Problemas en la soldadura por puntos: causas y soluciones

Los problemas en la soldadura por puntos rara vez se deben únicamente a un único parámetro. La corriente de soldadura, el tiempo de soldadura, la fuerza del electrodo, el estado de la punta, la refrigeración, el apilamiento de chapas y el estado de la superficie funcionan como un sistema integrado. Si se modifica una variable sin comprobar las demás, un núcleo de soldadura débil puede dar lugar rápidamente a una expulsión, una hendidura profunda o a que el electrodo se pegue a la chapa.

Esta guía se centra en la soldadura por resistencia puntual (RSW), el proceso que consiste en sujetar la chapa entre electrodos y hacer pasar corriente a través de la unión. No utiliza soldadura blanda, fundente, cordón de relleno ni arco eléctrico. Esa distinción es importante porque los consejos destinados a la soldadura blanda, la soldadura MIG o la soldadura por láser de costura pueden llevar a un operario de RSW por el camino equivocado.

Cómo se forma el núcleo de soldadura mediante la soldadura por resistencia por puntos

En primer lugar, los electrodos presionan la pila de láminas; a continuación, la corriente fluye a través de las interfaces de contacto y la resistencia eléctrica genera calor. Se forma un núcleo fundido en la superficie de contacto entre las láminas. La corriente se interrumpe, aunque la fuerza de los electrodos se mantiene durante el tiempo de mantenimiento, lo que permite que el núcleo se solidifique bajo presión.

La ventana de control consta de cuatro fases prácticas: tiempo de compresión, tiempo de soldadura, tiempo de mantenimiento y tiempo de desconexión. El tiempo de compresión permite que la fuerza se estabilice antes de que comience a fluir la corriente. El tiempo de soldadura y la corriente crean el núcleo de soldadura. El tiempo de mantenimiento favorece la solidificación. El tiempo de desconexión permite que la herramienta se desplace o que comience el siguiente ciclo. Un fallo en cualquier fase puede manifestarse como una marca superficial de aspecto similar, por lo que el diagnóstico debe basarse en las pruebas y no solo en la apariencia.

Parámetros de soldadura por puntos que determinan la calidad de la soldadura

Corriente de soldadura y tiempo de soldadura

La corriente y el tiempo determinan la cantidad de calor que entra en la unión, pero no son intercambiables en todas las aplicaciones. Un calor insuficiente produce un núcleo pequeño o incompleto. Un exceso de calor puede hacer que el metal fundido salga de la junta, amplíe la zona afectada por el calor y acelere el desgaste del electrodo. Empieza con un programa de soldadura homologado para el material y el espesor acumulado, y luego valida los cambios mediante ensayos mecánicos o metalográficos.

Fuerza del electrodo y tiempo de mantenimiento

La fuerza del electrodo establece el contacto y mantiene el núcleo fundido. Una fuerza baja puede aumentar la resistencia de contacto y favorecer la expulsión. Una fuerza excesiva puede reducir el calentamiento interfacial o dejar marcas profundas, dependiendo de la corriente, la geometría de la punta y la resistencia de la chapa. El tiempo de mantenimiento mantiene el núcleo comprimido mientras se solidifica; reducirlo en exceso puede contribuir a la aparición de grietas, porosidad o resultados deficientes en los ensayos de tracción.

Diámetro y alineación de la punta del electrodo

El diámetro de la punta modifica la densidad de corriente. Una punta abombada distribuye la corriente por una superficie mayor y puede dar lugar a un núcleo más pequeño, aunque no se haya modificado la configuración de la máquina. Una punta demasiado pequeña concentra el calor y deja marcas en la superficie. Los electrodos desalineados ejercen una carga desigual sobre la unión, crean núcleos asimétricos y acortan la vida útil de la punta.

Problemas habituales en la soldadura por puntos y sus soluciones

Problema	Posibles causas	Cheques	Trayectoria típica de corrección
Pepita débil o pequeña	Corriente o tiempo insuficientes; punta desgastada; fuerza excesiva; mala conexión secundaria	Prueba de pelado/cincelado, diámetro de la punta, traza de corriente, estado del cable y de la derivación	Restablece primero la herramienta y el circuito y, a continuación, ajusta el programa homologado
Expulsión o salpicaduras intensas	Elevado aporte de calor; baja fuerza; compresión corta; mal ajuste; contaminación	Curva de fuerza, separación entre láminas, superficie, corriente y tiempo	Estabilizar la sujeción y el ajuste y, a continuación, reducir el aporte de calor si las pruebas lo permiten
Muesca profunda	Punta pequeña; fuerza elevada; calor elevado; superficie de la lámina blanda o caliente	Superficie de la punta, calibración de la fuerza, profundidad de indentación	Colocar o sustituir las tapas y reequilibrar la fuerza, la corriente y el tiempo
Adherencia del electrodo	Sobrecalentamiento; tapón dañado; acumulación de residuos en el recubrimiento; refrigeración insuficiente	Caudal de agua, superficie de la tapa, recubrimiento de la lámina, frecuencia de ciclo	Restablecer la refrigeración, realizar el mantenimiento de la tapa y volver a certificar el programa
Soldaduras irregulares	Holguras variables; desviaciones; fuerza de arrastre; desgaste de las puntas; suministro inestable	Pila de piezas, separación entre soldaduras, datos de tendencias, curvas de fuerza y corriente	Eliminar la fuente de variación y establecer límites de mantenimiento

