Electrodos de Soldadura

Electrodo de acero suave de *ESAB

 *Fabricante mundial de consumibles de soldadura.

Recomendamos el Electrodo ESAB OK 46.30

El electrodo ESAB OK 46.30 es un electrodo revestido de tipo rutilo universal, muy poco sensible a la presencia de óxidos y otras impurezas superficiales. Produce cordones suaves en todas las posiciones, incluso en vertical descendente. La cascarilla es fácil de eliminar. El OK 46.30 permite un fácil reencendido adecuado para la soldadura por puntos.

El propósito general de electrodo rutilo para placas delgadas y medianas gruesas.

• Min AC OCV: 50

• Polaridad: AC, DC + -

• Aleación Tipo: manganeso de carbono

• Tipo de Revestimiento: Rutilo

Un electrodo es un conductor eléctrico utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en una lámpara de neón), etc. La palabra fue acuñada por el científico Michael Faraday y procede de las voces griegas elektron, que significa ámbar y de la que proviene la palabra electricidad; y hodos, que significa camino.

En la soldadura por arco se emplea un electrodo como polo del circuito y en su extremo se genera el arco eléctrico. En algunos casos, también sirve como material fundente. El electrodo o varilla metálica suele ir recubierta por una combinación de materiales diferentes según el empleo del mismo. Las funciones de los recubrimientos pueden ser: eléctrica para conseguir una buena ionización, física para facilitar una buena formación del cordón de soldadura y metalúrgica para conseguir propiedades contra la oxidación y otras características.

El objetivo fundamental en cualquier operación de soldadura es el de conseguir una junta con la misma característica del metal base. Este resultado sólo puede obtenerse si el baño de fusión está completamente aislado de la atmósfera durante toda la operación de soldeo. De no ser así, tanto el oxígeno como el nitrógeno del aire serán absorbidos por el metal en estado de fusión y la soldadura quedará porosa y frágil.

En este tipo de soldadura se utiliza como medio de protección un chorro de gas que impide la contaminación de la junta. Tanto este como el siguiente proceso de soldeo tienen en común la protección del electrodo por medio de dicho gas.

SOLDADURA POR ARCO

La soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido es la forma más común de soldadura. Se suele utilizar la denominación abreviada SMAW (del inglés Shielded metal arc welding) o MMA (manual metal arc welding).

Mediante una corriente eléctrica (ya sea corriente alterna o corriente continua) se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utilizado, produciendo la fusión de éste y su depósito sobre la unión soldada. Los electrodos suelen ser de acero suave, y están recubiertos con un material fundente que crea una atmósfera protectora que evita la oxidación del metal fundido y favorece la operación de soldeo. El electrodo recubierto utilizado en la soldadura por arco fue inventado por Oscar Kjellberg.

La polaridad de la corriente eléctrica afecta la transferencia de calor a las piezas unidas. Normalmente el polo positivo (+) se conecta al electrodo aunque, para soldar materiales muy delgados, se conecta al electrodo el polo negativo (-) de una fuente de corriente continua.

La posición más favorable para la soldadura es el plano (PA) pero se pueden realizar en cualquier posición.

La intensidad y la tensión adecuada para la operación de soldeo se obtiene mediante un transformador. Por medio de diferentes sistemas aplicados al secundario se pueden obtener diversas tensiones, adecuando la potencia del arco al tamaño de las piezas a soldar. Nuestros equipos de soldadura profesionales permiten realizar pequeños trabajos de bricolaje para los particulares más exigentes.

Normas de seguridad

Al realizar este tipo de trabajos hay que tener en cuenta que las radiaciones que se generan en el arco eléctrico (luminosas, ultravioletas e infrarrojas) puede producir daños irreversibles en la retina si se fija la vista directamente sobre el punto de soldadura, además de quemaduras en la piel.

