PROCESO POR ARCO ELÉCTRICO

Presentación del tema: "PROCESO POR ARCO ELÉCTRICO"— Transcripción de la presentación:

1 PROCESO POR ARCO ELÉCTRICO
Lección 1: Generalidades Leccion 2: Electrodo revestido Leccion 3: Selección del consumible Lección 1 Generalidades Proceso S.M.A.W. (Shielded Metal Arc Welding) El proceso SMAW o también conocida por SMER (Soldadura Manual por Electrodo Revestido) emplea el paso de un arco eléctrico a través de un electrodo metálico y el material a soldar. Este arco eléctrico produce el calor necesario para fundir el material base y al aporte originándose la mezcla de ambos en estado liquido que al solidificarse formarán el cordón de soldadura. Como todos los metales al calentarse es más fácil que se oxiden por lo cual a este electrodo se le coloca un revestimiento químico el cual dará propiedades específicas a la soldadura y formará una nube protectora contra el medio ambiente. al solidificarse el fundente este protegerá al metal sólido de enfriamientos bruscos, así como contaminaciones por absorción de gases.

2 Algunas características de la soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido
El factor principal que hace del proceso de soldadura con electrodo revestido un método tan útil es su simplicidad y su bajo costo. Otros procesos, como los procesos semiautomáticos (MIG/MAG) o automáticos (arco sumergido, no tratado en este curso) no han podido desplazar del mercado a la soldadura con electrodo revestido. Todo lo que se necesita un soldador para trabajar con este proceso es una fuente de poder, cables, las pinzas(tierra y porta electrodo) y electrodos; además de los elementos de seguridad como careta, casco, delantal y guantes de protección. Las fuentes de poder se consiguen fácilmente, vienen en distintos tamaños y formas, y su costo es relativamente bajo. Se conocen muy bien los factores que intervienen en el diseño de las fuentes de poder que se utilizan en la soldadura con electrodo revestido, y por esa razón es fácil fabricarlas y no se tienen que hacer grandes inversiones en equipo. Por ejemplo, una máquina de soldar individual tipica de corriente alterna (CA) monofásica, diseñada para herreros y para personas que hacen trabajos en su propia casa, tiene un rango de salidas de corriente de 60 a 180 A, ajustables por medio de cinco salidas de 60,110,125, 140 y 180 A, para soldar con electrodos Revestidos 1,6 mm, 2,5 mm, 3,25 mm y 4 mm de diámetro. La misma incluye: cables, pinza de tierra, porta electrodo e interruptor de encendido y apagado, y pesa algo mas de 30 kg. .

3 Normalmente las fuentes de poder son pequeñas, ligeras y portátiles
Normalmente las fuentes de poder son pequeñas, ligeras y portátiles. Pueden abarcar desde un transformador sencillo para soldadura con alterna, hasta un generador impulsado por un motor de combustión interna o un transformador trifásico con rectificadores para soldadura con corriente contínua (CC) Hoy se consiguen en el mercado modernas máquinas de tecnología electrónica (Inverter) muy livianas y muy manuables VER foto de máquina Caddy de 9 Kgrs de peso y de 380 X 275 X 270 mm de dimensiones En otros casos, como en grandes industrias, se disponen equipos centrales de soldadura y una red de distribución de la corriente de soldadura; lográndose una reducción de la potencia instalada en relación con el uso de equipos autónomos individuales, por efecto del bajo factor de simultaneidad resultante. Sin embargo, resulta difícil mantener constante la corriente en cada punto de soldadura, sin influencia de la acción de los restantes centros. Todos los equipos para soldadura manual tienen una característica tensión-corriente con una gran pendiente negativa, de manera que al cambiar la tensión de arco "Va" por efecto de las variaciones en la longitud del mismo (debidas a las imperfecciones del trabajo manual y a las irregularidades del arco), no se modifique apreciablemente la corriente de soldadura "Ia" (característica de corriente constante) para no alterar la deposición del material del electrodo.

