Flexibilidad robusta: por qué la tecnología de inversores actual funciona en obras de construcción

Portátil. Eficiente. Multiproceso. Escabroso. Estos adjetivos son solo algunos de los descriptores precisos de los beneficios que tienen los soldadores con inversor sobre las fuentes de energía tradicionales basadas en transformadores cuando se trata de soldar en el campo. Debido a que las fuentes de energía basadas en inversores son más pequeñas tanto en peso como en tamaño que las unidades tradicionales basadas en transformadores o impulsadas por motor, pueden ser ideales para su uso en aplicaciones de construcción, solo por razones prácticas.

Los inversores han tenido un papel en el sitio de construcción durante bastante tiempo. Sin embargo, en el pasado, no todos los inversores podían resistir los entornos hostiles que se encuentran en dichos lugares de trabajo. Si bien las unidades anteriores eran pequeñas, portátiles, eficientes y brindaban una buena respuesta al arco, la confiabilidad no era la misma que la de los transformadores tradicionales o los caballos de batalla accionados por motor. Los contratistas solían tener que elegir entre conveniencia y tamaño pequeño o robustez. Ese ya no es el caso.

Las cuidadosas e innovadoras elecciones de diseño han hecho que estas fuentes de energía portátiles, de alto amperaje y multiproceso sean más robustas e ideales para su uso en entornos de campo extremos. Estos cambios han ayudado a reducir la incidencia de tiempo perdido en un lugar de trabajo. La conveniencia es una cuestión de rutina cuando se trata de soldadores con inversor, algo que es una ventaja en el campo.

por Bruce Chantry y Matthew Albright
The Lincoln Electric Company

Diseño robusto,
Operación robusta

Algunos de los inversores actuales están diseñados para aplicaciones de construcción desde cero, teniendo en cuenta tanto al operador como a los entornos potencialmente hostiles.

Primero, considere el efecto de las altas temperaturas externas en el rendimiento general de los equipos de soldadura en el Medio Oriente o el sur de Estados Unidos durante el verano.

El estándar NEMA para las pruebas del ciclo de trabajo de las máquinas de soldar implica hacer funcionar una fuente de energía continuamente a un amperaje específico, a una temperatura de 40 ° C (104 ° F) durante 10 minutos. Una máquina de 250 amperios que afirma un ciclo de trabajo del 100 por ciento, por ejemplo, debería poder funcionar a 250 amperios durante 10 minutos completos y mantener el amperaje completo sin una reducción en la salida o, peor aún, sobrecalentarse y apagarse por completo.

La temperatura juega un papel importante en la obra de construcción. Si está colocando una plataforma en un proyecto de construcción a una temperatura ambiente de 80 a 85 ° F, la temperatura de ese acero será más alta que eso.

Es seguro asumir que la temperatura del acero en el que se encuentra la fuente de poder de soldadura puede ser muy superior a 104 ° F, al igual que el aire que la unidad está aspirando para enfriarse.

En el pasado, los contratistas simplemente compraban máquinas de mayor amperaje de lo que necesitaban para asegurarse de que sus soldadores no se apagaran en lugares de trabajo de alta temperatura, como los mencionados anteriormente. Hoy en día, las clasificaciones, como las clasificaciones de Lincoln Electric Desert Duty ™, proporcionan clasificaciones para salidas de soldadura en operación a temperaturas extremas de hasta 55 ° C con un ciclo de trabajo del 100 por ciento. Dichas calificaciones ayudan a los contratistas a dimensionar con mayor precisión sus máquinas para sus necesidades y les ayudan a ahorrar en el precio de compra, en comparación con comprar en exceso con una máquina más grande para resistir el calor.

Otra calificación clave también entra en juego cuando se habla del diseño moderno de inversores. La clasificación IP23 cubre la carcasa del inversor y se refiere a su robustez frente a daños en la superficie y el agua. Por ejemplo, para lograr esta clasificación, un inversor se somete a una ducha de lluvia que dirige el agua a 60 grados de la vertical mientras su ventilador está funcionando. Mientras la máquina todavía está húmeda, debe resistir una prueba dieléctrica de alto voltaje y una prueba de resistencia de aislamiento.

Los inversores también se someten a pruebas de sal, humedad, caídas, sacudidas, impactos, vibraciones y otras pruebas repetidas de vida útil y confiabilidad para confirmar un rendimiento sólido y durabilidad en entornos de campo hostiles.

