Cómo funcionan los reguladores de soldadura

Un regulador de soldadura regula el gas de alta presión procedente de una botella para garantizar que el gas esté a la presión de suministro óptima necesaria para una aplicación de soldadura. Sin un regulador, una presión inconsistente, excesivamente alta o baja puede ser peligrosa y afectar negativamente a la calidad de la soldadura, dando lugar a porosidad, fisuras o grietas. La presión constante producida por el regulador de soldadura garantiza el entorno ideal para una soldadura adecuada. Lea nuestro artículo sobre regul adores de presión para conocer los principios de diseño, tipos y aplicaciones de los reguladores de presión.

Índice de contenidos

• ¿Cómo funciona un regulador de soldadura?
• Mecanismos de seguridad en los reguladores de presión
• Tipos de reguladores de soldadura
• Reguladores diseñados para fines específicos
• Certificaciones y homologaciones
• Criterios de selección
• Aplicaciones
• Preguntas frecuentes

¿Cómo funciona un regulador de soldadura?

Regulador de soldadura de una etapa

Los reguladores de presión de una etapa reducen la presión del fluido que entra en el regulador hasta la presión de salida deseada en un solo paso (figura 2).

1. El gas fluye hacia la cámara de alta presión (E) a través de la entrada.
2. La válvula de asiento (B) se empuja hacia abajo girando la manivela de ajuste de la presión (C). Esto permite que el gas llene la cámara de baja presión y ejerza fuerza sobre la membrana (D).
3. El gas sale por la salida de la cámara de baja presión (A). La presión en la cámara de baja presión se acumula y fuerza el muelle de la válvula en la manivela de ajuste de presión para cerrar la válvula de asiento en el punto de presión ajustado.
4. La válvula de asiento y la manivela de ajuste de la presión funcionan conjuntamente para regular la presión y mantener un flujo constante de gas hacia el soplete de soldadura. Los manómetros controlan la presión en la entrada y la salida de gas.

Regulador de soldadura de doble etapa

Un regulador de soldadura de dos etapas (figura 3) reduce la presión del medio que fluye hacia el regulador hasta una presión de salida deseada en dos etapas.

1. La primera etapa no es ajustable y reduce la presión de entrada a un nivel intermedio predeterminado.
2. La segunda etapa es ajustable y suministra la presión de salida requerida por el operador.

Por ejemplo, la primera etapa reduce una presión de entrada de 300 bar a 10 bar (4351 - 145 psi). Esto significa que cuando el usuario ajusta el regulador, que forma parte de la segunda etapa, la presión desciende desde 10 bar hasta la presión de salida deseada y no desde 300 bar hasta la presión de salida concreta. A pesar de las variaciones en la presión de entrada, estos dispositivos mantienen una presión de suministro constante y necesitan menos reajustes. Son especialmente adecuados para aplicaciones de cilindros de alta presión.

Principio de trabajo

1. El gas entra por la entrada (J) y se dirige a la primera cámara de alta presión (B).
2. La válvula de presión preajustada de fábrica (F) ejerce una fuerza sobre la válvula de asiento de la primera etapa (K), permitiendo que el gas pase a la segunda cámara de alta presión (D) a una presión intermedia.
3. En esta segunda etapa, la presión del gas dentro de la segunda cámara de alta presión se reduce aún más, con el valor determinado por la manivela de ajuste de la presión (G). La manivela de ajuste de la presión aplica presión a la válvula de asiento de la segunda etapa (C). Esto regula la cantidad de gas que pasa a la cámara de baja presión (I).
4. El medio sale finalmente por la salida de gas del regulador de soldadura (A). La presión a la entrada y salida del gas puede controlarse mediante manómetros.

Reguladores de soldadura de una o dos etapas

Un regulador de soldadura de doble etapa produce una presión de salida más estable y constante. Esto es especialmente importante en aplicaciones en las que se necesita baja presión para soldar, como los sopletes con llama pequeña.

