un campo magnético heterogéneo. De esta manera, tenemos que considerar cada diferencial de área:

Se denomina flujo magnético a la cantidad de líneas de fuerza que pasan por un circuito magnético.

LEY DE JOULEEste efecto fue definido de la siguiente manera: "El calor generado por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la intensidad de la corriente, del tiempo que ésta circula por el conductor y de la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente". Matemáticamente se expresa como:

Microscópicamente el efecto Joule se calcula a través de la integral de volumen del campo eléctrico por la densidad de corriente :

La resistencia es el componente que transforma la energía eléctrica en calor, (por ejemplo un hornillo eléctrico, una estufa eléctrica, una plancha etc.).Mediante la ley de Joule podemos determinar la cantidad de calor que es capaz de entregar una resistencia, esta cantidad de calor dependerá de la intensidad de corriente que por ella circule, del valor de la resistencia eléctrica y de la cantidad de tiempo que esté conectada, luego podemos enunciar la ley de Joule diciendo que la cantidad de calor desprendido por una resistencia es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente y directamente proporcional al valor la resistencia y al tiempo. Pero el calor no es el único efecto de la corriente eléctrica, también lo es la luz (lámpara incandescente).El paso de la corriente eléctrica por conductores producen en ellos una elevación de temperaturas: este fenómeno se denomina efecto joule.Efecto inverso de joule o termoeléctrico.¿El calor puede producir corriente eléctrica?. Cuando los extremos de un alambre conductor que forma parte de un circuito se hallan a diferentes temperaturas, circula por él una pequeñísima corriente eléctrica. Este efecto se aprovecha para la fabricación de termómetros como los utilizados en los automóviles para medir la temperatura del motor. El funcionamiento de las válvulas de seguridad de estufas y hornos de gas también está basado, entre otros, en este fenómeno. Claro está que este fenómeno solo se ve presente en los potenciómetros de puente.

LA LEY DE FARADAYse basa en los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831 y establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:1En resumen: "La cantidad de sustancia que se oxida o se reduce en los electrodos de una cuba electrolítica es proporcional a la cantidad de electricidad depositada"

Donde es el campo eléctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derecha.La permutación de la integral de superficie y la derivada temporal se puede hacer siempre y cuando la superficie de integración no cambie con el tiempo.Por medio del teorema de Stokes puede obtenerse una forma diferencial de esta ley:

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Ésta es una de las ecuaciones de Maxwell, las cuales conforman las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La ley de Faraday, junto con las otras leyes del electromagnetismo, fue incorporada en las ecuaciones de Maxwell, unificando así al electromagnetismo.En el caso de un inductor con N vueltas de alambre, la fórmula anterior se transforma en:

Donde Vε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

LEY DE LENZ"El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce".La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo; no obstante esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

Dónde: = Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).

= Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).= Superficie del conductor.

= Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.

Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

En este caso la Ley de Faraday afirma que la Vε inducido en cada instante tiene por valor:

Donde Vε es el voltaje inducido y dΦ/dt es la tasa de variación temporal del flujo magnético Φ. La dirección voltaje inducido (el signo negativo en la fórmula) se debe a la ley de Lenz.

Esta ley se llama así en honor del físico germano-báltico Heinrich Lenz, quien la formuló en el año 1834.

LEY DE GAUSS PARA EL CAMPO MAGNÉTICO

Fig 13. Líneas de campo magnético.Las líneas de campo magnético comienzan y terminan en el mismo lugar, por lo que no existe un monopolo magnético.Experimentalmente se llegó al resultado de que los campos magnéticos, a diferencia de los eléctricos, no comienzan y terminan en cargas diferentes. Esta ley primordialmente indica que las líneas de los campos magnéticos deben ser cerradas. En otras palabras, se dice que sobre una superficie cerrada, sea cual sea ésta, no seremos capaces de encerrar una fuente o sumidero de campo, esto expresa la inexistencia del monopolo magnético. Matemáticamente esto se expresa así:

Donde es la densidad de flujo magnético, también llamada inducción magnética. Es claro que la divergencia sea cero porque no salen ni entran vectores de campo sino que este hace caminos cerrados. El campo no diverge, es decir la divergencia de B es nula.

