Tema 5
PROCESOS DE SOLDADURA Y CORTE
Soldadura por arco de metal protegido SMAW
Concepto y definición
"Es el proceso de soldadura por arco en el que se produce coalescencia de metales por medio de calor de un arco eléctrico que se mantiene entre la punta de un electrodo cubierto y la superficie de metal base en la unión que se está soldando".
El electrodo consiste en:
Núcleo, que consiste en una varilla de metal de material sólido o colado. Esta misma conduce la corriente eléctrica al arco y suministra el material de aporte.
Cobertura o recubrimiento del núcleo, esta estabiliza el arco y protege el metal derretido de la atmósfera por medio de gases que se generan a la descomposición por el calor.
La elección y aplicación de los electrodos y del metal base influirá en las propiedades mecánicas, composición química y estructura metalúrgica de la soldadura.
Principios
El proceso de soldadura consiste de una fuente de potencia eléctrica que ligada a dos cables de soldadura se conectara uno a la pieza de trabajo (tierra física) y el otro al porta electrodos.
El proceso se inicia a partir
Encendido del arco entre el electrodo-metal base
Eleva la temperatura fundiendo ambas partes.
Aparecen glóbulos de metal fundido por parte del electrodo.
Transferencia de glóbulos hacia el charco de soldadura fundida.
Funciones del recubrimiento de los electrodos:
Provee un gas para proteger el arco y evitar una contaminación exclusiva del metal de aporte derretido por parte de la atmósfera.
Suministra limpiadores, desoxidantes y agentes fundentes para purificar la soldadura y evitar un crecimiento excesivo de granos en el metal de soldadura.
Establece las características eléctricas del electrodo.
Proporciona un manto de escoria que protege la soldadura caliente del aire y mejora las propiedades mecánicas, la forma del cordón y la limpieza superficial de dicho metal.
Constituye un media para añadir elementos de aleación que modifiquen las propiedades mecánicas del metal de soldadura.
En todos los casos, la cobertura contiene la mayor parte de los materiales de protección, limpieza y desoxidación.
Capacidades y limitaciones del proceso:
El equipo es relativamente sencillo, económico y portátil.
El electrodo recubierto proporciona el metal de aporte y el mecanismo para proteger dicho metal y el metal de soldadura contra una oxidación perjudicial durante la soldadura.
No se requiere protección con gas auxiliar ni fundente granular.
El proceso en menos sensible al viento y las corrientes de aire que los procesos de soldadura por arco protegidos con gas.
Se puede utilizar en áreas de acceso limitado.
El proceso es adecuado para la mayor parte de los metales y aleaciones de uso común.
Los electrodos de SMAW pueden soldar:
Aceros al carbono y de baja aleación
Aceros inoxidables
Hierro colado
Cobre y sus aleaciones
Níquel y sus aleaciones
Aluminio (algunos casos)
Los siguientes metales presentan bajo punto de fusión, por lo que no es acto para SMAW
El electrodo cubierto, al encender el arco la corriente fluye en la longitud del electrodo, por lo que se la resistencia eléctrica de este lo limita al rendimiento óptimo de la corriente. Cuando el amperaje es excesivo sobre calienta el electrodo y descompone todas sus propiedades como material de aporte.
Recomendaciones del proceso de soldadura SMAW
Los electrodos pueden consumirse hasta una cierta longitud mínima, la cual será desechada y repuesta por uno nuevo.
Eliminar la escoria en los puntos donde se inicia y se detiene, y antes de depositar una nueva soldadura junto o sobre la existente.
Equipo
Fuente de potencia
Tipo de corriente de salida
La corriente alterna (CA) o corriente continua (CD) pueden usarse en la soldadura SMAW. El tipo de corriente influye en el rendimiento del proceso.
Accesorios
Porta electrodos
Dispositivo de sujeción que permite manipular el electrodo.
Medio para transmitir la corriente de soldadura, a través de las quijadas de este, entre el cable al electrodo.
Conexión de pieza de trabajo
Dispositivo para conectar el cable de pieza de trabajo a esta.
Es una conexión fuerte y puede montarse con rapidez y facilidad.
Cables para soldadura
Conjunto de alambres fino de cobre o aluminio trenzados y envueltos en una funda flexible (hule sintético o plástico especial) que servirá como medio de transferencia de corriente de soldadura entre la fuente de potencia y el porta electrodo-abrazadera de la tierra.
Careta
Tiene como función de proteger los ojos, rostro, frente, cuellos y orejas del soldador de los rayos directos del arco y de chispas y salpicaduras que salen desprendidas.
Equipo diverso
Cepillo de alambres de acero
Martillo
Cincel
Mazo
Son útiles a las tareas de limpieza de la soldadura (eliminación de suciedad, escoria y cualquier otro material extraño que interfiera en la soldadura).
