Soldadura por proyección: proceso, parámetros y defectos
¿Qué es la soldadura por proyección?
La soldadura por saliente es un proceso de soldadura por resistencia que concentra la corriente y la fuerza de los electrodos en uno o varios salientes de un componente. Estos salientes pueden estar estampados en una chapa, mecanizados en una pieza maciza o formados por el cruce natural de alambres. A medida que fluye la corriente, el calentamiento por resistencia ablanda y colapsa la protuberancia, produciendo una soldadura localizada mientras los electrodos siguen ejerciendo fuerza.
Este proceso se utiliza ampliamente para fijar tuercas soldadas, pernos, espárragos, soportes y contactos eléctricos. Es adecuado para la producción en serie, ya que la geometría del componente determina la ubicación de la soldadura. En ocasiones, es posible soldar varias salientes en un solo ciclo, siempre que el utillaje, la distribución de la corriente y las dimensiones de los salientes sean uniformes.
Cómo funciona la soldadura por proyección
Una soldadura por proyección se realiza en una secuencia breve. En primer lugar, los electrodos sujetan las piezas y establecen el contacto eléctrico. A continuación, la corriente fluye a través de la zona de contacto limitada en la proyección. El calor aumenta rápidamente, la proyección comienza a ablandarse y el cabezal de soldadura sigue su colapso. La corriente se interrumpe una vez que se forma el núcleo de soldadura requerido, pero la fuerza se mantiene durante la fase de mantenimiento mientras se solidifica la unión.
Hay cuatro elementos que rigen este proceso: corriente, fuerza, tiempo y geometría de proyección. La refrigeración, la alineación de los electrodos, el estado de la superficie y el seguimiento de la máquina determinan si esos parámetros se aplican de forma uniforme a la unión. No se puede dar por sentado que un ajuste que funcione con un diseño o recubrimiento de tuerca concreto vaya a funcionar con otro.
Tipos de soldadura por proyección
| Tipo de proyección | Pieza típica | Principal problema de producción |
| Proyección en relieve | Soportes de chapa metálica, conjuntos estampados | Altura de proyección, diámetro de la base y consistencia tras el moldeado |
| Proyección sólida | Tuercas, pernos, espárragos y salientes para soldar | Geometría de proyección, protección de la rosca y seguimiento del cabezal |
| Proyección anular | Tubos, salientes y uniones circulares estancas | Contacto uniforme del anillo, alineación y colapso circunferencial |
| Proyección de alambres cruzados | Rejillas metálicas, cestas y componentes eléctricos | Diámetro del alambre, alineación de los cruces y estado de la superficie |
Las salientes en relieve y las salientes macizas no son opciones de diseño intercambiables. Un elemento en relieve depende de que la chapa soporte la fuerza aplicada sin colapsar prematuramente. Una tuerca o un perno macizo puede soportar una mayor carga, pero una ubicación inadecuada o una saliente de dimensiones excesivas puede deformar las roscas, marcar la superficie opuesta o desplazar el núcleo de soldadura.
Parámetros de soldadura por proyección
Corriente de soldadura
La corriente proporciona el calor necesario para formar la soldadura. Una corriente insuficiente da lugar a un núcleo de soldadura de tamaño insuficiente o a una protuberancia sin fundir. Una corriente excesiva puede provocar expulsión, adherencia del electrodo, hendiduras excesivas o daños en las roscas adyacentes. La demanda de corriente aumenta en función del área de soldadura, la conductividad del material, el recubrimiento y el número de protuberancias activadas al mismo tiempo.
Fuerza del electrodo
La fuerza hace que las superficies entren en contacto de forma controlada y retiene el metal fundido. Una fuerza insuficiente favorece la expulsión y una resistencia irregular. Una fuerza excesiva puede aplanar una protuberancia en relieve antes de que se genere el calor suficiente, lo que hace que la corriente se distribuya por una superficie mayor y se produzca una unión débil. El seguimiento dinámico es tan importante como la fuerza inicial, ya que el cabezal debe moverse mientras la protuberancia se aplana.