Soldaduras por puntos defectuosas y nuggets pequeños

Una zona que parezca impecable puede seguir siendo defectuosa. La gota de soldadura puede ser demasiado pequeña debido a que la intensidad suministrada es baja, el tiempo de soldadura es corto, la punta se ha abombado, la fuerza del electrodo es demasiado alta para el programa de soldadura o la resistencia en el circuito secundario está restando energía. Los recubrimientos, los adhesivos y el óxido también alteran el equilibrio térmico.

Empieza por la herramienta. Comprueba la geometría de la boquilla, la alineación de los electrodos, el caudal de agua, el estado de los cables y la calibración de la fuerza. A continuación, comprueba la pila de chapas y el estado de la superficie. Solo entonces modifica la corriente o el tiempo, paso a paso, mientras repites la prueba aprobada. Aumentar la corriente antes de sustituir una boquilla desgastada suele provocar una mejora temporal seguida de expulsiones y un desgaste más rápido de la herramienta.

Expulsión de la soldadura y salpicaduras excesivas

La expulsión se produce cuando el metal fundido se escapa de la zona del núcleo. Puede deberse a una corriente elevada o a un tiempo de soldadura excesivo, pero la fuerza insuficiente, un tiempo de compresión insuficiente, los huecos entre las chapas, un seguimiento deficiente del electrodo y la contaminación son factores igualmente importantes. Por lo tanto, la chispa visible es un síntoma, no un diagnóstico.

Comprueba que la pieza quede bien apoyada y que los electrodos alcancen la fuerza máxima antes de que comience a pasar la corriente. Revisa el registro de corriente y fuerza si el controlador los registra. Un proceso estable debería producir el núcleo de soldadura requerido sin depender de una expulsión regular. La expulsión persistente aumenta el trabajo de limpieza, daña las tapas, altera la interfaz de soldadura y puede ocultar discontinuidades internas.

Adherencia, desgaste y hendiduras en los electrodos

Las puntas de los electrodos se encuentran en el centro del proceso. El calor, la presión, la acumulación de recubrimiento y los ciclos repetidos alteran su superficie. La chapa galvanizada puede acelerar la aleación y la contaminación en la punta. Una punta que se atasca o deja una hendidura cada vez mayor requiere atención inmediata, ya que el área de contacto efectiva —y, por lo tanto, la densidad de corriente— ya está variando.

Utiliza un intervalo de cambio de recubrimiento definido en función del número de soldaduras y del estado de la punta, según las mediciones. Registra los cambios de boquilla, el caudal de refrigeración y las soldaduras rechazadas. El Guía de mantenimiento de máquinas de soldadura ofrece un marco más amplio para los controles preventivos, mientras que esta visión general de Piezas y funciones de una máquina de soldadura Ayuda a los equipos a asignar cada síntoma al subsistema correcto.

Material, recubrimiento y ajuste de las chapas

Un perfil de soldadura corresponde a una familia de materiales, un conjunto de espesores, un recubrimiento y unas condiciones de unión específicos. El acero al carbono, el acero avanzado de alta resistencia, el acero inoxidable y el aluminio conducen el calor y la electricidad de forma diferente. Los recubrimientos añaden otra interfaz. Un perfil que funciona en acero dulce limpio puede comportarse de forma muy diferente en chapa galvanizada o de acero inoxidable.

Mantén bajo control el aceite, las incrustaciones, el óxido suelto y los residuos mediante el método de limpieza de producción homologado. Mantén un solapamiento constante y sujeta la pila sin forzar la colocación de una pieza deformada. Las derivaciones procedentes de una soldadura cercana o de un accesorio conductor pueden desviar la corriente, especialmente cuando cambia la distancia entre soldaduras.

Para obtener orientación sobre materiales relacionados, consulta el Guía para la resolución de problemas en la soldadura de acero al carbono y el Guía de soldadura de acero inoxidable. Sus recomendaciones sobre los procesos de arco y láser no deben incorporarse a un programa de soldadura por resistencia (RSW), pero los principios relativos a la preparación del material y la contaminación siguen siendo útiles.

Inspección y control de calidad de soldaduras por puntos

La inspección visual permite detectar expulsiones, quemaduras, abolladuras graves, desalineaciones y daños superficiales. Sin embargo, no permite determinar el tamaño del núcleo ni la integridad interna. Por ello, el control de producción combina la supervisión del proceso con comprobaciones periódicas, destructivas o no destructivas, seleccionadas en función de los requisitos de la pieza.