4 Además hay que tener en cuenta que en el momento de encender el arco, tocando el trabajo con
el electrodo (Va=0), la corriente de cortocircuito resultante debe permanecer limitada, normalmente a 1,2 veces la corriente nominal, para no dar origen a perforaciones o defectos cada vez que se inicia el arco. Otro factor a considerar es la tensión en vacío, que debe ser superior a la del arco para facilitar el encendido. El ajuste de la corriente de soldadura en función del tipo de electrodo y el trabajo a efectuar, puede hacerse por medio de transformadores con múltiples derivaciones intermedias, o para trabajos de mayor calidad, mediante distintos dispositivos de salida continuamente variable, como desplazamiento de bobinas del transformador, tiristores, reóstatos, impedancias variables por desplazamiento del núcleo, derivador magnético o por saturación del núcleo con CC, etcétera. En los casos de convertidores rotativos, se emplean generadores compuestos diferenciales. El proceso de soldadura con electrodo revestido es el más conocido y probablemente el más utilizado de los procesos de soldadura con arco, y es a la vez versátil y flexible. El soldador puede trabajar lejos de la fuente de poder y además no hay necesidad de utilizar gases comprimidos como protección. El procedimiento es excelente para diferentes trabajos de reparación, fabricación y construcción. Gran parte del trabajo de soldadura con arco que se realiza en forma rutinaria se efectúa con el proceso de soldadura con electrodo revestido. Se llama soldadura de corriente continua directa cuando el polo negativo se conecta a la pinza porta electrodo y el polo positivo a la pinza de masa.

5 Con este proceso se puede soldar metal de casi cualquier espesor y se pueden hacer uniones con la
configuración que sea. Hay electrodos que se pueden usar con los aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables, aceros de alta aleación, resistentes a la corrosión, y aun aceros templados, hierro colado y maleable. A pesar de que no se utilizan tanto, también hay electrodos para soldar cobre, níquel y otras aleaciones. También se efectúa algo de trabajo de soldadura de piezas gruesas de aluminio, pero en cantidades muy pequeñas. Sin embargo, el procedimiento de soldadura con electrodo revestido no se presta para su utilización con equipos automáticos o semiautomáticos; su aplicación es esencialmente manual. La longitud de los electrodos es relativamente corta, por lo que bastan unos cuantos minutos para consumir un electrodo. Debido a que el electrodo se agota en muy poco tiempo, el soldador tiene que interrumpir el trabajo a intervalos regulares para cambiarlo, y además debe picar y limpiar el punto de inicio antes de empezar a usar electrodo nuevo. Normalmente, el arco funciona menos de la mitad del tiempo total. Sin embargo, aun con todo este tiempo muerto y de preparación, un soldador eficiente puede ser muy productivo. Al soldar, los gases provenientes del metal caliente y del revestimiento ejercen un efecto de chorro sobre el núcleo de metal fundido. Los gases empujan el metal fundido del electrodo hacia fuera, en dirección de la pieza de trabajo. El chorro no es completamente uniforme por lo que es posible que los gases se formen más rápidamente de un lado que del otro. Por lo tanto, los efectos del chorro actúan sobre el metal en direcciones diferentes. Es este carácter aleatorio de la transferencia lo que hace que el cordón sea ancho y que se produzcan salpicaduras. Sin embargo, si se mantiene el electrodo cerca de la pieza y si además se desliza sobre ella, el chorro de la punta sirve para dirigir las fuerzas del arco. Éste llegará a penetrar mejor y la transferencia de metal será más uniforme.

6 Electrodo Núcleo Recubrimiento Gas protector Arco eléctrico Metal base
Puesto que el revestimiento del electrodo aísla eléctricamente la varilla metálica del núcleo, no hay peligro de hacer un cortocircuito contra otras partes metálicas cercanas.

7 TRANSFERENCIA DE METAL, CARACTERISTICA DEL ARCO Y APARIENCIA DEL CORDON
Con algunos electrodos se obtienen mejores resultados cuando se mantienen alejados del objeto a soldar, que cuando se aplica la técnica de arrastre. Hay que tratar de que la distancia entre la punta del electrodo y el objeto sea siempre la misma, es la manera de mantener el voltaje constante. La soldadura presenta un mejor aspecto cuando se avanza a una velocidad constante y se mantiene un arco de longitud uniforme. Cada vez que se hace una pausa en algún sitio, el cordón se hace más ancho. Cuando el metal depositado se solidifica, se notan con claridad los lugares en que varió la velocidad de avance. La transferencia de metal da como resultado un cordón bien formado cuando la velocidad de avance es constante. VER DIBUJO DE METAL BASE Y APORTE La energía del arco y la transferencia de metal varían con la dirección del flujo de la corriente. Cuando se utilice corriente continua, hay que asegurarse de que la polaridad sea la correcta. Es necesario utilizar el tipo de corriente correcto, es decir, no hay que usar corriente continua en lugar de corriente alterna, o viceversa. Los electrodos están diseñados para trabajar con una determinada cantidad de corriente y polaridad. Si se emplea la corriente equivocada, el arco puede resultar inestable e imposible de manejar. El que las salpicaduras aumenten es un síntoma de que la polaridad no es correcta. Otros síntomas son las variaciones en la forma que se espera que tenga el arco, una penetración insuficiente, demasiada turbulencia del chorro y una cantidad considerable de salpicaduras. Puede llegar a ser imposible encender el arco. Cuando se observe que algo raro sucede con éste o con la transferencia de metal, hay que revisar las conexiones de la fuente de poder.