Su forma integral equivalente:

Como en la forma integral del campo eléctrico, esta ecuación sólo funciona si la integral está definida en una superficie cerrada.

SOLDADURA POR ELECTROPUNTO.La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia que se basa en presión y temperatura, en el que se calienta una parte de las piezas a soldar por corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre las mismas. Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm de espesor.

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El soldeo por puntos es el más común y simple de los procedimientos de soldadura por resistencia. Los materiales bases se deben disponer solapados entre electrodos, que se encargan de aplicar secuencialmente la presión y la corriente correspondiente al ciclo produciendo uno o varios puntos de soldadura.Es un tipo de soldadura que se cataloga por soldadura sin fusión del metal base a soldar, se considera un proceso en el cual los electrodos utilizados no son consumibles, además no se necesita material de aporte para que se produzca la unión entre las dos piezas, se considera un tipo de soldadura rápida, limpia y fuerte.El material utilizado de los electrodos es una aleación de cobre con Cd, Cr, Be, W con objeto de que presente una baja resistencia y una elevada oposición a la deformación bajo una presión estando su dureza comprendida entre 130 y 160 HB.También este tipo de soldadura necesita de un transformador donde la bobina secundaria suministra un voltaje a los electrodos de 1V a 10V y una gran corriente, debido a que generalmente la resistencia de las piezas a soldar es muy baja por tanto la corriente que debe pasar por la zona a soldar debe de ser del orden de los 500 amperios.Fases de las soldaduras por puntos:

1. Colocación de las chapas a soldar entre las pinzas.2. Bajada de los electrodos, que corresponde al tiempo

que transcurre desde la operación de acercamiento de los electrodos hasta que comienza el paso de la corriente

3. Tiempo de soldadura, que consiste en el tiempo durante el cual esta pasando la corriente eléctrica.

4. Tiempo de forja, es el tiempo transcurrido entre el corte de la corriente y el levantamiento de los electrodos.

5. Tiempo de enfriamiento, consiste en la desaparición de la presión además de los electrodos.

Tipos de electrodos:Los electrodos utilizados en soldadura por puntos puede variar en gran medida dependiendo de la aplicación que vallamos a realizar, cada tipo de electrodo tiene una función diferente.

- Electrodos de radio se utilizan para aplicaciones de alta temperatura.

- Electrodos con una punta truncada se utilizan para altas presiones.

- Electrodos excéntricos se utilizan para soldar esquinas, o para llegar a rincones y espacios pequeños.

- También hay electrodos para poder acceder al interior de la pieza a soldar

Aplicaciones más comunes:

La soldadura por puntos, se utiliza para cualquier tipo de chapa, pero la más importante se encuentra en la del automóvil. La soldadura por puntos también se utiliza en la ciencia de la ortodoncia, donde el equipo utilizado es un soldador por puntos pero pequeña escala ya que cambia el tamaño de metal. Otra aplicación es la unión por correas en la soldadura de pilas.

3. MONTAJE Y PROCEDIMIENTO3.1 REALIZACIÓN.En la realización del modelo se usaron como materiales:

- Un transformador- Platinas- Electrodos- Cable 2 y 14 awg- Pulsador- Tornillería- Terminales- Porta fusible y fusible de 10 amperios.

¿CÓMO SE OBTUVIERON LOS MATERIALES?- El Transformador: Los hornos microondas llevan un

transformador de aproximadamente 2 kilovatios de potencia. El primario acepta los 120 V y tiene el secundario a alto voltaje. Con el alimenta el magnetrón al que le suministra unos 2200 voltios eficaces, En cualquier desguace electrónico puede comprase un horno microondas viejo. Lo normal es que se haya estropeado el magnetrón y el transformador este intacto. En otros puede que este roto el transformador, en ese caso lo más normal es que el secundario de alta tensión se haya puesto en corto. Para ello se verifica el primario usando la función de continuidad del multímetro. Si el primario esta quemado no sirve.