En el interior, algunas máquinas en el mercado ahora, como las que ofrece Lincoln Electric, cuentan con placas de PC resistentes y de alta resistencia que utilizan tecnología de montaje en superficie y cuentan con componentes encapsulados en resina epoxi y bandejas protectoras que mantienen a raya el polvo y la humedad. . Algunos fabricantes también se enfocan en montar sus tarjetas de PC verticalmente, en lugar de horizontalmente. La orientación vertical mantiene al mínimo la acumulación de polvo y partículas corrosivas. Como resultado, se reducen las tasas de falla de la placa.

Las conexiones internas son otro punto común de fallas en cualquier fuente de poder de soldadura, ya que los pines y otros conectores pueden corroerse o arruinarse por otros contaminantes. La última generación de inversores Lincoln Electric cuenta con una bota Molex® especial pendiente de patente que tira de los pasadores y se auto-sellan para una protección duradera.

Además, en lugar de un ventilador que funciona continuamente para mantener frías las máquinas, algunas unidades, como las soldadoras multiproceso Flextec ™ de Lincoln Electric, tienen una función Fan-As-Needed ™ que reduce el consumo de energía, la entrada de suciedad y los ciclos térmicos dañinos. Otras características duraderas que se encuentran en algunas máquinas incluyen patas de goma que absorben los impactos y manijas resistentes colocadas para ayudar a proteger los controles de golpes dañinos.

Más allá de las características de diseño de protección, los inversores más nuevos del mercado también se han vuelto más modulares y fáciles de usar. Por ejemplo, normalmente dentro del grupo de productos de un solo fabricante, la apariencia coincide en toda la línea. Los usuarios no tienen que volver a aprender qué interruptores controlan qué función. Todo está en el mismo lugar en cada máquina. Los operadores pueden caminar hasta una amplia gama de modelos y saber cómo usar cada uno.

Rendimiento multiproceso confiable
Históricamente, los contratistas eran reacios a realizar ranurado por arco de carbono con inversores porque es un proceso duro y exigente que puede resultar complicado en los diseños de inversores anteriores. Para ser considerados un reemplazo adecuado para los soldadores accionados por transformadores o motores, los ingenieros se dieron cuenta de que estas máquinas debían ser capaces no solo de realizar soldaduras con núcleo de fundente, varilla, TIG y MIG de alto y bajo amperaje, sino también ranurado por arco y posiblemente incluso CV arco sumergido en algunos modelos, con total confianza.

Los sitios de construcción necesitaban una fuente de energía portátil y confiable que pudiera servir como un caballo de batalla multiproceso para todas las necesidades de soldadura en cualquier entorno. Los inversores re-imaginados de hoy ofrecen una respuesta de arco más rápida, una acción de arco más suave y una apariencia de cordón más consistente.

La última tecnología de inversor ofrece un rendimiento de soldadura superior en una amplia gama de salidas y supera a la tecnología tradicional. Ahora, también funcionan bien en ranurado, sin el gran tamaño físico de los soldadores con transformador o motor. Algunas de las máquinas más nuevas, clasificadas en 650 amperios con un ciclo de trabajo del 100 por ciento con un rango de 10 a 815 amperios, pesan solo 165 libras frente a más de 700 libras para una sola fuente de energía tradicional de amperaje similar. Los nuevos inversores también tienen una huella mucho más pequeña.

Además, los inversores actuales cuentan con protección avanzada de voltaje de entrada, una necesidad para el uso de alto rendimiento en sitios de trabajo donde la energía suministrada a las máquinas no siempre es necesariamente robusta o confiable, sino que puede ser más errática. Lincoln Electric trabajó con algunos grandes clientes finales para desarrollar la última tecnología de inversores para que sea capaz de sobrevivir a picos de entrada de hasta 1000 voltios en el trabajo, y sus máquinas han sobrevivido y continuado funcionando.

Capacidades de monitoreo
Los últimos inversores no solo ofrecen características de diseño dirigidas al mercado de la construcción, sino que también brindan capacidades de recopilación de datos a través de herramientas especiales de adquisición de datos de soldadura, que anteriormente solo eran factibles para su uso en entornos de fábrica. La mayor disponibilidad de la tecnología móvil ha hecho factible el seguimiento en el sitio de construcción, lo que permite tanto el seguimiento del rendimiento de la soldadura en el sitio como la revisión posterior al proyecto en la oficina.

Las soluciones tradicionales de soldadura de campo, por la naturaleza de su diseño simple, anteriormente no podían utilizar herramientas de software para almacenar y recuperar procedimientos. No tienen memorias de procedimientos y carecen de una forma confiable de bloquear a los operadores para que no puedan manipular los procedimientos. Sin embargo, los nuevos y robustos módulos adicionales, como Arc Tracker ™ de Lincoln Electric, ahora permiten el monitoreo de los parámetros de soldadura, proporcionando verificación de PQR con una simple conexión plug-and-play con cualquier fuente de poder de soldadura de CC y el uso de cables de detección de voltaje.