8 La transferencia de metal y la fuerza del arco se controlan con la longitud de éste y con la corriente circulante. Cuando hay poca corriente, el arco pierde fuerza y disminuye la penetración. El cordón se adelgaza y el metal se empieza a acumular. También puede suceder que el electrodo se pegue a la pieza de trabajo. Cuando hay demasiada corriente, el arco tiene mucha fuerza; penetra demasiado en el objeto y produce demasiada salpicadura. Un exceso de corriente produce adelgazamientos a lo largo de la orilla de la soldadura y puede llegar a perforar el objeto. Cuando el arco es demasiado corto, excava en el objeto. Un arco corto puede hacer que la transferencia de metal sea despareja y que las ondulaciones del cordón sean grandes. Hay una tendencia a que se formen agujeros de escoria y porosidad. Si el arco es largo, las fuerzas de penetración disminuyen. Puede ser que el arco se aparte de su trayectoria normal y que los bordes del cordón resulten irregulares y desparejos. VER DIBUJO DEL ARCO POSICIÓN DEL ELECTRODO El ángulo que forma el electrodo con la pieza también afecta la transferencia de metal, pues este ángulo dirige la fuerza del arco. Al acercar el ángulo hacia la vertical, aumenta la penetración. A medida que se disminuye el ángulo, se reduce la penetración. Cuando se inclina el electrodo hacia la izquierda o hacia la derecha, que es lo que se conoce como ángulo de trabajo, el cordón se desplaza del centro. Hay que manejar el electrodo como si de su punta emergiera un chorro imaginario de aire. El aire puede empujar el metal fundido, en cualquier punto que se dirija el electrodo. VER DIBUJO DE POSICIÓN DEL ELECTRODO

9 Lección 2 Electrodo Revestido
Hay que tener cuidado al seleccionar los electrodos, pues resulta importante que su composición sea adecuada al metal que se desea soldar. Si el electrodo y el metal depositado no son compatibles, es muy probable que la soldadura obtenida no sea buena. No es posible esperar que una soldadura soporte la carga para la que se diseñó si no se realiza con el electrodo correcto. Un electrodo inadecuado da origen a porosidad, poca resistencia a la corrosión, soldaduras débiles y otros defectos. Función El electrodo revestido en el proceso de arco metálico protegido tiene cuatro funciones básicas Establecer el arco eléctrico con el metal base. Dirigir y controlar el arco eléctrico según lo requieran las piezas por soldar Proporcionar el metal de aporte Proteger el cordón de soldadura Constitución Se pueden distinguir tres partes en el electrodo revestido: núcleo, revestimiento e identificación

10 1.- Núcleo del electrodo El núcleo del electrodo está constituido por un alambre metálico que conduce La corriente eléctrica y permite establecer el arco eléctrico. El intenso calor del arco hace que se funda progresivamente la punta del alambre y que en forma de pequeñas gotas se deposite en el cordón de soldadura, proporcionando así el material de aporte. El metal del núcleo depende del tipo de metal base que se requiere soldar. Si es acero generalmente se usará acero y si es aluminio el núcleo será aluminio. El calibre de diámetro del electrodo se mide en el núcleo y al mismo tiempo determina la intensidad de corriente en amperes en promedio que deben utilizarse. En cuanto a la longitud de los electrodos la medida más usual es la de 356mm (14") existiendo además electrodos de 229 mm (9") y de 457mm ( 10 "). Fabricación de la varilla. La materia prima el alambrón de 6 a 8 mm de diámetro, que la siderurgia suministra en rollos o bobinas, de aproximadamente Kg. El fabricante comprueba la composición a partir del análisis químico de un despunte de la bobina y posteriormente ésta pasa a una devanadora protegida por una campana metálica, en donde el alambrón se retuerce y desprende el óxido adherido en el tren de laminado en caliente. A esta etapa se le denomina decapado mecánico. Seguidamente el alambrón pasa a las cajas de trefilado donde tiene lugar una reducción progresiva de diámetro hasta el deseado, utilizando sustancias lubricantes para facilitar la operación y evitar un endurecimiento del alambre, que le haga quebradizo. A continuación se desengrasa o se lava con agua el polvo de jabón adherido a su superficie. Los diámetros del alma son normalmente 1.6, 2, 2.5, 3, 3.25, 4, 5 y 6 mm, siendo los más utilizados los señalados en negrita. Una máquina endereza y corta las varillas.