- Platinas: las platinas se obtienen en una chatarrería a muy bajo costo, la única condición es el buen estado, entiéndase que no estén dobladas.

- Cable, pulsador, tornillería y terminales, porta fusible y fusible: son compradas en una ferretería teniendo en cuenta las características antes mencionadas.

- Electrodos: como es difícil con seguir varilla maciza en cobre, usaremos accesorios de tubería para gas en cobre.

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL MODELO

Partiendo de un transformador que tenga bien el primario.

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Fig 14. Transformador sin modificaciones. Al observar el transformador se puede ver que los bobinados de primario y secundario de alta tensión están perfectamente separados. El primario es de hilo más grueso. El secundario no lo necesitamos y además es peligroso porque las altas tensiones que produce pueden ser mortales. Además necesitamos el espacio que ocupa para el secundario de nuestra soldadora.

Fig 15. Transformador antes de sacar el devanado secundario.

Por ello para eliminarlo, cortar el bobinado con una sierra y extraer las espiras hasta que se quite completamente. Si tiene un carrete aislante dejarlo, nos puede venir bien aunque no es imprescindible.

El secundario que nosotros necesitamos, debe producir unos 2 voltios y unos 500 amperios aunque sea de manera temporal. Para este secundario necesitamos un par de espiras de hilo de unos 10 0o 15 mm de diámetro. En un suministrado de material eléctrico comprar 1,5 m de cable de este grueso (el cobre). Arrollarlo directamente en el núcleo (un par de espiras) conectar el primario a la red (a través de un fusible de 10 amperios) y medir la tensión. Deberá haber un par de voltios.

Fig 16. Transformador con la modificación del secundario hecha.

Los soportes.Son forjados, taladrados y asegurados en su posición a partir de las platinas compradas previamente

Fig 17. Platinas sin ningún procesoLos electrodos.Los electrodos tienen la misión de hacer pasar la corriente a través de los metales a soldar y además aprisionarlos. Debes estar aislados entre si y además de deben acercar de manera que estén alineadas sus puntas. Los electrodos deben estar muy bien conectados con el secundario del transformador.

Los Electrodos se realizan con barra de cobre de unos 10 mm de diámetro, necesitaremos dos electrodos de unos 50 mm, o sea en total 10 cm. En Un almacén de metales lo podemos obtener. Mediante una lima se afila con forma cónica uno de los dos extremos de cada electrodo. Conectar los dos terminales del secundario a los electrodos soldándolos o mediante cualquier sujeción muy firme.

Como no pudimos conseguir las varillitas de cobre, usaremos la tubería de cobre armando la base de la soldadora con el electrodo como se muestra en la siguiente figura.

Fig 18. Electrodo visto de lado.

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Fig 19. Electrodo terminado visto de frente.

Para completar la soldadura de manera se puede sujetar el otro electrodo mediante un soporte parecido al de un taladro de árbol, de manera que se aproveche su acción palanca para aproximarlos. Uno de ellos se puede sujetar en la base o en la mordaza y el otro en el portabrocas. Hay que tener precaución y aislar el mango de donde se accionara. Téngase en cuenta que los tres voltios con que se alimentan las puntas no son peligrosos, pero la alta corriente que circulara sí.

Fig 20. Sujeción del electrodo superior.

Montaremos todo este en una tabla de madera ya que esta ayudara a aislar y prevenir accidentes.

Fig 21. Sujeción a la tabla.

