COMO FUNCIONA UMA MÁQUINA DE SOLDA?

Fonte: http://fundentes.blogspot.com.br/2010/03/como-funciona-uma-maquina-de-solda.html

3. A MÁQUINA DE SOLDA
3.1 DEFINIÇÃO
Máquinas ou aparelhos de solda elétrica são equipamentos para produzir altas temperaturas num ponto concentrado da peça a ser soldada, através da energia elétrica.

3.2 CLASSIFICAÇÃO
Está contido na classificação geral das máquinas de solda, duas categorias:
a) máquina de solda moto - geradora
b) máquina de solda transformadora
b.1) máquina de solda a arco
b.2) máquina de solda a resistência
b.3) máquina de solda a retificador

4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
4.1 MÁQUINA DE SOLDA MOTO - GERADORA

Esta máquina é constituída de um gerador de corrente contínua, o qual é acoplado e acionado por um motor de corrente alternada, geralmente trifásico.
O conjunto rotativo motor + gerador proporciona uma elevada inércia, amortecendo assim as oscilações provocadas pela carga, bem como, faz com que o sistema “enxergue – a” como uma carga balanceada (fase equilibrada).
Desta forma, a ligação deste tipo de máquina de solda será regida pela mesma norma que trata dos motores elétricos, ou seja, a Norma “Critérios para Atendimento a Motores Elétricos de Indução”. 

4.2 MÁQUINA DE SOLDA TRANSFORMADORA 
As máquinas de solda transformadoras são aquelas que causam maiores perturbações à rede de distribuição, sendo as variações bruscas de potência e o baixo fator de potência suas características básicas.

4.2.1 MÁQUINAS DE SOLDA A ARCO
Estas máquinas utilizam como fonte térmica para fusão de uma peça metálica, o arco voltaico, o qual poderá ser produzido por uma corrente contínua ou alternada, com a utilização de eletrodos de carvão ou metálicos.
Um polo da fonte de energia é conectado à peça a ser soldada e o outro é manuseado pelo operador da máquina.
No processo de solda, destacamos dois instantes importantes e distintos.

Instante 1:
Momento do curto circuito dos eletrodos com a peça a ser soldada. Este instante correspondente à máxima corrente encontrada em todo o processo de solda, conseqüentemente a máxima oscilação de tensão.
O valor desta corrente (curto circuito) não está contida na placa de identificação da máquina.
Após o contato do eletrodo com a peça metálica, o operador vai afastando o eletrodo gradativamente, compondo –se assim o arco voltaico, até um comprimento de arco de trabalho.

Instante 2:
Com o arco já estabelecido, o operador executa a solda. Neste instante temos uma corrente nominal (de placa) sendo absorvida da rede.
Os transformadores das máquinas de solda diferem-se dos transformadores de distribuição, pois tem uma elevada dispersão de fluxo magnético, possuindo características elétricas mínimas capazes de satisfazer à condição de operação.
A regulagem da corrente de solda pode se dar através de:
- variação da reatância do transformador, variando o fluxo magnético de dispersão, através do deslocamento das bobinas ou de variação do entreferro ; ou - variação da tensão no secundário ou no primário da máquina. 
Este tipo de máquina de solda, devido seu baixo custo, é o mais utilizado.

4.2.2 TRANSFORMADOR DE SOLDA A RESISTÊNCIA
A soldagem por meio de resistência , utiliza a própria resistência da peça a ser soldada, circulando corrente elétrica alternada à baixa tensão, através das superfícies de contato das peças a serem trabalhadas.

4.2.3 TRANSFORMADOR RETIFICADOR DE SOLDA
Este equipamento é idêntico à máquina de solda a arco, descrita em 4.21, exceto a existência de um retificador acoplado ao secundário do transformador, a fim de se conseguir um arco sob corrente contínua.

5. EFEITOS DA MÁQUINA DE SOLDA NA REDE DISTRIBUIÇÃO
5.1 MÁQUINA DE SOLDA MOTO - GERADORA
Serão considerados como motores elétricos (vide Norma Técnica de atendimento a motores elétricos).

5.2 MÁQUINAS DE SOLDA TRANSFORMADORA
Através do arco voltaico formado no secundário destas máquinas, o sistema supridor fica submetido a todas as rápidas variações de corrente, correspondendo às mesmas variações no nível de tensão.
Além destas variações, existe também o ponto de partida do processo, que corresponde a uma corrente de curto circuito, proporcionado a maior valor de flutuação de tensão. Graficamente, podemos fazer a seguinte analogia: 
Destacam-se 4 etapas num processo completo de operações. 

Etapa 1 - instante (t0) de energização da máquina de solda, correspondendo a um valor de corrente em vazio (I0), em geral corresponde à corrente do motor de refrigeração da máquina de solda ( quando houver ).
Etapa 2 - instante (t1) do curto circuito dos eletrodos com a peça a ser soldada, correspondendo a maior corrente absorvida ( Icc = corrente de curto circuito ).
Etapa 3 - instante (t2) do início do arco voltaico, correspondendo a uma corrente intermediária (I2).
Etapa 4 - instante (t3) referente ao início da solda propriamente dita, correspondendo a uma corrente nominal de solda (I1 = Inom).
A operação da máquina de solda causa na rede de distribuição, flutuações rápidas de tensão, devido a particularidade do arco voltaico, podendo estas flutuações causam níveis de flicker consideráveis.
OBS: Outro ponto importante a se destacar, é que, diferente dos motores elétricos, nas máquinas de solda a arco, é por unidade de tempo, inviabilizando assim, o cálculo do nível de flicker causado por estes equipamentos no momento da solda.

6. MODELAGEM DA MÁQUINA DE SOLDA 
6.1 MÁQUINA MOTO GERADORA
Idem Motores Elétricos (vide Norma Técnica de atendimento a motores elétricos).

6.2 MÁQUINA DE SOLDA A ARCO
Observando o gráfico 1, nota-se que o instante de maior impacto para a rede no processo completo da solda, é o instante t1, correspondendo a corrente de curto circuito Icc, ou seja, a máquina de solda terá que ser modelada para esta corrente, um valor desconhecido, que não consta nos dados de placa do equipamento.
O Anexo I, mostra o método correto e tradicional de se quantificar a potência ou corrente de curto circuito de uma máquina de solda. Como este método se baseia em ensaios, torna – se assim, quase que impraticável
este procedimento. Desta forma, através de medições realizadas, constatou – se que esta corrente aproxima – se de duas vezes a corrente nominal da máquina, assim: Icc = 2 x I nom (1) 
• •
Scc  =2 x Snom
S cc = S nom ∠ θ (notação angular de Scc, com módulo Snominal e ângulo θ)
θ = Cos - 1 (FP)
Onde : 
S cc = Potência de curto circuito aproximada da máquina de solda em kVA. 
S nom = Potência nominal da máquina de solda em kVA, dado de placa.
FP = Fator de potência da máquina de solda.
θ = Ângulo do fator de potência.