Cuando se consumen grandes cantidades de gas, la presión suministrada por un regulador de doble etapa se mantiene constante durante toda la vida útil de la botella. Esto se debe a que, a medida que disminuye la presión en el cilindro, la segunda etapa ajustable del regulador multietapa garantiza que la presión de suministro se mantenga constante, a diferencia de un regulador de una sola etapa, que requiere ajustes frecuentes para mantener la presión deseada. Sin embargo, los reguladores de doble etapa son más caros que los de una sola etapa.

Mecanismos de seguridad en los reguladores de presión

Dependiendo del modelo, los reguladores de soldadura pueden venir con la funcionalidad añadida de una válvula de alivio de presión o un disco de seguridad.

• Válvula limitadora de presión: Una válvula limitadora de presión es un dispositivo que reduce la presión para evitar daños en el sistema. Estas válvulas se instalan en el lado de baja presión del equipo para evitar daños y condiciones de trabajo inseguras. La válvula de alivio se abre para aliviar la presión cuando la presión del sistema supera la presión de consigna o de respuesta. Una vez que la presión se reduce a un nivel seguro, la válvula vuelve a asentarse en la posición inicial. Los reguladores de soldadura desarrollados para gases inertes, aire y_CO2 suelen estar equipados con una válvula de alivio.
• Disco de seguridad: Un disco de seguridad consiste en un disco metálico fino que se rompe para liberar el exceso de presión. Estos discos son de un solo uso y deben sustituirse para volver a utilizar el regulador. Los reguladores de soldadura desarrollados para gas combustible o gases inflamables (acetileno, propileno o propano) suelen estar equipados con discos de seguridad y otros dispositivos de seguridad, como válvulas de cierre. Si se activa un dispositivo de seguridad al utilizar el regulador de soldadura, la botella de gas y el regulador de soldadura deben desconectarse y examinarse. Sustituya el disco de seguridad si es necesario.

Tipos de reguladores de soldadura

Regulador de caudal

Un regulador de caudal combina un regulador de presión y un caudalímetro (dispositivo utilizado para medir el caudal o la cantidad de un fluido, como gas, líquido o vapor). Un regulador de caudalímetro controla el caudal de gas de la salida con una presión de salida fija y un orificio variable. El dispositivo está diseñado para medir y controlar el flujo de gas a través de una tubería o conducto mediante el ajuste del tamaño del orificio (abertura) a través del cual fluye el gas. La presión de salida, o presión a la que el gas sale del regulador del caudalímetro, es fija y no varía. Por otra parte, el orificio puede ajustarse para variar el caudal de gas que lo atraviesa. Esto permite controlar con precisión el caudal de gas y garantiza que la presión de salida permanezca constante, independientemente de los cambios en el caudal. Este tipo de regulador de caudalímetro se utiliza habitualmente en aplicaciones industriales como gasoductos, plantas químicas e instalaciones de fabricación para controlar el caudal de gases como el gas natural y el propano.

Caudalímetro doble

En soldadura, se suele utilizar un caudalímetro doble para medir y controlar el caudal de dos gases: el gas de protección y el gas combustible.

• El gas de protección, normalmente argón o una mezcla de argón y otros gases, se utiliza para proteger el baño de soldadura y la zona circundante de la oxidación y otras formas de contaminación.
• El gas combustible, normalmente acetileno o propano, proporciona el calor necesario para fundir el metal y crear la soldadura.

Un caudalímetro doble para soldadura suele constar de dos sensores de caudal, uno para cada gas, y una unidad de control que permite al usuario ajustar el caudal de cada gas por separado. Los sensores de caudal miden el caudal de cada gas y envían los datos a la unidad de control, que muestra el caudal de cada gas en una pantalla digital. A continuación, el usuario puede ajustar el caudal de cada gas mediante la unidad de control, garantizando que se utiliza la cantidad correcta de cada gas para el proceso de soldadura.

Regulador de caudalímetro

Un regulador de caudal en soldadura es un dispositivo utilizado para medir y controlar el caudal de gases, normalmente el gas de protección y el gas combustible, utilizados en el proceso de soldadura. Consta de un caudalímetro, que mide el caudal de los gases, y un regulador, que controla el caudal ajustando la apertura o el cierre de una válvula. Un regulador de caudal controla el caudal de un gas cada vez, mientras que un caudalímetro doble mide el caudal de dos gases diferentes simultáneamente.