11 2.- Revestimiento del electrodo
El revestimiento del electrodo cumple diversas funciones al soldar con arco metálico protegido (eléctrica): 1. Estabiliza el arco: facilita el encendido y el mantenimiento constante del arco. 2. Genera una pantalla de gases de protección que evita la contaminación del cordón por el oxígeno y nitrógeno del aire. 3. Proporciona fuentes que eliminan los óxidos de impurezas de material y forman escoria que retarda el enfriamiento brusco del cordón. 4. Determina las condiciones de operación del electrodo. 5. Determina las características del cordón. Fabricación del revestimiento. Para el revestimiento se suelen utilizar hasta cuarenta minerales y sustancias distintas, como arena de zirconio, rutilo, celulosa, caolín, mármol, polvo de hierro, FeSi, FeTi, FeMn, etc. La selección, origen y dosificación de cada componente que va a intervenir en la composición del revestimiento es un secreto celosamente guardado fabricante. Una vez escogido cada componente, se machaca y criba hasta conseguir la granulometría adecuada y se dosifica mediante un programa de computadora, pasando de un sistema de tolvas específicas de cada producto a una tolva central, donde seguidamente se homogenizan mediante vibradores distribuyéndose después la mezcla en tolvas destinadas a producción.

12 Para aglutinar la mezcla seca y darle consistencia se agrega silicato sódico o silicato potásico. Una vez obtenida la mezcla húmeda se vierte en una prensa en donde penetra la varilla por un lado saliendo recubierta en toda su longitud por el lado opuesto. Se comprueba la excentricidad del recubrimiento y se cepillan ambos extremos de la varilla revestida. Uno, para el ajuste de la pinza porta electrodos y el otro, para facilitar el cebado de arco. Se marcan con la identificación del fabricante y el tipo de electrodo según American Welding Society, (AWS). El secado previo se lleva a cabo haciéndolos pasar por un horno de funcionamiento continuo, cuya temperatura se incrementa gradualmente para evitar que se agriete y se desprenda el revestimiento. Para electrodos tipo rutilo normal, el secado previo a una temperatura es de aproximadamente 100 °C es suficiente. Para electrodos básicos, después de este secado previo se pasan a hornos convencionales de aire para darles un secado final a °C, con el fin de que el contenido de H2O a °C según AWS, sea inferior a 0,4%. De esta forma nos aseguramos que el contenido de hidrógeno sea inferior a 10 cc. por cada 100 gr/metal depositado. Posteriormente se empaquetan en cajas de cartón o madera. Aquéllas suelen protegerse de la humedad con plástico termorretráctil. En general, debe seguirse la regla de que los materiales de aporte deben embalarse de tal forma que no sufran deterioros, ni se humedezcan, ni se sequen. El revestimiento del electrodo se consume en el arco con una velocidad lineal menor que el alma metálica del mismo. Como resultado, el recubrimiento queda prolongado sobre el extremo del alma y forma un cráter que sirve para dirigir y concentrar el chorro del arco, disminuyendo sus pérdidas térmicas.

13 Caracteristicas de lso Revestimientos
La parte fundamental del electrodo es el revestimiento el cual es aplicado por extrucción en caliente principalmente en este se encuentran las características de corriente, aleación, transferencia entre otras. Estabiliza las características eléctricas del electrodo por medio de la ionización del gas protector y en algunos casos nos activa el proceso de transferencia, esto sucede principalmente por la disociación del C02, potasio y sodio. Proporciona elementos para limpieza de impurezas, desoxidantes, agentes reductores de grano y formadores de escoria que darán la protección del metal en estado caliente contra la corrosión como en los dos casos anteriores principalmente ocasionadas por el Oxígeno Nitrógeno, asi como evitar tratamientos térmicos. La cantidad de escoria y tipo de esta varía en función del tipo de revestimiento que se este empleando. Enriquece la aleación con elementos que ayudan o mejoran las propiedades del material base en sus propiedades mecánicas y químicas. Es importante indicar que la formulación de un electrodo es característica del tipo de transferencia que se busca realizar, así como el tipo de corriente y polaridad para los cuales fueron fabricados, por ejemplo para los electrodos que manejan corriente alterna y cuya polaridad de corriente está cambiando 50 veces por segundo se requiere de un gas de protección que pueda conservar la ionización al cambio de polaridad, ya que de no ser así se perdería la facilidad de reinición del arco eléctrico. Otra de las características fundamentales de los revestimientos es la adición de óxido de hierro o polvo de hierro en el revestimiento el cual a parte de dar un mayor rendimiento de depósito de aporte (por consecuencia mayor velocidad de avance) proporciona una mayor eficiencia en la energía proporcionada por el arco eléctrico. Algunas personas piensan que lo fundamental del electrodo es la propiedad de depósito y el arrastre del electrodo el cual nos permite una longitud de arco constante, sin embargo debemos de prever que en los electrodos que tienen ausencia de polvo estamos minimizando con el arrastre algunas características de la corriente y la relación de nuestra curva voltaje amperaje

