Cómo reparar un inversor de soldadura con sus propias manos

Los maestros soldadores optan cada vez más por las máquinas de soldar inverter debido a su tamaño compacto, construcción ligera y precios asequibles. Sin embargo, como cualquier otra pieza de equipo, estas máquinas pueden experimentar fallos ya sea debido a un mal uso o a defectos en su diseño. Aunque hay algunos problemas que pueden resolverse estudiando el dispositivo del inversor y llevando a cabo las reparaciones de forma independiente, también hay averías que sólo puede arreglar un centro de servicio profesional.

El dispositivo del inversor de soldadura

Los inversores de soldadura, según los modelos, pueden funcionar tanto en la red eléctrica doméstica estándar (220 V) como en una red trifásica (380 V). El factor crucial a tener en cuenta a la hora de conectar el aparato a la red doméstica es su consumo eléctrico. Si el consumo supera la capacidad del cableado eléctrico, la unidad no podrá funcionar eficazmente. Por lo tanto, la máquina de soldar inverter consta de los siguientes módulos clave.

1. El rectificador primario es un componente esencial de todo el circuito eléctrico del aparato. Consta de un puente de diodos y se encuentra en la entrada. La unidad recibe la tensión alterna de la red eléctrica. Para evitar el sobrecalentamiento, se instala un radiador en el rectificador, que se refrigera mediante un ventilador interno. Además, el puente de diodos está equipado con protección contra el sobrecalentamiento. Esta protección se implementa mediante un sensor de temperatura que interrumpe el circuito cuando los diodos alcanzan una temperatura de 90 grados Celsius.
2. Las interferencias electromagnéticas son un problema común que surge durante la conversión de corriente en los inversores. Estas interferencias pueden causar perturbaciones en otros aparatos conectados a la red eléctrica. Para solucionar este problema, se instala un filtro antiparasitario antes del rectificador.
3. El inversor se encarga de convertir la tensión alterna en tensión continua. Hay dos tipos de inversores utilizados habitualmente: los de medio puente de dos ciclos y los de puente completo. El siguiente diagrama muestra un convertidor de medio puente, que incluye 2 llaves de transistor (normalmente dispositivos MOSFET o IGBT) que suelen encontrarse en los inversores de precio medio. Both diodes and transistors are equipped with heat sinks to enhance heat dissipation. Additionally, an RC filter is installed before the transistor unit to protect it from voltage spikes.
4. A high frequency transformer is placed after the inverter to lower the high frequency voltage to 60-70 V. Incorporating a ferrite magnetic core in its design allows for decreased weight and size, as well as reduced power losses and increased overall equipment efficiency. For instance, a transformer with an iron magnetic core that can handle a current of 160 A would weigh approximately 18 kg. However, a transformer with a ferrite magnetic core and identical current capabilities would only weigh around 0.3 kg.
5. A secondary output rectifier is used in the system. It incorporates a unique bridge featuring diodes that are specifically designed to handle high-frequency current with exceptional speed (approximately 50 nanoseconds for opening, closing, and recovery), a capability beyond standard diodes. Heat sinks are attached to the bridge to prevent overheating. Additionally, the rectifier includes protection against voltage spikes, which is achieved through the implementation of an RC filter. To ensure a dependable connection between the power cable and earth cable, two copper terminals are positioned at the module’s output.
6. A microprocessor is responsible for controlling all operations of the inverter. It receives information from various sensors located throughout the unit and monitors its operation. The microprocessor ensures that the ideal current parameters for welding different types of metals are selected. Additionally, it helps save energy by supplying precisely calculated and dosed loads.
7. In order to prevent the rectifier diodes from burning out during the start-up of the inverter, a soft-start relay is employed. This relay gradually introduces the high current from the charged capacitors, protecting the diodes from damage.

Here is an illustration that clearly demonstrates the working principle of the welding inverter.

Así pues, el funcionamiento de este módulo de máquina de soldar puede describirse del siguiente modo. El rectificador inicial del inversor recibe la tensión de la red eléctrica doméstica o de generadores de gasolina o diesel. La corriente entrante es alterna por naturaleza, pero una vez que pasa por el bloque de diodos, se convierte en una corriente continua constante. Esta corriente rectificada pasa al inversor, donde se convierte de nuevo en corriente alterna, pero con características de frecuencia modificadas, lo que significa que se convierte en una corriente de alta frecuencia. A continuación, el transformador reduce esta tensión de alta frecuencia a unos 60-70 V, al tiempo que aumenta la corriente. En la siguiente etapa, la corriente vuelve a pasar por el rectificador, donde se transforma de nuevo en corriente continua, y luego se suministra a los terminales de salida del módulo. Todo el proceso de conversión de corriente está supervisado por la unidad de control del microprocesador.

Causas de avería de los inversores

Los sistemas de inversores modernos, en particular los que utilizan módulos IGBT, presentan grandes exigencias para un funcionamiento eficaz. Esto puede atribuirse al hecho de que estos módulos internos generan cantidades significativas de calor durante el funcionamiento. Aunque se aplican medidas como radiadores y ventiladores para disipar el calor de los componentes de potencia y las placas electrónicas, estas medidas pueden resultar inadecuadas en unidades más asequibles. Por lo tanto, es fundamental seguir con diligencia las directrices indicadas en el manual de instrucciones de la unidad, que incluyen el apagado periódico de la unidad para permitir una refrigeración adecuada.