Trabajar en

1. El caudalímetro mide el caudal de gas de protección y de gas combustible, y muestra el caudal en un indicador.
2. El usuario puede ajustar el caudal de cada gas mediante el regulador, que controla el caudal ajustando la apertura o el cierre de una válvula.
3. El caudalímetro controla continuamente el caudal de los gases, y el regulador ajusta el caudal según sea necesario para mantener el caudal deseado.

El regulador del caudalímetro garantiza que se utilice la cantidad correcta de cada gas para el proceso de soldadura. Esto ayuda a mantener una soldadura de alta calidad y mejora la eficacia general del proceso de soldadura.

Reguladores diseñados para fines específicos

• Reguladores de soldadura TIG (gas inerte de tungsteno): Estos reguladores de soldadura se encuentran principalmente en diseños de caudalímetro o medidor de caudal con lectura de caudal en litros por minuto y pies cúbicos por hora y con rosca macho. El argón (100% puro) se utiliza en la soldadura TIG de diversos materiales, ya que este gas favorece la estabilidad del arco, dejando una soldadura precisa y una superficie de aspecto brillante. Normalmente, los caudales de gas para la soldadura TIG se fijan con un caudalímetro entre 4 lpm y 20 lpm.
• Regulador de soldadura MIG (gas inerte metálico) para argón, helio y argón/CO₂ : Este regulador es adecuado para unir materiales como acero al carbono, acero dulce y acero inoxidable utilizando mezclas de gas Argón /_CO2. Un rendimiento de 35 litros por minuto o superior es ideal para la soldadura MIG. Dado que los flujos turbulentos o bajos podrían contaminar la soldadura, la mayoría de los reguladores de soldadura diseñados para aplicaciones MIG ajustan el flujo de gas de salida para tener mediciones de flujo precisas.
• Reguladores de oxicorte: En esta técnica de soldadura se utilizan dos gases contenidos en sus respectivas botellas, por lo que se necesitan dos reguladores de soldadura para realizar la soldadura o el corte. Estos reguladores suelen ser del tipo de dos etapas en aplicaciones industriales y de uso intensivo. Se trata de una sustitución aceptable para usuarios de poco uso y volumen para reducir costes. En las aplicaciones de oxicorte, el regulador sólo ajusta la presión; el caudal se ajusta en el soplete.
• Reguladores de soldadura de gas combustible: El acetileno, el propano y el propileno son los combustibles estándar utilizados en soldadura. El acetileno es muy inestable y explosivo a alta presión, por lo que suele mantenerse disuelto en un material específico. El regulador para acetileno tiene un diseño interno totalmente diferente debido a la naturaleza de baja presión del acetileno. Asegúrese de que los reguladores de acetileno y propano sólo se utilizan con el gas específico para el que están previstos. Sin embargo, es posible utilizar reguladores de propano para el propileno, ya que contiene aproximadamente un 50% de propano.
• Regulador del depósito de propano: El propano sigue siendo un líquido a presión mientras está almacenado en el depósito, pero se convierte en una sustancia más ligera que el aire cuando se consume, acumulando una presión extremadamente alta. Es crucial regular esta presión al salir del depósito, o puede romper las mangueras de conexión o incluso provocar una explosión. Los reguladores de presión ayudan a dispensar el líquido en el depósito para que pueda consumirse de forma segura y eficiente. Los reguladores de propano y sus conexiones al depósito suelen ser de latón, ya que el latón es resistente a las chispas. El aluminio es otra opción para el material de la carcasa del regulador de presión, ya que es ligero y resistente a las chispas. Un manómetro de propano, también conocido como manómetro de tanque de propano, es un dispositivo utilizado para medir la presión dentro de un tanque de propano. Un manómetro para depósito de propano puede ayudar a determinar cuándo es necesario rellenar el depósito y también puede alertar al usuario de cualquier posible problema con el sistema de propano.