Tiempo de soldadura, tiempo de compresión y tiempo de mantenimiento
El tiempo de compresión permite que la máquina alcance la fuerza necesaria antes de que se active la corriente. El tiempo de soldadura controla la duración de la generación de calor. El tiempo de mantenimiento mantiene la unión comprimida mientras se solidifica. Un tiempo de compresión corto puede provocar que se active la corriente antes de que se alcance un contacto estable; un tiempo de soldadura largo puede sobrecalentar el conjunto; y un tiempo de mantenimiento corto puede dejar la unión caliente vulnerable a la separación o a la aparición de grietas.
Geometría de proyección y ajuste de piezas
La altura, el ángulo, el diámetro y la posición de la proyección definen la densidad de corriente inicial. Las variaciones debidas al troquel de conformado, al desgaste de las herramientas o a la manipulación de las piezas alteran el patrón térmico, incluso cuando los ajustes de la máquina se mantienen fijos. Las superficies de contacto planas, los orificios precisos y un pasador de posicionamiento repetible son esenciales para las tuercas y los pernos soldados. La geometría debe ajustarse a las normas aplicables a los componentes y a la soldadura, en lugar de basarse en un boceto de taller copiado.
Cómo elaborar un plan de soldadura por proyección
Empieza por el tipo de material, el recubrimiento, el espesor, el diseño de la proyección y la resistencia requerida de la unión. Comprueba que la máquina pueda suministrar la corriente y la fuerza necesarias sin llegar a funcionar al límite de sus capacidades. Utiliza piezas de producción limpias y el utillaje real; a continuación, establece un margen de prueba en lugar de buscar un ajuste “perfecto”.
Una secuencia práctica de desarrollo es la siguiente:
- Comprueba las dimensiones de la proyección, la planitud, la posición de los orificios y la orientación de la pieza.
- Ajusta el tiempo y la fuerza de apriete para que cada saliente entre en contacto con la pieza de acoplamiento de manera uniforme.
- Aumenta la intensidad de la corriente o el tiempo de soldadura en pasos controlados hasta que se forme el núcleo de soldadura deseado.
- Comprueba si hay expulsión, daños en el hilo, marcas en el reverso y colapso desigual.
- Realizar ensayos destructivos y registrar el intervalo aceptable de corriente-fuerza-tiempo.
- Comprueba el margen de variación de la producción normal, incluidas las tolerancias del recubrimiento y de las piezas.
En el caso de proyecciones múltiples, el reparto equitativo de la corriente es la verdadera prueba de fuego. Una proyección que entre en contacto primero puede absorber la mayor parte de la corriente, mientras que otra permanece fría. El paralelismo de las herramientas, la tolerancia de las proyecciones y la rigidez de los componentes suelen resolver este problema de forma más eficaz que cualquier otro cambio de parámetros.
Equipos y utillaje para soldadura por proyección
La soldadura por proyección suele realizarse con una máquina de soldadura por resistencia fija, dotada de un bastidor rígido, un sistema de control de fuerza, una fuente de alimentación con transformador o inversor, un circuito de refrigeración y electrodos planos. Existen equipos portátiles para trabajos especializados, pero la producción repetitiva con múltiples proyecciones requiere una máquina rígida que permita una alineación precisa y un seguimiento ágil.
El material del electrodo, el tamaño de la superficie de contacto y la refrigeración deben adaptarse al trabajo. Las aleaciones de cobre son habituales en aplicaciones con acero, mientras que en zonas donde se produce un desgaste concentrado pueden utilizarse insertos más duros. El pasador de posicionamiento de una tuerca soldada suele estar aislado, de modo que la corriente siga la trayectoria prevista de proyección en lugar de dañar el pasador o las roscas. Las superficies de contacto de los electrodos deben permanecer planas y paralelas.