Para la protección ocular existen pantallas con cristales especiales, denominados cristales inactínicos, que presentan diferentes niveles de retención de las radiaciones nocivas en función del amperaje utilizado, siendo de este modo totalmente segura la actividad. Se clasifican por tonos, siendo los más utilizados los de tono 11 o 12 (120 A), se tintan de tono verde o azul y están clasificados según diferentes normas. Existen caretas automáticas en las que al empezar a soldar automáticamente se activa la protección y cuando se deja se soldar se quita la protección ocular.

Equipos de Soldadura por Hareesha N Gowda Profesor Asistente de Ingeniería Aeronáutica de la Facultad Ingeniería Bangalore Departamento Dayananda Sagar

La soldadura por arco eléctrico se produce para dar calor con el propósito de unir dos superficies.

La unión por fusión de dos o más piezas de metal usando el calor producido a partir de un arco eléctrico.

¿Cómo se forma un arco?

El arco es como una llama de intenso calor que se genera cuando la corriente eléctrica pasa a través de un espacio de aire de alta resistencia.

Es un proceso de soldadura por fusión que utiliza un arco eléctrico para producir el calor necesario para fundir el metal.

El soldador crea un arco eléctrico que funde la base de los metales  y el metal de aporte (consumible) juntos para que todos se funden en una sola pieza sólida de metal

Los electrodos se utilizan en las soldaduras en la construcción de acero, estructuras y en la fabricación industrial.

El proceso se utiliza principalmente para soldar hierro y aceros (incluyendo acero inoxidable), pero de aluminio, níquel y aleaciones de cobre también se pueden soldar con este método.

Una corriente eléctrica, en la forma de corriente alterna actual o directamente desde una fuente de alimentación de soldadura, se utiliza para formar un arco eléctrico entre el electrodo y los metales a unir.

A medida que se coloca la soldadura, el revestimiento de fundente del electrodo se desintegra, que desprendan vapores que sirven como un gas de protección y proporcionando una capa de cascarilla, ambos de los cuales proteger la zona de soldadura de la contaminación atmosférica.

El hilo central conduce la corriente eléctrica al arco y proporciona metal de aporte para la articulación.

El soporte del electrodo es esencialmente una abrazadera de metal con una cáscara exterior aislada eléctricamente para el soldador para sostener con seguridad.

El calor del arco funde el alambre de núcleo y el recubrimiento de flujo en la punta del electrodo en gotitas de metal.

El metal fundido en el baño de soldadura se solidifica en el metal de soldadura mientras que el flujo fundido más ligera flota en la superficie superior y se solidifica como una capa de cascarilla.

Soldadura de arco  también es conocido como "soldadura con electrodo revestido".

• Usar un arco entre un electrodo revestido y una pieza de trabajo.

•  El blindaje se obtiene de la descomposición de la cubierta del electrodo.

•  La presión no se utiliza.

• El metal de aporte se obtiene del electrodo.

Principio de Arco

• Un espacio adecuado se mantiene entre el trabajo y el electrodo.

• La elevada corriente pasa a través del circuito.

• La energía eléctrica es convertida en energía de calor, produciendo una temperatura de 3000 ° C a 4000 ° C.

• Este calor funde los bordes a soldar y se forma baño de fusión.

• En la solidificación se obtiene la unión de soldadura.

Proceso de la Soldadura

El calor intenso en el arco funde la punta del electrodo - gotas diminutas de metales entran en la corriente del arco y se depositan en el metal -.

Como se deposita metal fundido, se forman desechos sobre el grano que sirve como un aislamiento contra los contaminantes del aire durante el enfriamiento.

Después se permite que 'pase' una soldadura del fresco, se elimina la capa de óxido por un martillo cincelador y luego se limpia con un cepillo de alambre.

Debido a la versatilidad del proceso y la sencillez de su equipo y funcionamiento, el blindado de soldadura por arco de metal es uno de los procesos de soldadura más populares del mundo.

Fundamentos de la soldadura por arco

• El arco entre el electrodo y el metal.

• Se calienta el metal hasta el punto de fusión.

• Se retira el electrodo, rompiendo el arco entre el electrodo y el metal.

• Permite que el metal se funda para "congelar" o solidificar.