14 Factores a considerar en la seleccion del electrodo.
La cantidad y calidad del revestimiento del electrodo influyen grandemente en la transmisión de calor , escoria, velocidad de depósito, lo cual puede traer consigo la necesidad de aplicar una mayor cantidad de amperaje (solo recomendable para soldaduras de alto relleno y en posición plana). Lección 3 Factores a considerar en la seleccion del electrodo. Los principales factores que inciden en la elección del electrodo son: Propiedades del metal base Composición química del metal base. Posición a soldar. Concentración de hidrógeno. Espesor del metal base y diseño de la junta. Condición de servicio y especificaciones. Eficiencia de producción y condiciones de trabajo. CALIFICACIÓN DE ELECTRODOS. Para la calificación de un electrodo es necesario tomar un estándar de referencia al cual se va a calificar en este caso nos basaremos en la propiedades del electrodo con respecto a la normativa AWS (American WeIding Society). Los estándares de referencia más comunes son: Las especificaciones actuales de la American Welding Society a que obedecen son: Electrodos de al carbono AWS-A.5.1 Electrodos de aceros de baja aleación AWS-A.5.5 Electrodos de aceros inoxidables AWS-A.5.4

15 Se describirá brevemente el contenido de estas especificaciones.
Electrodos de acero al carbono. Estos electrodos se clasifican de acuerdo con los criterios siguientes: Tipo de corriente a utilizar. Tipo de recubrimiento. Posición de soldadura aconsejable. Composición química del metal depositado. Propiedades mecánicas del metal depositado. Electrodos de aceros de baja aleación. Estos electrodos se clasifican de acuerdo con idénticos criterios que los de acero al carbono, e incluyen las clases siguientes: Clase A: Aceros al carbono-molibdeno. Clase B: Aceros al cromo-molibdeno. Clase C: Aceros al níquel. Clase D: Aceros al manganeso-molibdeno. Clase N: Aceros al níquel-molibdeno. Clase G: Aceros de baja aleación, no incluidos en las otras clases. Electrodos de aceros inoxidables. Estos electrodos se clasifican de acuerdo con su composición química, propiedades mecánicas y tipo de corriente e incluyen aceros en los que el cromo excede del 4% y el níquel no supera el 37% de la aleación.

16 5. Características y propiedades de los electrodos más usados
Electrodos celulósicos. Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6010 (Na) y AWS-E-6011 (K). Características específicas. En estos electrodos la celulosa, obtenida a partir de la pulpa de la madera, es el componente principal. Esta sustancia orgánica se descompone por el calor desarrollado en el arco, proporcionando un gas protector que aísla y protege de la oxidación al Mn y al resto de los componentes. Las reacciones de reducción se desarrollan en una atmósfera de hidrógeno que cubre el metal fundido. Escoria. Es poco voluminosa ya que, recordemos, la protección del baño es esencialmente de tipo gaseoso. Se desprende con facilidad. Arco. Producen una gran penetración gracias al hidrógeno procedente de la celulosa que el calor del arco libera. La velocidad de soldadura es elevada. Se producen, sin embargo, abundantes pérdidas por salpicaduras. Metal depositado. El metal depositados por estos electrodos carece prácticamente de oxígeno .En cambio, contiene una gran cantidad de hidrógeno La superficie del cordón es rugosa y éste se enfría rápidamente. Rendimiento gravimétrico. El arco produce un fuerte chisporroteo, con abundantes pérdidas por salpicaduras. El rendimiento estándar suele ser inferior al 90%. Seguridad de uso. Los electrodos celulósicos producen una gran cantidad de humos. Por ello, es recomendable evitar su uso en recintos cerrados, como el interior de calderas, cisternas, recipientes, etc. Por otra parte, lo enérgico del arco aconseja emplear con más rigor los elementos de protección, tales como gorras, guantes, delantales, polainas, etc. Los electrodos celulósicos no deben resecarse nunca. Aplicaciones.

