Todas las fuentes de alimentación de soldadura transforman la potencia de entrada de relativamente alta tensión y baja corriente en una salida de soldadura de baja tensión y alta corriente mediante un transformador. En el pasado, el transformador funcionaba directamente a partir de la corriente alterna (CA) entrante de 50 ó 60 hercios. A estas frecuencias, se genera mucho calor en el transformador, por lo que debe ser relativamente grande y pesado. Además, si se utilizan 60 Hz, las señales de control se limitan a emitirse a no más de 120 por segundo.
Los inversores se introdujeron en las fuentes de alimentación de soldadura primero para generar corriente continua (DC) y más tarde para generar AC. En estas fuentes de alimentación, la corriente alterna entrante de 50 ó 60 Hz se rectifica primero a CC y se filtra, y luego se introduce en la sección del inversor de la fuente de alimentación, donde los controles de estado sólido la conectan y desconectan a frecuencias de hasta 20.000 Hz, convirtiéndola efectivamente en CA de alta frecuencia.
Corriente de alta tensión
Esta corriente alterna pulsada de alta tensión y alta frecuencia se transmite al transformador de potencia principal, donde se transforma en corriente alterna de baja tensión y 20.000 Hz adecuada para la soldadura. Por último, se somete a un circuito de filtrado y rectificación para obtener una corriente de soldadura continua. La salida se controla mediante controles de estado sólido que modulan la velocidad de conmutación de los transistores de conmutación.
Como el transformador de potencia funciona a 20 kilohercios, es mucho más eficiente que uno que funciona a 60 Hz. Esto significa que el transformador puede ser mucho más pequeño y ligero, por lo que la propia fuente de alimentación puede ser ligera. Las fuentes de alimentación para soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) basadas en un inversor para soldar suelen pesar entre 30 y 50 libras. Con algunas de estas fuentes de alimentación, el consumo de corriente a 205 amperios es de 29 amperios con una alimentación monofásica de 230 V. Aunque a menudo se exagera el ahorro de costos resultante de una fuente de alimentación con inversor, el ahorro anual de la fuente de alimentación suele ser del 10% del precio de compra de la misma.
Las fuentes de alimentación con inversor también “cortan” la corriente alterna entrante muy finamente, lo que da como resultado una corriente continua constante sin la típica ondulación de 60 Hz y un arco de soldadura estable.
Soldadura con inversores
Las primeras fuentes de alimentación GTAW suministraban una salida de CA de onda sinusoidal simple con cantidades iguales de positivo y negativo de electrodo generadas. Sin embargo, esa cantidad de positivo del electrodo era innecesaria para una limpieza adecuada. Las fuentes de alimentación posteriores permitían variar la proporción de negativo de electrodo y positivo de electrodo, normalmente con un 65% de negativo de electrodo y un 35% de positivo de electrodo.
Las fuentes de alimentación con inversor proporcionan una limpieza adecuada del arco con tan sólo un 15% de positivo de electrodo. La reducción de la cantidad de positivo del electrodo ayuda a aumentar la penetración de la soldadura y a disminuir la cantidad de calor que entra en el electrodo de tungsteno. Esto permite utilizar electrodos puntiagudos de menor diámetro, que concentran y estrechan la soldadura.
Los electrodos de tungsteno puro o zirconio con punta roma se recomiendan normalmente para la soldadura en corriente alterna con fuentes de alimentación convencionales. La situación cambia cuando se utilizan inversores. La mayoría de los inversores están optimizados para encender el arco y soldar mejor utilizando electos de tungsteno toriado afilado al 2%. Muchos usuarios también informan de buenos resultados utilizando electrodos de tungsteno ceriado o lantanado afilados.
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