Esta directriz se conoce comúnmente como "tiempo de encendido" (OT) y se mide en porcentaje. Si no se respeta el OT especificado, los componentes principales de la unidad pueden sobrecalentarse y, en última instancia, averiarse. En caso de que esto ocurra con una unidad nueva, no serán aplicables las reparaciones en garantía.

Sin embargo, lo más habitual es que los inversores sufran averías cuando funcionan a bajas temperaturas. La avería suele deberse a la formación de condensación en la placa de control calefactada, lo que provoca un cortocircuito entre los distintos componentes de este módulo electrónico.

Características de la reparación

Una característica distintiva de los inversores es la inclusión de una tarjeta de control electrónico, por lo que es esencial que sólo un experto cualificado pueda diagnosticar y rectificar cualquier avería en este componente. Además, otras piezas del circuito eléctrico, como puentes de diodos, bloques de transistores, transformadores, etc., pueden fallar. Para realizar diagnósticos de forma independiente, es necesario poseer los conocimientos y habilidades necesarios para trabajar con instrumentos de medición como un osciloscopio y un multímetro.

Teniendo en cuenta los puntos anteriores, es evidente que no se recomienda intentar reparar el dispositivo, en particular sus componentes electrónicos, sin las habilidades y conocimientos necesarios. De lo contrario, toda la unidad podría quedar inutilizada y el coste de reparación del inversor de soldadura podría ascender a la mitad del precio de uno nuevo.

Los principales fallos de la unidad y su diagnóstico

Como se ha mencionado anteriormente, los inversores pueden fallar debido a la influencia de factores externos en los componentes cruciales del dispositivo. Además, los problemas con los inversores de soldadura pueden surgir por un uso inadecuado o por errores en los ajustes del equipo. Las averías o interrupciones más frecuentes en el funcionamiento de los inversores son las siguientes.

Es frecuente que esta avería sea consecuencia de un defecto en el cable principal del aparato. Por lo tanto, el paso inicial sería retirar la cubierta de la unidad y examinar cada uno de los hilos del cable con un comprobador. Sin embargo, si el cable parece estar en buen estado, será necesario realizar una evaluación más exhaustiva del variador. El problema puede deberse a la fuente de alimentación de reserva de la unidad. Puede encontrar una demostración de cómo reparar el "standby" función en el inversor Resanta en el siguiente vídeo.

Inestabilidad del arco de soldadura o salpicaduras de metal

Este problema puede producirse si la intensidad de corriente para un diámetro de electrodo específico está mal ajustada.

Sugerencia: Si la corriente recomendada no se incluye en el paquete del electrodo, se puede determinar utilizando la siguiente fórmula: por cada milímetro del electrodo, la corriente de soldadura debe estar entre 20-40 A.

También es importante tener en cuenta la velocidad de soldadura. Cuanto menor sea la velocidad, menor será el valor de amperaje que debe ajustarse en el panel de control de la máquina. Además, se puede utilizar la tabla siguiente para ajustar la corriente al diámetro del aditivo.

La corriente de soldadura no está regulada

Si la corriente de soldadura no se controla, podría deberse a un mal funcionamiento del regulador o a conexiones de cables dañadas. Para solucionar el problema, deberá retirar la cubierta de la unidad e inspeccionar las conexiones de los cables, asegurándose de que estén bien sujetas. Además, es posible que desee probar el regulador utilizando un multímetro. Si todas las conexiones están bien y el regulador funciona correctamente, el problema puede estar en un cortocircuito en la reactancia o en un transformador secundario defectuoso. Para determinar la causa, utilice un multímetro para comprobar estos componentes. Si se detecta un fallo, deberá sustituir las piezas dañadas o solicitar la asistencia de un profesional para el rebobinado.

El uso excesivo de energía, incluso cuando el aparato está en reposo, suele provocar un cortocircuito fortuito en uno de los transformadores. Repararlos por su cuenta no es factible en tales situaciones. Debe llevar el transformador a un profesional para que lo rebobine.

El electrodo está pegado al metal

Si se produce una disminución de la tensión en la red, el electrodo puede adherirse a las piezas que se están soldando. Para evitar esto, es importante seleccionar y ajustar correctamente el modo de soldadura según las instrucciones de la máquina. Otra posible causa de la caída de tensión es el uso de un cable alargador con una sección de cable pequeña (menos de 2 mm).5 mm²).

En algunos casos, el electrodo puede atascarse si se utiliza una regleta demasiado larga. Para solucionar este problema, se recomienda conectar el inversor a un generador.

Se enciende la luz de sobrecalentamiento

Si la luz indicadora está encendida, significa que los módulos principales de la unidad se están sobrecalentando. Además, la unidad puede apagarse inesperadamente, lo que indica que se ha activado la protección térmica. Para evitar que se produzcan estas interrupciones en el futuro, es importante respetar el tiempo de funcionamiento (OT) correcto. Por ejemplo, si el SP está ajustado al 70%, la unidad debe funcionar de la siguiente manera: hacer funcionar la unidad durante 7 minutos y luego dejar que se enfríe durante 3 minutos.

En realidad, existen numerosos fallos posibles y razones que pueden causarlos, y es difícil enumerarlos todos. Por lo tanto, es aconsejable comprender inmediatamente el algoritmo de diagnóstico utilizado para identificar fallos en el inversor de soldadura. Puedes aprender a diagnosticar el dispositivo viendo el vídeo tutorial que te ofrecemos a continuación.