17 Aunque son adecuados para soldar en todas las posiciones, se suelen emplear exclusivamente para soldar tubería en vertical descendente, porque: producen muy poca escoria. se manejan con facilidad. consiguen una buena penetración en el cordón de raíz, en esta posición. Su uso se está generalizando en oleoductos, y gasoductos en donde resulta ventajoso soldar en todas las posiciones, o por lo menos en la primera pasada de soldadura. También son adecuados en aplicaciones en donde se pretenda conseguir una buena penetración. Electrodos de rutilo. Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6012 (Na) y AWS-E-6013 (K). Características específicas. El principal componente de estos electrodos es el rutilo, mineral obtenido a partir de arenas que en su estado natural contienen de un 88-94% de TiO2. También puede extraerse de un, mineral compuesto por un 45-55% de TiO2 y el resto de Fe2O3. La protección en estos electrodos la proporciona la escoria. Escorias. Pertenecen al sistema TiO2-FeO-MnO que dan como resultado titanatos de hierro o titanatos complejos. La escoria, de aspecto globular o semiglobular, tiene la viscosidad adecuada para permitir la soldadura de elementos con ajuste deficiente o cuando entre los bordes a unir existe una distancia excesiva, resultando los electrodos de rutilo idóneos en la soldadura con defectuosa preparación de juntas. La escoria se elimina con facilidad. Metal depositado. Contiene un buen número de inclusiones. El nivel de impurezas es intermedio entre el que presentan los electrodos ácidos y los básicos. El contenido de hidrógeno puede llegar a fragilizar las soldaduras. El contorno de las costuras en ángulo oscila entre convexo en el AWS-E-6012 a prácticamente plano en el AWS-E en cualquiera de los casos, el cordón presenta un buen aspecto.

18 Arco. Fácil encendido y reecendido, incluso con elevadas tensiones de vacío en la fuente de corriente. La pequeña proporción de celulosa del revestimiento permite una elevada intensidad de corriente. La cantidad de elementos refractarios del recubrimiento origina un arco tranquilo, de mediana penetración. Parámetros de uso. Tensión de cebado: entre 40 y 50 V. Se emplean con corriente alterna o con corriente continua, en ambas polaridades. Rendimiento gravimétrico. El rendimiento gravimétrico estándar está comprendido entre el 90 y el 100%. Aplicaciones. Estos electros, fáciles de encender y reencender, poco sensibles a la humedad, escasas salpicaduras y favorable eliminación de escoria, que permiten una razonable velocidad de soldadura constituyen una gama de consumibles muy apreciada. Resultan por su fácil manejo en cualquier clase de montaje, la escasa influencia de las condiciones ambientales y por ser adecuados para emplearse con corriente alterna, en todas las posiciones, idóneos para todo tipo de soldaduras siempre que no se requiera una elevada tenacidad. Los principales campos de aplicación son las estructuras metálicas, en construcciones de calderas y construcciones navales, usos hogareños etc. Sin embargo estos electrodos no son aptos cuando se requiere control radiográfico de las costuras.

19 Electrodos básicos. Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-7015 (Na) y AWS-E-7016 (K) muy utilizados Características específicas. Los componentes principales son el carburo cálcico y el fluoruro cálcico. El revestimiento, que no contiene celulosa ni arcilla, proporciona un gas protector a base de CO2 procedente del mármol y del fluoruro de silicio formado a partir de la fluorita e espato flúor, en reacción con el SiO2. Funden a temperaturas muy elevadas (aprox °C), razón por la cual necesitan un fundente en su composición, como el espato flúor. La elevada proporción de TiO2 y de silicato potásico, permiten su uso en corriente alterna. Son fuertemente higroscópicos, por lo que precisan de ciertas precauciones para evitar que una retención de humedad origine porosidades en el metal depositado, fisuraciones bajo el cordón en la soldadura de aceros ferríticos de alta resistencia o límite elástico. Escorias. Pertenecen a los sistemas CaO-SiO2, 2CaO-SiO2 y 3Cao-SiO2. La escoria es poco abundante, de color pardo y aspecto brillante. Su fluidez se controla agregando espato flúor al revestimiento. Sube a la superficie con rapidez por lo que son poco probables las inclusiones. Se elimina con menos facilidad que la de los otros tipos de electrodos. Arco. En general, la velocidad de fusión no es elevada ni tampoco soportan grandes intensidades de corriente. Ofrecen una velocidad de soldeo razonable en posición horizontal o sobre cabeza y más rápida en vertical ascendente, porque es esta posición admiten una intensidad de corriente más alta que otros electrodos. La longitud de arco es más corta que en el caso de los rutilos. La tensión de cebado es elevada, aprox. 65 V. Por esta razón, algunos fabricantes proceden a impregnar de grafito, excelente conductor eléctrico, uno de los extremos del electrodo, para facilitar de esta manera el encendido del arco. Los básicos son más difíciles de manejar que los otros electrodos. Rendimiento gravimétrico. Oscila en al 110%.