 Pasos básicos de la soldadura al arco

• Preparar los materiales de base: quitar la pintura y el óxido

• Elija el proceso de soldadura

• Elija el material de relleno adecuado

• Evaluar y cumplir con los requisitos de seguridad

• Utilizar técnicas de soldadura adecuadas y asegúrarse de proteger el charco fundido de los contaminantes del aire

• Inspeccionar la soldadura

Soldadura con Arco Eléctrico

• Un arco eléctrico es generado entre un electrodo y el metal

• El electrodo lleva la corriente eléctrica para formar el arco, produce un gas para controlar la atmósfera y proporciona metal de relleno para el cordón de soldadura

• La corriente eléctrica puede ser AC o DC.

Energía Eléctrica para Soldadura

• Corriente utilizar puede ser - 1. AC - DC 2.

• Para la mayoría de los propósitos, se prefiere DC.

• En lugar de 220 V a 50 A, por ejemplo, la potencia suministrada por el transformador es de alrededor de 17-45 V en corrientes de hasta 600 A.

• Máquinas de Soldadura de Arco DC • DC se realizan hasta el rango de capacidad de 600 amperios.

• 45 a 95 voltios

• DC se puede dar de dos maneras: (a) la polaridad recta (b) Inversión de polaridad La polaridad afectará el tamaño de la soldadura y aplicación.

• Comparación de AC y DC de soldadura por arco de corriente directa (de Generator)

1. Menos eficiencia

2. Consumo de energía más

3. El costo del equipo es más

4. Baja tensión - una operación más segura

5. Conveniente para los metales ferrosos no ferrosos

6. Prefrente para  soldaduras de secciones delgadas

7. El terminal positivo conectado al terminal negativo de trabajo

8. Conectado al electrodo

 Tipos de Electrodos 

 Los electrodos se pueden dividir en tres grupos

1. Electrodos de llenado rápido, de llenado rápido electrodos están diseñados para fundir rápidamente de modo que la velocidad de soldadura se puede maximizar.

2. Electrodos de congelación rápida, relleno de suministro de electrodos de congelación rápida metal que se solidifica rápidamente, haciendo de soldadura en una variedad de posiciones posibles de prevenir el baño de soldadura se desplace significativamente antes de solidificarse.

3. Electrodos intermedios reciben el nombre de "llenar-congelación" o electrodos "rápidos de seguir".

La elección de electrodo depende de 3 factores:

1. El material

2. Posición de soldadura 

3. Las propiedades 

Electrodos de soldadura

La composición del núcleo del electrodo es en general similar y, a veces idéntica a la del material base.  Sin embargo, a pesar de que existe una serie de opciones factibles, una ligera diferencia en la composición de la aleación puede impactar fuertemente las propiedades de la soldadura resultante.

Esto es especialmente cierto de los aceros de aleación tales como los aceros HSLA. Asimismo, los electrodos de las composiciones similares a las de los materiales de base se utilizan a menudo para la soldadura de materiales no ferrosos como aluminio y cobre.

Sin embargo, a veces es deseable usar electrodos con materiales de núcleo significativamente diferentes del material base. Por ejemplo, electrodos de acero inoxidable se utilizan a veces para soldar dos piezas de acero al carbono, y con frecuencia se utilizan para soldar piezas de trabajo de acero inoxidable con piezas de trabajo de acero al carbono.

 Electrodos Revestidos

El electrodo está recubierto en una mezcla de metal llamado flujo, que emana gases ya que se descompone para prevenir la contaminación del metal, desoxidantes que purifica la soldadura, protege de la  impura del metal que produce (cascarillas), mejora la estabilidad del arco y proporciona elementos de alienación que mejora la calidad de la soldadura.

 Electrodo de revestimientos

El electrodo esta constituido por consistir diferentes compuestos, incluyendo rutilo, fluoruro de calcio, celulosa, y polvo de hierro.