Estas unidades brindan acceso inmediato a una amplia gama de información de monitoreo de datos con respecto al arco de soldadura, lo que ayuda a los contratistas a entregar y verificar el cumplimiento de los procedimientos, incluida la verificación de entrada de calor y True Energy ™, especialmente para aquellas aplicaciones que requieren registros de entrada de calor. Estas unidades cuentan con controles digitales avanzados para muestrear los parámetros del arco de soldadura a velocidades extremadamente altas para brindar estadísticas confiables.

Casa de máquinas del sitio de construcción
En resumen, si bien las fuentes de energía basadas en inversores han estado en el espacio de la construcción durante años, históricamente se han asociado con un rendimiento y confiabilidad menos resistentes que sus contrapartes más grandes impulsadas por motor. Además, en el pasado, los contratistas tenían que pagar un sobreprecio para comprar ese equipo más pequeño y liviano para sus proyectos.

Ese ya no es el caso, gracias a la ingeniería en curso en el mercado de las soldadoras basadas en inversores. Los inversores de hoy en día combinan los beneficios tradicionales de menos peso y un espacio más pequeño con un alto rendimiento y capacidades multiproceso más robustas, combinando un alto rendimiento en un diseño resistente que resiste entornos hostiles, y a un costo que coincide con equipos convencionales similares.

En pocas palabras, los soldadores con inversor de hoy ofrecen distintas ventajas sobre las fuentes de energía eléctricas convencionales o impulsadas por motor más grandes y deberían ser una herramienta estándar en el arsenal de equipos en cualquier sitio de construcción.

Acumulando los beneficios
Los equipos de soldadura del Centro de Convenciones y Centro Médico de Cleveland descubrieron rápidamente que la eficiencia reina en múltiplos cuando usaban fuentes de energía de inversor en racks mientras soldaban en uno de los proyectos de construcción nuevos más importantes del centro de Cleveland.

La instalación de Medical Mart de cuatro pisos y 1 millón de pies cuadrados albergará aproximadamente 50 salas de exhibición permanentes para empresas que venden diferentes productos en la industria médica, incluidos dispositivos médicos, TI para la atención médica, proveedores de atención médica, educación sanitaria y más. El proyecto también incluye un centro de convenciones de 767,000 pies cuadrados con 230,000 pies cuadrados de espacio en la sala de exposiciones, 35 salas de reuniones y un gran salón de baile con vista al lago Erie.

Se espera que transforme el centro de Cleveland cuando se inaugure en el otoño de 2013, el complejo de $ 465 millones usó 11,700 toneladas de acero. No es de extrañar que la soldadura haya jugado un papel importante en el trabajo. Los equipos de soldadura utilizaron 12 inversores Lincoln Electric Flextec ™ 450 en el sitio, configurados en bastidores de 4 paquetes en varias áreas dentro del sitio de trabajo.

Los sistemas de bastidor permiten conectar varias fuentes de alimentación con una sola caída de alimentación principal. Las fuentes de energía vienen instaladas de fábrica en el bastidor y conectadas al panel de distribución de energía principal. Estos sistemas son ideales para agrupar varias fuentes de energía del inversor en un paquete portátil de grado industrial que hace que sea mucho más fácil de transportar o levantar por el sitio. La tecnología moderna de inversores hace un uso más eficiente de la energía entrante. Las cuadrillas pueden ejecutar cuatro operadores con capacidad de soldadura multiproceso en un bastidor de cuatro paquetes mientras usan menos energía de la que se necesitaría para hacer funcionar tres fuentes de energía tradicionales.

Estos bastidores de inversor están construidos con acero tubular cuadrado de gran calibre para garantizar una protección adicional para las unidades de soldadura de inversor, pero mantienen un tamaño y peso total extremadamente compacto. De hecho, cuatro inversores de 650 amperios en un rack pesan solo alrededor de 410 libras más que una sola máquina tradicional comparable sin un rack.

“Varios operadores pueden trabajar en varios puntos diferentes del sitio desde una fuente con un bastidor”, señala B.T. Rambeau, capataz de soldadura de Forest City Erectors. “Tenía cuatro muchachos corriendo todo el tiempo pasando probablemente 200 libras de caña al día. Es una soldadura de norte y sur en las columnas. Con el estante, podría llevar a dos muchachos al norte y dos muchachos al sur. Trabajaríamos constantemente con este sistema y disfrutamos de los inicios rápidos y las ejecuciones nítidas ".