Un plan de control práctico puede incluir:

• Pruebas de desprendimiento, cincelado o botón a una frecuencia de muestreo definida
• Ensayos de tracción-cizallamiento o de tensión transversal para aplicaciones específicas
• Secciones transversales metalográficas durante el desarrollo de procedimientos o la investigación
• Inspección por ultrasonidos u otra inspección no destructiva, siempre que haya sido validada para la unión
• Límites de tendencia para la corriente, la tensión, la resistencia dinámica, la fuerza, el desplazamiento y el recuento de soldaduras

Los límites de aceptación deben basarse en el plano correspondiente, las especificaciones del cliente, la normativa aplicable o un procedimiento homologado. No existe un diámetro de núcleo ni una resistencia a la tracción universales que se adapten a todos los materiales y condiciones de servicio. Cuando una tendencia supere su límite, se deberá poner en cuarentena la producción afectada de acuerdo con el plan de calidad e identificar la última soldadura que se sepa que es correcta.

Una secuencia repetible para la resolución de problemas en la soldadura por puntos

La resolución rápida de problemas sigue un orden fijo. En primer lugar, se debe definir el defecto mediante un resultado de prueba. En segundo lugar, hay que confirmar la pieza, el material, el recubrimiento, el espesor, el solapamiento y el espacio libre. En tercer lugar, hay que inspeccionar los electrodos, la alineación, la refrigeración, los cables, la fuerza y la salida del controlador. En cuarto lugar, hay que comparar las trazas reales con un ciclo que se sepa que es correcto. Por último, hay que modificar una variable del proceso y documentar el resultado.

El atajo que se suele utilizar en taller consiste en aumentar la intensidad de la corriente hasta que la soldadura resista un tirón rápido. Este método puede ocultar el desgaste de las puntas o una fuerza inestable y, por lo general, reduce el margen de tolerancia del proceso. Una matriz de pruebas controlada lleva más tiempo en el banco de pruebas, pero ahorra tiempo a lo largo de todo el lote.

Soldadura por puntos por resistencia frente a soldadura por puntos por láser

La soldadura por puntos por resistencia sujeta la pieza de trabajo por ambos lados y utiliza la resistencia eléctrica para crear el núcleo de soldadura. La soldadura por puntos con láser aplica energía óptica concentrada y puede realizarse con acceso desde un solo lado. Estos procesos utilizan diferentes parámetros, utillaje, controles de seguridad, métodos de inspección y modelos de costes. La soldadura por láser suele considerarse cuando el acceso, la precisión, la geometría de la unión, el aspecto estético o la automatización hacen que el uso de electrodos resulte poco práctico.

Los datos técnicos de SENFENG para sus sistemas de soldadura incluyen opciones de láser de 1.500 W, 2.000 W y 3.000 W; estas potencias se refieren a la potencia de salida del láser y no pueden convertirse en una tabla de corrientes para soldadura por resistencia (RSW). Los compradores que deban elegir entre los distintos procesos pueden utilizar la Comparación entre la soldadura por puntos y la soldadura por láser y consultar la información disponible gama de máquinas de soldadura por láser. Las soldaduras de muestra representativas deben confirmar la resistencia de la unión, el aspecto, el tiempo de ciclo, la tolerancia de ensamblaje y el coste total de producción.

Conclusión

Una soldadura por puntos fiable se consigue controlando todo el sistema: el material, el ajuste, la corriente, el tiempo, la fuerza, la geometría del electrodo, la refrigeración y la inspección. Una medida correctiva eficaz identifica qué variable ha variado y comprueba que la solución es correcta mediante una prueba que cumpla los requisitos. Este enfoque permite obtener una ventana de proceso más amplia que la que se consigue simplemente añadiendo calor.

Si el acceso a los electrodos o el mantenimiento repetido de la punta están limitando la producción, SENFENG puede evaluar los mismos planos para estudiar la opción de la soldadura por láser. Envíe los tipos de material, el espesor acumulado, el acceso a la unión, los requisitos de superficie, el tiempo de ciclo deseado y la prueba de aceptación. El equipo técnico puede comparar los procesos con la pieza real, en lugar de imponer un único método para todas las uniones.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿A qué se deben las soldaduras por puntos débiles?

Entre las causas más comunes se encuentran una corriente de salida baja, un tiempo de soldadura demasiado corto, puntas de electrodo desgastadas, una fuerza excesiva, un mal ajuste de las piezas, la contaminación de la superficie y la resistencia en el circuito secundario.

¿Cómo se evita la expulsión de la soldadura por puntos?

Comprueba la fuerza del electrodo, el tiempo de presión, el ajuste, el estado de la superficie y la geometría de la punta antes de reducir la corriente o el tiempo de soldadura dentro del margen de proceso homologado.

¿Cómo se puede comprobar la calidad de las soldaduras por puntos?

Realice controles visuales utilizando métodos validados de desprendimiento, cincelado, mecánicos, metalográficos, ultrasónicos o de supervisión del proceso, según las especificaciones de la pieza.

¿La soldadura por puntos con láser es lo mismo que la soldadura por puntos por resistencia?

No. La soldadura por puntos con láser utiliza luz concentrada y, por lo general, requiere acceso por un solo lado; en la soldadura por puntos por resistencia, las chapas se sujetan entre electrodos y se hace pasar corriente a través de ellas.