Certificaciones y homologaciones

• Los reguladores de soldadura deben cumplir las normas de la Organización Internacional de Normalización (ISO) 2503 para Equipos de soldadura con gas - reguladores de presión y reguladores de presión con dispositivos de medición de caudal para botellas de gas utilizadas en soldadura, corte y procesos afines hasta 300 bar (30 MPa). Los manómetros utilizados en los reguladores deben cumplir la norma ISO 5171, relativa a los manómetros utilizados en soldadura, corte y procesos afines.
• De acuerdo con el Instituto Alemán de Normalización, la conexión de botella de un regulador de soldadura deberá cumplir los requisitos estándar para las conexiones de las válvulas de botella de entrada y salida para presiones de prueba de botella de hasta 300 bar (DIN 477-1) y presiones de prueba de botella de más de 300 bar a 450 bar (DIN 477-5).
• Otras organizaciones, como la Compressed Gas Association (CGA ) o la British Standard Institution (BS 341), también establecen medidas estándar para la conexión de válvulas de botella. Algunos fabricantes utilizan estos parámetros para fabricar la conexión de entrada de la botella de sus reguladores de soldadura.

Criterios de selección

La correcta selección de un regulador de soldadura es esencial para un adecuado suministro de gas a la antorcha de soldadura, sin fugas y evitando posibles accidentes.

• Tipo de gas: El diseño interno y externo y el material de construcción de un regulador de soldadura pueden variar en función del tipo de gas. Los reguladores de soldadura se identifican con el tipo de gas para el que están calibrados, y algunos fabricantes también los identifican con colores (por ejemplo, rojo para los reguladores de acetileno).
• Conectores: Es necesario conocer el tipo de conexión de la bombona de gas ya que los reguladores pueden ser macho, hembra y de diferentes tamaños estándar. Generalmente, la conexión de entrada de gas para gases combustibles es del tipo izquierdo y para gases no combustibles es del tipo derecho.
• Diseño: Utilice un caudalímetro o un manómetro para las aplicaciones de control de caudal. De lo contrario, utilice un regulador de soldadura se utiliza para controlar la presión de salida.
• Escala de medición: La escala de medición debe estar dentro del rango de aplicación para leer rápidamente el caudal o la presión.
• Estabilidad de la presión de trabajo: Utilice reguladores de una etapa para gases procedentes de fuentes de baja presión o cuando un aumento de la presión de salida y del caudal (debido a la disminución de la presión de la botella) no afecte a los resultados del trabajo. Utilice un regulador de dos etapas si resulta difícil ajustar regularmente la presión de trabajo.
• Normas de seguridad: Verifique que el regulador de soldadura cumple las normas y estándares de calidad para evitar daños en el equipo y posibles accidentes.

Aplicaciones

• Los reguladores de argón o mezcla de argón/helio con caudalímetro se utilizan para soldar aleaciones de aluminio, cobre o níquel aplicando la técnica de soldadura MIG y de rayo láser.
• La soldadura de acero mediante la técnica MAG y electrogás emplea reguladores de argón _/O2.
• La soldadura atómica con hidrógeno utiliza reguladores de hidrógeno para la soldadura rápida de aleaciones como el acero inoxidable como alternativa a la soldadura con electrodo.
• Los reguladores de soldadura de argón e hidrógeno se utilizan como gas de protección y plasma en la soldadura por plasma (PAW) para soldar tubos de titanio y acero inoxidable. También se utilizan en la industria naval y aeroespacial.

Preguntas frecuentes

¿Cómo funciona un regulador de soldadura?

Un regulador de soldadura reduce el gas a alta presión de una botella y suministra la presión deseada al soplete de soldadura de la forma más constante posible.

¿Cuánto duran los reguladores de soldadura?

Si un regulador de soldadura es de alta calidad y se instala, maneja y mantiene correctamente, tendrá una vida útil prolongada. A título orientativo, la Asociación Británica de Gases Comprimidos (BCGA) calcula cinco años.

¿Cómo puedo saber qué tipo de regulador de soldadura tengo que utilizar?

Utilice un regulador de doble etapa para un funcionamiento estable y constante cuando la presión de trabajo sea una variable crítica. Utilice un regulador de una etapa para gases procedentes de fuentes de baja presión.