SMAW - parámetros de soldeo

Para asegurar una soldadura de calidad se deben tener en cuenta algunos factores : elección del electrodo adecuado, longitud de arco correcta, intensidad de corriente adecuada, velocidad de avance conveniente y una buena posición del electrodo.

Longitud de arco correcta : es uno de los factores determinantes de la calidad de la soldadura. Si el arco es demasiado largo, metal de aportación pasa del electrodo a la pieza en forma de grandes glóbulos que se depositan de forma irregular. Esto produce un cordón de mal aspecto, muy ancho, con excesivas proyecciones y sin suficiente ligazón entre el material base y el metal aportado. Si, por el contrario, e! arco es demasiado corto, no genera suficiente calor para fundir adecuadamente el metal base. Además el electrodo se pega con frecuencia y el cordón queda muy abultado, desigual y con aguas muy irregulares. Como regia general, la longitud de arco debe tomarse aproximadamente igual a diámetro del electrodo.

Corriente de soldeo adecuada : está relacionada con la velocidad de avance, presentando la influencia contraria a ésta.

Velocidad de avance: cuando la velocidad de soldadura es excesiva, el baño de fusión no permanece líquido el suficiente tiempo para desprenderse de todas las impurezas por lo que éstas quedan aprisionadas en él. Si a velocidad es muy lenta el material se amontona produciendo cordones muy anchos y gruesos.

Posición del electrodo : la posición del electrodo tiene una gran influencia sobre el cordón y es particularmente importante en los cordones en ángulo y en determinadas posiciones de soldeo. La posición del electrodo queda definida por dos ángulos: el ángulo de inclinación longitudinal y el ángulo de inclinación lateral.

7.1. Diámetro del electrodo

En general. se deberá seleccionar el mayor diámetro posible que asegure los requisitos de aporte térmico y que permita su fácil utilización, en función de la posición, el espesor del material y el tipo de unión, que son los parámetros de los que depende la selección del diámetro del electrodo.

Los electrodos de mayor diámetro se seleccionan para el soldeo de materiales de gran espesor y para el soldeo en posición plana.

En el soldeo en posición cornisa, vertical y bajo techo el baño de fusión tiende a caer por efecto de la gravedad, por lo que en estas posiciones convendrá utilizar electrodos de menor diámetro.

Asimismo, en el soldeo con pasadas múltiples, el cordón de raíz conviene efectuarlo con un electrodo de pequeño diámetro, para conseguir el mayor acercamiento posible del arco al fondo de la unión y asegurar una buena penetración. Se utilizarán electrodos de mayor diámetro para acabar la unión.

Por tanto, se deberán emplear:

- Electrodos de poco diámetro en punteados, uniones de piezas de poco espesor, primeras pasadas, soldaduras en posición cornisa, vertical y bajo techo.

- Electrodos de mayores diámetros para: uniones de piezas de espesores medios y gruesos, soldaduras en posición plana y recargues.

7.2. Intensidad de soldeo

Cada electrodo, en función de su diámetro, posee un rango de intensidades en el que puede utilizarse. En ningún caso se debe utilizar intensidades por encima de ese rango ya que se producirían mordeduras, proyecciones e incluso grietas. Cuanto mayor sea la intensidad utilizada mayor será la penetración.

La intensidad a utilizar depende de la posición de soldeo y del tipo de unión.

7.3. Longitud del arco

La longitud del arco a utilizar depende del tipo de electrodo, su diámetro, la posición de soldeo y la intensidad. En general, debe ser igual al diámetro del electrodo, excepto cuando se emplee el electrodo de tipo básico, que deberá ser igual a la mitad de su diámetro.

Es conveniente mantener siempre la misma longitud del arco con objeto de evitar oscilaciones en la tensión e intensidad de la corriente y con ello una penetración desigual. Un arco demasiado largo perderá direccionalidad e intensidad y el gas del revestimiento no es tan eficaz para la protección del arco y del metal de soldadura, por lo que se puede producir porosidad y contaminación del metal.

7.4. Velocidad de desplazamiento

La velocidad de desplazamiento durante el soldeo debe ajustarse de tal forma que el arco adelante ligeramente al baño de fusión. Cuanto mayor es la velocidad de desplazamiento menor es la anchura del cordón, menor es el aporte térmico y más rápidamente se enfriará la soldadura. Si la velocidad es excesiva se producen mordeduras, se dificulta la retirada de la escoria y se favorece el atrapamiento de gases produciéndose poros.

SMAW - manipulación y conservación de los electrodos

El revestimiento del electrodo es muy frágil. Si se emplean electrodos con el revestimiento agrietado, o desprendido, la protección del baño de fusión no será buena y disminuirá la estabilidad del arco. Por tanto se deben transportar y almacenar en recipientes suficientemente resistentes evitando cualquier golpe en su manipulación. No se deben utilizar los electrodos que presenten algún defecto en su revestimiento.

Nunca se deberá transportar un número de electrodos mayor que el que va a ser necesario para una tarea determinada. Los revestimientos de los electrodos son higroscópicos (absorben y retienen la humedad con gran facilidad). Si se utiliza un electrodo húmedo se pueden provocar poros, además de grietas.

Los electrodos básicos que por unas causas u otras hayan permanecido expuestos a la humedad ambiente durante algún tiempo, deber ser sometidos a un proceso de secado en estufa. Para seleccionar la temperatura y el tiempo de secado se deberán seguir las recomendaciones del fabricante.

Cuando se emplean este tipo de electrodos se debe disponer de pequeñas estufas, en lugares cercanos a los de trabajo, en donde se mantengan los electrodos a temperatura de mantenimiento, de la que se vayan sacando en número reducido para su utilización más inmediata.

