¿Qué significa IGBT en una soldadora?

Cuando hablamos de máquinas soldadoras, IGBT se refiere al tipo de transistores que se utilizan en el inverter, que es el módulo más importante en ese tipo de máquinas herramientas.

IGBT es una sigla en inglés —Insulated Gate Bipolar Transistors (Transistor Bipolar de Puerta Aislada)— y hace referencia a un transistor que puede operar virtualmente a cualquier nivel de corriente, lo que hace innecesario conectarlos en paralelo, con lo cual se incrementa notablemente su confiabilidad. Entre sus características sobresalientes están el peso reducido de la fuente de energía, mayor confiabilidad, mayor calidad de la soldadura, más eficiencia energética y, en los modelos más avanzados, posibilidad de programar los ciclos de soldadura.

IGBT: ¿qué significa y qué ventajas ofrece?

A comparación de las máquinas de soldar tradicionales, con fuente de alimentación a transformador o a generador y alternador, las soldadoras con tecnología IGBT hacen uso del sistema de fuente conmutada para la generación de las corrientes eléctricas necesarias para operar.

Un transistor bipolar de puerta aislada de 3000A. Fuente: Commons Wikimedia.

Como vimos antes, IGBT significa Insulated Gate Bipolar Transistors (Transistor Bipolar de Puerta Aislada), y forma parte de lo que comúnmente se conoce como fuente de energía inverter. Esta tecnología permite obtener mejores resultados e incrementar la eficiencia energética al utilizar una fuente de alimentación de estado sólido.

Ventajas

Soldadora – IGBT

• El uso del rectificador provee una mínima caída de voltaje.
• Emisión reducida de ruidos.
• Mayor tiempo de ciclo de trabajo.
• Consumo energético eficiente; se pierde energía en forma de calor sólo en aquellos componentes en donde el funcionamiento es no-ideal.
• Peso reducido con respecto a otras tecnologías anteriores.
• Voltaje y amperaje limitados sólo por la tensión de ruptura y el tamaño; se puede lograr virtualmente cualquier voltaje o amperaje de salida.
• Al ser una fuente controlada por computadora, la salida se puede modificar en tiempo real por medio de un microprocesador, por lo que es posible crear programas complejos de soldadura, lo que permite un nivel de automatización imposible de lograr con soldadoras tradicionales.
• La tecnología inverter permite realizar soldaduras más limpias, continuas, eliminando la molestia del electrodo pegado.
• Susceptibilidad mínima a los cambios de tensión en la línea.

Veamos las ventajas más importantes en mayor detalle.

Calidad de la soldadura

Gracias a la salida de alta frecuencia y al control, por parte del microprocesador, de las características del arco en la soldadura de este tipo, queda garantizada la penetración y la estabilidad del mismo.

Se logra también un mejor cebado del arco, lo que impide la aparición de defectos en la primera acometida con el electrodo, y, gracias al control dinámico de la inductancia, se logra una mejor humectación de las caras a soldar, y la eliminación casi total de las salpicaduras.

Consumo eficiente

Las máquinas de soldar tradicionales logran una eficiencia energética del 60% en el mejor de los casos. Las soldadoras inverter, en especial las provistas con la tecnología IGBT, alcanzan una eficiencia del 90%, con lo cual el ahorro energético es notable.

Ciclo de trabajo

Al eliminarse las corrientes de Foucault que son inevitables en las fuentes de alimentación de las máquinas tradicionales, y al tratarse de un circuito digital que trabaja en alta frecuencia, estas máquinas soldadoras IGBT pueden sostener la corriente de soldadura mucho más tiempo que las tradicionales; en promedio, se logra trabajar el 60% del tiempo que la máquina está en operación.

Informatización y automatización

Los modelos IGBT que cuentan con microprocesador permiten cargar software especializado para cada tipo de material, electrodo y técnica de soldadura; es posible, de ese modo, incrementar la calidad de la soldadura y los tiempos de producción hasta llevarlos a valores imposibles de lograr con máquinas tradicionales.

A su vez, la incorporación de microprocesadores abre las puertas a la automatización completa del proceso de soldadura, sin importar la tecnología que se utilice (SMAW, TIG, MIG, etc). Es posible, entonces, programar un equipo de soldadura por puntos para que realice una soldadura cada n milisegundos; de ese modo se controla la corriente, el tiempo de cada ciclo y el estado del electrodo. Lo mismo puede lograrse en sistemas robotizados de soldadura MIG-MAG, TIG, etc.

Asistencia en la soldadura

Muchas máquinas incorporan tres modos básicos de ayuda al soldador:

• Inicio en caliente, o hot start: permite cebar el electrodo de una forma fácil, por lo cual no se requiere la destreza que es necesaria con equipos tradicionales para evitar que el electrodo se pegue a la superficie a soldar.
• Arco corto: permite soldar con el electrodo cerca de la pieza, con lo cual se asegura la humectación de las superficies, una menor salpicadura y mayor aprovechamiento del material de aporte del electrodo.
• Anti-stick: a todos nos sucede, con los equipos tradicionales, que el nuevo electrodo se pegue a las superficies a soldar cuando iniciamos la operación, o la retomamos luego de un descanso. Esto se debe a que el electrodo está frío, y requiere cierto tiempo de permanencia en el arco para alcanzar la temperatura de fusión.

Precauciones de operación

• Desconecte la máquina de la red eléctrica antes de cambiar los electrodos. Si esto le resulta inconveniente o imposible, utilice guantes y zapatos de seguridad con aislación de goma, para evitar descargas eléctricas por descuidos o distracciones.
• Utilice siempre una máscara de protección visual homologada.
• Utilice vestimenta adecuada: mono de trabajo (overol o mameluco) y en lo posible un guardapolvos ignífugo.
• Conserve siempre un extintor de incendios clase ABC siempre recargado y en condiciones de uso.
• Antes de comenzar la soldadura chequee los alrededores de la mesa de trabajo y aparte todos los materiales combustibles: papeles, cartones, líquidos inflamables y metales combustibles o en polvo (especialmente las mezclas de aluminio y óxido de hierro).
• Lea atentamente el manual de instrucciones de su máquina soldadora antes de comenzar las tareas.
• Compruebe que la instalación eléctrica destinada a la soldadora tenga los elementos de corte homologados: llave térmica y disyuntora.
• Si va a trabajar por tiempos prolongados, utilice un barbijo.
• Procure que el local en donde realizará el trabajo esté correctamente ventilado y no haya vapores o gases peligrosos.