El circuito de alimentación.Para el circuito de alimentación hará falta poner un interruptor que alimente el transformador, ya que no queremos esforzarlo todo el tiempo sino solo cuando sea necesario. El interruptor debe ser de fácil acceso mientras se sujetan las piezas, ya que las manos suelen estar ocupadas aprisionando las placas. Aparte de esto usaremos el porta fusible y el fusible a fin de proteger de sobre corrientes los elementos de la soldadora y la red donde está conectada.

Fig 22. Armado del circuito.

Teniendo todo armado damos una última revisada a la maquina requintando los tornillos y asegurándonos de las buenas conexiones de los cables.

Fig 23. Modelo terminado.

Fig 23. Modelo terminado II

3.2 USO.

Antes de dar paso a la corriente las piezas deben estar aprisionadas. En caso contrario las puntas chisporrotean. Después de hacer unas pruebas se puede decidir aumentar o bajar el voltaje, arrollando más o menos espiras en el transformador. Cuando se tenga un montaje definitivo acortar todo lo posible los cables del secundario.

Esta es una soldadura por puntos para laboratorio. Con una similar se sueldan chapas de acero inoxidable hasta 1 mm. Se han soldado hilos varillas y chapitas de tantalio, titanio, platino, circonio, wolframio.

Fig 24. Sujecion de las laminas

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Luego de tener las láminas sujetadas firmemente se presiona el interruptor por unos cuantos segundos, soltar el interruptor sin levantar la presión firme que se estaba haciendo.

Fig 25. Soldado.Se suelta la presión y se cogen las láminas con precaución porque se encuentran a alta temperatura. Se hace la prueba para ver si quedaron bien soldados.

Fig 26.comprobacion de la soldadura.

4. ANÁLISIS Y RESULTADOSRealizamos dos mediciones con el multímetro a fin de determinar las propiedades nuestro soldador.

- Relación de transformación por medio del voltaje: medimos el voltaje de la toma corriente, observamos que se mantiene constante en 120.7 V.Luego conectamos nuestro transformador a la toma corriente y medimos el voltaje en los electrodos el cual marca 1,2 VDeterminamos la relación por medio de:

a=V 1

V 2=120,7 V

1,2 V = 100,6

- Abrimos el circuito después del fusible y determinaremos la corriente que fluye en el proceso de soldadura para determinar la corriente que fluye en la placa y así aplicar la ley de joule.La corriente resulto ser de 7,3 A en medio del proceso de soldadura.

I 2=I1 a=100,6∗7,3 A=734,26 A

5. CONCLUSIONES- el voltaje esta entre los límites permisibles para el proceso.- la corriente es la deseada para el proceso.- dado que es un experimento estudiantil el multímetro no tenía ninguna clase de calibración válida para reconocer la trazabilidad más que la calibración de fábrica del instrumento.- El transformador es una maquina electromagnética excelente para entender la interacción electro magnética en una clase de física por todas las leyes y principios que esta con lleva.

6. REFERENCIAS

Son colocadas en el orden de importancia en que fueron citadas en el informe y de la siguiente forma:

[1]. Serway Raymond; Jewwet John. Física para ciencias e ingeniería con física moderna. Cengage learning. México D.F. Séptima edición. volumen 2. 2008. Ed. ingles

[2]. Curso de instalaciones y maquinas eléctricas. Ing. Iván Camilo Duran Tovar. Universidad nacional de Colombia. 2011

[3]. http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joule[4]. http://www.westarco.com/ Spot_welding [5]. www.fceia.unr.edu.ar/~fisica3/cap-7-print.pdf[6]. http://pnfteoriaelectromagnetica.blogspot.com/

2011/09/proyecto-ii-principios.html[7]. http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador[8]. http://www.unicrom.com/

Tut_principio_funcionamiento_transformador_potencia.asp

[9]. http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13349092/Soldador-casero.html

[10]. http://www.zonacrawling.com/foros/viewtopic.php?f=51&t=10990

[11]. http://www.cientificosaficionados.com/tbo/puntos/soldadura.htm

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