SMAW - tipos de revestimiento

Se indicarán primero los tipos de revestimiento que se pueden encontrar en los electrodos de acero al carbono, luego los revestimientos más comunes en los aceros aleados y aleaciones no férreas.

5.1. Revestimientos de los electrodos de acero al carbono

El revestimiento se clasifica en función de su composición , que determinará sus cualidades y aplicaciones, designándose como sigue :

- Oxidantes (O)

- Ácidos (A)

- Rutilos (R)

- Básicos (B)

- Celulósicos (C)

En las siguientes líneas se indica la composición, características y aplicaciones de cada tipo de revestimiento.

Electrodos oxidantes (O)

Composición del revestimiento: Óxidos de hierro.

Características de la escoria: Es gruesa, compacta y se desprende con gran facilidad.

Ventajas: El baño de fusión es muy fluido. Cebado muy fácil.

Limitaciones: Escasa penetración. Metal de soldadura de escasa resistencia y resiliencia (baja resistencia al cheque).

Aplicaciones: Realización de uniones de no mucha responsabilidad, para las que se desea mejor apariencia que resistencia, en trabajos de cerrajería y calderería ligera.

Posición: Generalmente limitado a PA, PB, PF y PC.

Electrodos ácidos (A)

Composición del revestimiento: Óxidos de hierro y manganeso.

Características de la escoria: Bastante fluida, de aspecto poroso y abundante.

Ventajas: La velocidad de fusión es bastante elevada, así como la penetración. Se puede utilizar con intensidades elevadas.

Limitaciones: Sólo se puede utilizar con metales base con buena soldabilidad. Contenidos muy bajos de azufre, fósforo y carbono, de lo contrario puede presentarse fisuración en caliente ya que los componentes del revestimiento no son capaces de extraer el azufre y el fósforo como puede hacerlo los revestimientos básicos.

Posición: Especialmente indicados para posición PA, pero pueden utilizarse también en otras posiciones.

Tipo de corriente: cc. y ca.

Electrodos de tipo rutilo (R)

Composición del revestimiento: Rutilo (óxidos de titanio).

Características de la escoria: Es muy densa y viscosa

Ventajas: Fácil cebado y manejo del arco. Fusión del electrodo suave. Cordón de soldadura muy regular y de buen aspecto.

Posición: Todas. Especialmente adecuado para soldar en posición vertical y bajo techo gracias a las características de su escoria.

Aplicaciones: Es el electrodo más comúnmente utilizado.

Tipo de corriente: ca. y cc.

Electrodos básicos (B)

Composición del revestimiento: Carbonato cálcico y otros carbonatos.

Características de la escoria: es densa, no muy abundante, de color pardo oscuro y brillante, se separa fácilmente y asciende con facilidad por lo que se reduce el riesgo de inclusiones de escoria.

Ventajas: Metal de soldadura muy resistente a la fisuración en caliente. Son de bajo contenido en hidrógeno lo que reduce la fisuración en frío.

Limitaciones: Su manejo es algo dificultoso, debiéndose emplear con un arco muy corto y con intensidades poco altas.

Son muy higroscópicos (absorben humedad con gran facilidad), por lo que es necesario mantenerlos en paquetes herméticamente cerrados y conservados perfectamente secos. A veces se deben secar en estufas adecuadas justo antes de su empleo.

Aplicaciones: Soldaduras de responsabilidad. Su gran tenacidad los hace recomendables para soldar grandes espesores y estructuras muy rígidas.

Posición: Todas las posiciones

Tipo de corriente: Corriente continua y polaridad inversa, aunque hay algún tipo de electrodo preparado para ser empleado también con corriente alterna.

Electrodos celulósicos (C)

Composición del revestimiento: Sustancias orgánicas que generan gran cantidad de gases por el calor.

Características de la escoria: La escoria que producen es escasa y se separa con gran facilidad.

Ventajas: Los gases forman una gran envoltura gaseosa e imprimen a las gotas metálicas gran velocidad, por lo que se consigue gran penetración..

Limitaciones: Muchas proyecciones.

Posición: Todas.

Aplicaciones: Para soldeo de tuberías en vertical descendente.

Tipo de corriente: Corriente continua y polaridad directa.

5.2. Revestimiento de los electrodos de aceros aleados y materiales no férreos

Los revestimientos más comunes para los aceros aleados son los de tipo básico o los de tipo rutilo, siendo más frecuentes los primeros.

El revestimiento de los electrodos de aleaciones no férreas suele depender en gran medida de la aleación en cuestión, aunque predominan los revestimientos de tipo básico.

5.3. Electrodos con polvo de hierro en el revestimiento

Se pueden introducir polvos de diferentes metales en el revestimiento para compensar la pérdida de elementos de aleación que se produce durante la fusión del electrodo, o para aportar elementos de aleación y mejorar así las propiedades mecánicas del metal de soldadura.

Uno de los elementos que se agregan al revestimiento de los electrodos de acero es el polvo de hierro , que permite aumentar la cantidad de metal depositado y mejorar el comportamiento del arco.

Ventajas:

- El arco es más estable.

- Se requiere menor destreza para utilizarlo correctamente, ya que el crisol formado en el extremo del electrodo es mayor y puede arrastrarse a lo largo de la superficie de la pieza manteniéndose el arco de soldeo.

- Aumenta la cantidad de metal depositado para un determinado diámetro del alma, ya que se aporta también el hierro procedente del revestimiento. Así aumenta la tasa de deposición y la velocidad de soldeo.

Limitaciones:

- Solo se pueden emplear en posición plana.

El rendimiento gravimétrico de un electrodo es la relación entre el metal depositado durante el soldeo y el peso del alma de los electrodos empleados, multiplicado por cien para determinarlo en tanto por cien.