Soldadura por proyección frente a soldadura por puntos
| Punto de decisión | Soldadura por proyección | Soldadura por puntos |
| Ubicación de la soldadura | Caracterizado por una protuberancia moldeada o sólida | Definido por la posición del electrodo |
| Piezas habituales | Tuercas, pernos, soportes, cables y elementos estampados | Láminas y paneles de carrocería solapados |
| Varias soldaduras | En un ciclo se pueden soldar varias salientes | Normalmente, un par de electrodos genera un punto cada vez. |
| Demanda de utillaje | La geometría de proyección y localización es fundamental | La forma de la punta, el acceso y la alineación de los electrodos son fundamentales |
| Marcado de superficies | Un electrodo ancho puede reducir las marcas en una de las caras | La indentación de los electrodos es habitual en ambas caras |
La soldadura por proyección suele ser la mejor opción cuando el componente ya incluye un elemento controlado, como una tuerca de soldadura o una muesca en relieve. Soldadura por puntos Es más sencillo en el caso de las chapas superpuestas sin reborde. Ninguna de las dos es automáticamente más resistente; la resistencia viene determinada por el diseño de la unión, el desarrollo del núcleo y los requisitos de ensayo.
Soldadura por proyección frente a soldadura de costura, por arco y láser
| Proceso | Elígelo cuando | Compensación |
| Soldadura por proyección | Se fabrican en serie accesorios independientes y repetibles | Requiere salientes controlados, acceso desde ambos lados y utillaje específico |
| Soldadura por puntos | Se requiere una costura continua o a prueba de fugas | Es necesario controlar el acceso al electrodo de rodillo y la acumulación de calor |
| Soldadura por arco | La geometría de la unión varía o se requiere una soldadura estructural continua | Mayor control por parte del operario o de la automatización de la trayectoria y mayor aporte térmico total |
| Soldadura láser | Las costuras de precisión, el acceso por un solo lado o un bajo aporte térmico total son factores determinantes a la hora de tomar la decisión. | Mayor coste de inversión, montaje más preciso y controles de seguridad láser más estrictos |
La pieza original debe determinar el proceso. Una tuerca soldada en un soporte de automóvil es una aplicación típica de soldadura por proyección. La junta de un depósito sellado corresponde a la soldadura en línea. Un filete estructural largo se adapta mejor a la soldadura por arco, mientras que una junta de precisión en una carcasa puede ser más adecuada para la soldadura por láser. Comparar únicamente el precio de la máquina o la velocidad nominal suele llevar a una conclusión errónea.
Defectos habituales en la soldadura por proyección y sus soluciones
| Defecto | Causa probable | Medidas correctivas |
| Soldadura incompleta | Corriente o tiempo insuficientes, fuerza excesiva, mal contacto | Verifica la geometría de proyección y el contacto; restablece la ventana validada de corriente-fuerza-tiempo |
| Expulsión o salpicadura | Corriente elevada, fuerza reducida, tiempo de compresión corto o seguimiento deficiente | Aumenta la estabilidad del contacto; corrige la fuerza y la sincronización antes de reducir la corriente a ciegas. |
| Colapso de proyección desigual | Inclinación parcial, proyecciones inconsistentes o desalineación de los electrodos | Comprobar las dimensiones de las herramientas, la planitud, la posición y la proyección |
| Adherencia del electrodo | Exceso de calor, adherencia del recubrimiento, material de electrodo inadecuado o refrigeración insuficiente | Restablecer la refrigeración, preparar o sustituir los electrodos y revisar el programa |
| Daños en la rosca | Expulsión, paso de corriente por el pin, desalineación o calentamiento excesivo | Utiliza un localizador aislado; comprueba la alineación, la fuerza, el tiempo y la corriente |
| Par motor o empuje insuficientes | Pequenas pepitas, distribución asimétrica de la corriente o contaminación | Revisar las soldaduras, comprobar todas las salientes y reforzar los controles de las piezas y los procesos |
Control de calidad de la soldadura por proyección
El control de calidad debe relacionar las señales de la máquina con los resultados de las pruebas físicas. Supervisa la corriente, la tensión, la fuerza, el desplazamiento o la resistencia dinámica cuando el controlador lo permita, pero no te fíes únicamente de la forma de onda. Una curva estable puede dar lugar a una soldadura débil de forma sistemática si han cambiado la geometría de la proyección o el material.