20 Metal depositado. En el momento de la fusión se produce una verdadera micrometalurgia, con fijación de elementos metálicos en el metal fundido. Pueden obtenerse así, por adición de elementos adecuados tales como Mn, Cr, Ni, Mo, etc. soldaduras de elevadas características mecánicas y de alta resistencia contra determinados agentes corrosivos. El metal depositados se encuentra prácticamente exento de impurezas, libre de hidrógeno y de porosidad, si el revestimiento está seco. Posee además una elevada capacidad de deformación y presenta una alta tenacidad. Precauciones específicas. Si el electrodo, por su higroscopicidad, ha captado humedad deposita un metal poco dúctil y, en determinadas circunstancias, propenso a fisuración bajo el cordón. Para evitar ambos fenómenos, los electrodos básicos que hayan estado expuestos a un ambiente húmedo, deben secarse siguiendo estrictamente las recomendaciones de su fabricante. La temperatura de secado en horno o estufa y el tiempo necesario de permanencia a esa temperatura deben ser los adecuados a la composición del revestimiento, que sólo el fabricante conoce la exactitud. En efecto, la humedad absorbida se encuentra en forma de hidrato lo que requiere temperaturas elevadas para extraer el agua atrapada en los cristales. Aplicaciones. El campo de aplicación es muy amplio. Una de las ventajas de los electrodos básicos es que pueden eliminar el S por su reacción con el Mn, formando compuestos que pasan a la escoria, por lo que la soldadura realizada con este tipo de electrodos muestra una gran resistencia al agrietamiento en caliente. El metal depositado es poco sensible a la fisuración, incluso en soldaduras sometidas a fuertes tensiones de embridamiento por condiciones de rigidez. Se utilizan ampliamente en la soldadura de estructuras metálicas, recipientes sometidos a presión, construcción naval y maquinaria. Para resolver el problema de su fuerte higroscopicidad, actualmente se están desarrollando electrodos básicos menos propensos a captar humedad: electrodos LMA (Low Moisture Absortion).

21 Electrodos de gran rendimiento.
Clasificación AWS de electrodos para aceros al carbono: AWS-E-6027 (ácido), AWS-E-7014 (rutilo), AWS-E-7018 (básico), AWS-E-7024 (rutilo) y AWS-E-7028 (básico). Características específicas. Se denominan electrodos de gran rendimiento aquellos que, cualquiera que sea la naturaleza de la composición de su revestimiento, tienen un rendimiento gravimétrico superior al 130%. Si en los electrodos clásicos, como acabamos de ver, el rendimiento suele oscilar entre el 80% y 100%, con esta clase de electrodos se puede llegar hasta el 240%. El rendimiento de un electrodo viene dado por la relación del peso del metal depositado al peso de la varilla fundida. La norma UNE versa sobre la determinación del rendimiento de los electrodos. En general, para su evaluación se desprecian 40 mm de su longitud, aproximadamente igual a la parte desnuda del alma que se aloja en la pinza portaelectrodos de 450 mm y 310 mm para los que poseen una longitud original de 350 mm. Esta clase de electrodos fue desarrollada añadiendo polvo de Fe al revestimiento. Parece lógico suponer que la posición bajo mano es la más fácil y favorable para la soldadura. En efecto, en esa posición el metal fundido se beneficia de la fuerza de la gravedad y se pueden conseguir las máximas velocidades de deposición. Después de ésta, la más ventajosa es la horizontal en ángulo. Por la economía que supone soldar en ambas posiciones se han desarrollado electrodos específicos que únicamente pueden emplearse en estas posturas de soldadura. Pertenecen a este grupo aquellos electrodos cuya penúltima cifra en su designación AWS es un 2. Se les llama también electrodos de contacto. El rendimiento de un electrodo, en general, es función de la naturaleza del revestimiento, del diámetro y de la intensidad de la corriente. Aplicaciones. Estos electrodos requieren altas intensidades de soldadura para lograr fundir, además del alma, el polvo de Fe agregado a su revestimiento, por lo que resulta necesario fuentes de energía potentes. Se seleccionan para reducir costes en soldadura, tanto en construcción naval como en talleres de calderería pesada. Los electrodos de contacto se emplean en soldadura por gravedad mediante unos aparatos mecánicos. En los astilleros, cada operarios puede controlar 2-4 aparatos simultáneamente. Los electrodos básicos de gran rendimiento con elevadas características mecánicas son utilizadas en construcción off-shore y calderería pesada, donde se exigen altos valores de impacto a baja temperatura.