Los electrodos de rutilo, recubiertas con 25% -45% de TiO2, se caracterizan por la facilidad de uso y buena apariencia de la soldadura resultante. Sin embargo, crean soldaduras con alto contenido de hidrógeno, fomentando la fragilidad y agrietamiento.

Los electrodos que contienen fluoruro de calcio (CaF2), a veces conocido como electrodos básicos o de bajo hidrógeno, son higroscópicas y deben ser almacenados en un lugar seco. Producen soldaduras fuertes, pero con un grueso y superficial en articulación convexa.

Electrodos recubiertos con celulosa, especialmente cuando se combina con rutilo, proporcionan una penetración de la soldadura profunda, pero debido a su alto contenido de humedad, los procedimientos especiales deben ser utilizados para prevenir el riesgo excesivo de agrietamiento.

Por último, polvo de hierro es un aditivo de revestimiento común, ya que mejora la productividad del electrodo, a veces tanto como duplicar el rendimiento.

Funciones del electrodo (flujo) que cubre.

Proporciona un escudo gaseoso que protege el metal fundido desde el aire.

- De tipo celulosa electrodo (C6H10O5)  proporcionando mezcla gaseosa de H2, CO, H2O y CO2.

Tipo de la piedra caliza electrodo (CaCO3) - bajo en hidrógeno y se utiliza para la soldadura de metales que son susceptibles de agrietamiento por hidrógeno tales como aceros de alta resistencia.

Desoxidación: Proporciona desoxidantes y fundente que desoxidar y limpiar el metal de soldadura.

Los desechos sólidos  también protege el metal de la soldadura de la oxidación.

Una estabilización en el arco.

Proporcionar estabilizadores de arco que son compuestos tales como oxalato de potasio y carbonato de litio.

Se descomponen fácilmente en iones en un arco, que aumentan la conductividad eléctrica.

Proporcionan elementos de aleación (para el control de la composición) y polvo de metal (tasa de deposición de aumento) al baño de fusión.

La corriente para soldadura por arco pueden ser suministrados por la corriente de línea o por un alternador / generador.

- La cantidad de calor está determinada por el flujo de corriente (amperios)

- La facilidad de partida y la dureza del arco se determina por el potencial eléctrico (voltios).

Ajustes actuales de la Soldadura 

Amperaje Voltaje Polaridad alta frecuencia forma de onda actual

Amperaje de salida

La salida máxima de la fuente de alimentación determina el espesor de metal que puede soldarse antes de que se requiere biselado conjunta.

185 a 225 amperios es un tamaño común.

Para una soldadura individual, el amperaje de salida óptima se determina por - espesor del metal - tipo de junta y - tipo de electrodo.

Las 5  corrientes de salida comunes para soldadura por arco

1. *AC (corriente alterna) 2. *DC (corriente continua) 3. ACHF (corriente alterna de alta frecuencia) 4. PC (Pulsada actual) 5. onda cuadrada

1. *Corriente Alterna  El tipo de corriente donde el flujo de electrones cambia de dirección (polaridad) a intervalos regulares.

 Recomendado para electrodos de propósito general y para la posición plana.

2. *Corriente Directa  El tipo de corriente donde el flujo de electrones (polaridad) es en una dirección. Control de la polaridad permite que el soldador para influir en la localización del calor.  Cuando el electrodo es positivo (+) DCRP, será ligeramente más caliente que el metal base.  Cuando el metal base es positiva (+), DCSP, el metal de base será un poco más caliente que el electrodo. • DC se requiere para GMAW • Se utiliza con frecuencia para SMAW

Ampere:  La electricidad que pasa a través de una resistencia produce calor.

 Un espacio de aire es una alta resistencia

 Cuanto mayor es la intensidad de corriente que fluye a través de la resistencia (cámara de aire)  mayor es el calor.

 El electrodo también tiene resistencia.

Un exceso de amperaje para el diámetro del electrodo (densidad de corriente) sobre calienta el electrodo. Un amperaje insuficiente para el diámetro del electrodo hace que el electrodo duro para iniciar.