En el caso de las tuercas soldadas, suelen realizarse ensayos destructivos de par, de empuje o de desprendimiento durante la puesta a punto y a intervalos de producción definidos. Las secciones transversales revelan la posición del núcleo de soldadura, el área de fusión y el colapso desigual de la proyección. Las inspecciones visuales deben abarcar la expulsión, las hendiduras, el estado de la rosca, la alineación y los daños en el recubrimiento. La frecuencia de los ensayos y los valores de aceptación deben figurar en el plan de control, el plano o la norma aplicable.
Ámbitos de aplicación de la soldadura por proyección
Los fabricantes del sector de la automoción y el transporte utilizan la soldadura por proyección para tuercas soldadas, espárragos, soportes y determinados conjuntos eléctricos. Las fábricas de electrodomésticos y de fabricación en general la utilizan para elementos de fijación, soportes y componentes de chapa estampada. La soldadura de alambre cruzado se aplica a protecciones, rejillas, cestas y productos de alambre. Los fabricantes de productos eléctricos utilizan pequeñas uniones por resistencia para contactos, terminales y conjuntos de marcos de conductores.
El uso en el sector aeroespacial no debe presentarse como una aplicación general por defecto. Cuando se baraja la posibilidad de utilizar la soldadura por proyección para un componente de vuelo o de motor, la decisión viene determinada por el material, la autoridad de diseño, el plan de cualificación y los requisitos de trazabilidad. La misma precaución se aplica a los equipos a presión y a las estructuras críticas para la seguridad.
Conclusión
La soldadura por proyección da buenos resultados cuando la proyección y el programa de la máquina se tratan como un único sistema. Una corriente, una fuerza y un tiempo estables no pueden compensar una tuerca inclinada, una matriz desgastada o una altura de proyección irregular. Verifique la unión mediante ensayos destructivos, establezca un margen de producción y supervise tanto la señal del proceso como el estado de la pieza.
Si el acceso al componente resulta complicado desde ambos lados, requiere una junta continua o no permite incorporar un saliente moldeado, soldadura láser Quizá merezca la pena hacer una comparación de muestras. SENFENG puede revisar los planos de las piezas, el material, el acceso a las juntas y el objetivo de ciclos para determinar si se debe utilizar un dispositivo portátil o proceso láser automatizado es relevante. La soldadura por saliente sigue siendo la mejor opción cuando un elemento de fijación o un saliente estampado ya se ajusta al diseño de producción.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Para qué se utiliza la soldadura por proyección?
Se utiliza habitualmente para fijar tuercas soldadas, pernos, espárragos, soportes y contactos eléctricos, así como para unir cables cruzados en procesos de producción en serie.
¿Cuáles son los principales parámetros de la soldadura por proyección?
Las variables principales son la corriente de soldadura, la fuerza del electrodo, el tiempo de soldadura, el tiempo de compresión y de mantenimiento, la geometría de la proyección, el estado del electrodo y la refrigeración.
¿En qué se diferencia la soldadura por proyección de la soldadura por puntos?
La soldadura por proyección concentra el calor en una protuberancia de la pieza. La soldadura por puntos concentra la soldadura principalmente a través de las puntas de los electrodos colocadas sobre las chapas superpuestas.
¿Cómo se comprueba una soldadura por proyección?
Utiliza el ensayo exigido por el componente, como el de par, el de empuje, el de desprendimiento o el de sección transversal. La inspección visual por sí sola no permite confirmar que todas las salientes se hayan fundido correctamente.
¿Se pueden soldar varias salientes a la vez?
Sí, cuando la máquina dispone de suficiente corriente y fuerza, y las herramientas mantienen todas las salientes en contacto por igual. Una altura desigual de las salientes puede provocar que se forme una soldadura antes que las demás.