22 6. Selección del tipo de corriente.
La clase de corriente depende fundamentalmente del tipo de electrodo que se va a utilizar. A pesar de que la corriente continua es la más común, la amplia gama de electrodos actualmente en el mercado, que deben utilizarse con corriente alterna han hecho que crezca el uso de este tipo de corriente. El coste de la energía con corriente alterna es menor que con corriente continua pero representa una parte poco relevante del coste total de soldadura, no siendo un factor decisivo la selección del tipo de corriente. Identificación de los electrodos Los electrodos para este tipo de soldadura están sujetos a norma de calidad, resultados y tipos de uso. La nomenclatura es la siguiente:

23 E-XX-Y-Z La E indica que se trata de un electrodo con recubrimiento para soldadura SMAW. Los dos o tres primeros dígitos XX se utilizan para indicar la resistencia de la soldadura a la tensión, por ejemplo cuando señalan 60 se refiere a que la resistencia a la tensión es de 60,000 lb/in2. El tercer dígito Y se refiere a la posición en la que se puede utilizar la soldadura, por ejemplo 1 Toda posición, 2 Plana y filete, y 3 Plana. Por medio de los dos últimos dígitos, se especifican características especiales de la soldadura como: si es para corriente continua (directa), alterna o ambas; si es de alta o baja penetración. En algunas ocasiones los electrodos tienen letras al final, que indican la aleación en los electrodos de baja aleación (ver tabla). Ejemplo: un electrodo E7013 implica que produce soldadura con 70,000 lb/in2 de resistencia a la tensión, que se puede utilizar para soldar en cualquier posición (incluso sobre la cabeza) y que se recomienda la utilización de corriente continua o corriente alterna, ambas de manera directa. La soldadura con corriente continua polaridad directa se ejecuta conectando el polo positivo a la pinza porta electrodo.

24 Intensidad de corriente
El amperaje que se debe aplicar para generar la soldadura es muy importante, de ello depende que no se pegue el electrodo, que la soldadura fluya entre las dos piezas o que no se perforen las piezas que se van a unir. En la siguiente tabla se muestran las cantidades de corriente en amperes que se deben utilizar de acuerdo al grueso de los electrodos. Intensidad de corriente aproximada para diferentes diámetros de electrodos Diámetro del electrodo (in) Amperes para soldadura plana Amperes para soldadura vertical y sobre la cabeza /16 (1.6 mm) 3/32 (2.5 mm) 1/8 (3.24 mm) 5/32 (4 mm) Una recomendación práctica que se utiliza en los talleres para hacer la determinación de la corriente, sin tener que recurrir a la tabla es la siguiente: Multiplicar el diámetro en milímetros por 40. Por ejemplo, si tiene un electrodo de 3.25 mm lo multiplicamos por 40 lo que indica que se deben utilizar mas o menos 130 amperes para que el electrodo funcione bien.

25 Cuestionario sobre funciones y características del revestimiento de un electrodo
El revestimiento del electrodo cumple con las siguientes funciones: 1- Estabiliza el arco SI / NO 2- Evita la contaminación del cordón SI / NO 3- Proporciona el metal de aporte SI / NO 4- Determina las condiciones de operación del electrodo SI / NO 5- Determina el amperaje de funcionamiento del electrodo SI / NO 6- Determina las características del cordón de soldadura SI / NO 7- Protege el cordón de soldadura SI / NO 8- Facilita el enfriamiento rápido del cordón del metal de aporte SI / NO 9- Permite trabajar el electrodo con CC y CA. SI / NO 10- Forma escoria con los óxidos e impurezas SI / NO

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27 DIBUJO DE METAL BASE Y APORTE

28 DIBUJO DEL ARCO

29 DIBUJO DE POSICION DEL ELECTRODO