Corriente constante aumento de la tensión de 20 a 25 voltios (25%) sólo disminuye el amperaje de 113 a 120 Amp (5,8%)

Defectos

Los problemas más comunes de calidad son

 Salpicaduras de soldadura, aunque que no afecta la integridad de la soldadura, daños a sus costos de apariencia y aumenta la limpieza.

Puede ser causada por excesivamente alta corriente, un arco largo, o un golpe de arco, una condición asociada con corriente continua caracterizada por el arco eléctrico ser desviado lejos de la piscina de soldadura por fuerzas magnéticas.

El  golpe de arco también puede causar porosidad en la soldadura, como la contaminación puede conjunta, alta velocidad de soldadura, y un arco de soldadura de largo, especialmente cuando se utilizan electrodos de bajo hidrógeno.

La porosidad, a menudo no es visible sin el uso de métodos avanzados de ensayos no destructivos, es un problema grave, ya que potencialmente puede debilitar la soldadura.

Pobre fusión otro defecto que afecte a la resistencia de la soldadura es pobre de fusión, aunque a menudo es fácilmente visible. Es causada por baja corriente, superficies articulares contaminados, o el uso de un electrodo inadecuado.

Una poco profunda penetración, otro perjuicio para soldar fuerza, pueden ser abordados por la disminución de la velocidad de soldadura, el aumento de la corriente o el uso de un electrodo más pequeño.

Chasquidos: Cualquiera de estos defectos de soldadura-relacionadas en fuerza puede hacer la soldadura propenso a agrietarse, pero otros factores están involucrados también.

Alto contenido de carbono, aleación o azufre contenido en el material de base puede conducir a la rotura, sobre todo si no se emplean electrodos de bajo hidrógeno y precalentamiento.

Además, las piezas de trabajo no deben ser excesivamente restringida, ya que esto introduce tensiones residuales en la soldadura y puede causar el agrietamiento como la soldadura se enfría y se contrae.

Ventajas de la soldadura por arco

1. Equipo de soldadura simple

2. Portátil

3. Fuente de energía barata

4. Equipo Relativamente barato

5. Los soldadores utilizan corriente doméstica estándar.

6. El proceso es rápido y fiable

7. Curva de aprendizaje corta

8. El equipo puede ser utilizado para múltiples funciones

9. El arco eléctrico es de aproximadamente 5000 ° C

10. Se utiliza para el mantenimiento, reparación y construcción.

Desventajas

• No es lo suficientemente limpia para metales reactivos como el aluminio y el titanio.
• La tasa de deposición es limitado porque el recubrimiento del electrodo tiende a sobrecalentarse y se caen.
• La longitud del electrodo es de ~ 35 mm y requiere cambiar más electrodos y baja el índice de la producción global.

Flux-Soldadura de Arco Tubular (FCAW)

• Utiliza un arco entre un electrodo metálico de relleno continuo y una pieza de trabajo

• El blindaje es proporcionado por un fundente contenido dentro del electrodo

• Un blindaje adicional puede ser obtenido a partir de un gas suministrado externamente o de la mezcla de gas.

• Comúnmente utilizado en la construcción, ya que es un proceso de soldadura es rápido y fácil de transportar.

Referencias publicación

• Michael Faraday,  científico físico y químico británico, estudió electromagnetismo y  electroquímica. Sus principales descubrimientos incluyen la inducción electromagnética, diamagnetismo y la electrólisis.  Recogido de su libro "On Electrical Decomposition"  Philosophical Transactions of the Royal Society, 1834

• Hareesha N. Gowda, profesor asistente de Ingeniería Aeronáutica de la Facultad de Ingeniería de Bangalore. Formador y Consultor online.

Esta publicación ha sido posible, gracias a la colaboración de Miguel Ángel Rojo.

Si necesitas asesoramiento personalizado, no dudes en contactar con nosotros a través de cualquiera de nuestros canales de comunicación:  web, redes sociales o personalmente en nuestro horario comercial.

Te ayudaremos a encontrar la mejor la solución para todos tus proyectos y herramientas.