Materiales
Metales base
La aplicación del proceso para un metal de base específico depende de la disponibilidad de un electrodo recubierto cuyo metal tenga composición y propiedades requeridas. Haciendo la existencia para los siguientes metales base:
Aceros al carbono
Acero de baja aleación
Aceros resistencia a la corrosión
Hierros colados (dúctiles y grises)
Aluminio y aleaciones de aluminio
Cobre y aleaciones de cobre
Níquel y aleaciones de níquel
Electrodos recubiertos
Se clasifican de acuerdo:
Composición química (Sin diluir)
Propiedades mecánicas (Sin diluir)
Tipo de corriente con el que trabaja mejor.
El recubrimiento de los electrodos se caracteriza por ser higroscópico (facilidad de absorber y retener la humedad). En el proceso de soldadura, el electrodo con humedad capturada, disocia tal humedad en hidrogeno y oxígeno, a la vez causa agrietamientos (común en aceros de alta resistencia. Donde un exceso de humedad provoca porosidad en el metal depositado.
Aplicaciones
Espesores
El proceso de SMAW engloba los espesores entre 3 y 38 mm. (1/8’’ y 1.5’’), excepto cuando la configuración de la piezas del trabajo es irregular.
Posiciones de soldadura
El proceso de SMAW se desarrolla en cualquier posición con la mayor parte de los materiales apropiados.
Especificaciones y clasificación de electrodos
Se clasifica de acuerdo a las especificaciones de la AWS y ciertas agencias militares:
1ra Clasificación
2da Clasificación
Tipo de corriente
Tipo de posición que se unen
Nomenclatura
La AWS enmarca una especificación de la enumeración para la clasificación de electrodos de acero al carbono para soldadura con arco
En el último dígito indica varios factores como los siguientes:
ULTIMA CIFRA
|
E-XXX0
|
E-XXX1
|
E-XXX2
|
E-XXX3
|
E-XXX4
|
E-XXX5
|
E-XXX6
|
E-XXX7
|
E-XXX8
|
TIPO DE CORRIENTE
|
C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.A. - C.D.
|
C.A. - C.D.
|
TIPO DE POLARIDAD
|
P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.N.
|
P.I. ó E.N., P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.N., P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.N., P.I. ó E.P.
|
P.I. ó E.N., P.I. ó E.P.
|
TIPO DE ESCORIA
|
Celulosico Sodico
|
Celulosico Potasico
|
Rutilo Sodico
|
Rutilo Potasico
|
Rutilo
|
Bajo Hidrógeno Sodico
|
Bajo Hidrógeno Potasico
|
Mineral
|
Bajo Hidrógeno Mineral
|
TIPO DE ARCO
|
Penetrante
|
Penetrante
|
Mediano
|
Suave
|
Suave
|
Mediano
|
Mediano
|
Suave
|
Mediano
|
PENETRACION
|
Profunda
|
Profunda
|
Mediana
|
Ligera
|
Ligera
|
Mediana
|
Mediana
|
Mediana
|
Mediana
|
POLVO DE HIERRO
|
0 -10 %
|
No
|
0 -10 %
|
0 -10 %
|
30 - 50%
|
No
|
No
|
Oxido 50%
|
30 - 50%
|
En electrodos de acero de baja aleación, dentro de la especificación AWS A5.5, emplea un sufijo para designar la composición química del metal de soldadura, que se muestra en la siguiente tabla.
SUFIJO
|
C
|
MN
|
SI
|
NI
|
CR
|
MO
|
VA
|
A1
|
0.12
|
0.6 - 1.0*
|
0.40 - 0.80
|
|
|
0.40 - 0.65
|
|
B1
|
0.12
|
0.9
|
0.40 - 0.80
|
|
0.40 - 0.65
|
0.40 - 0.65
|
|
B2L
|
0.05
|
0.9
|
0.80 - 1.00
|
|
0.40 - 0.65
|
0.40 - 0.65
|
|
B2
|
0.12
|
0.9
|
0.60 - 0.90
|
|
0.40 - 0.65
|
0.40 - 0.65
|
|
B3L
|
0.05
|
0.9
|
0.80 - 1.00
|
|
0.90 - 1.20
|
0.90 - 1.20
|
|
B3
|
0.12
|
0.9
|
0.60 - 0.90
|
|
0.90 - 1.20
|
|
|
B4L
|
0.05
|
0.9
|
1.00
|
|
1.75 - 2.25
|
0.40 - 0.65
|
|
B5
|
0.07 - 0.15
|
0.4 - 0.7
|
0.30 - 0.60
|
|
0.50 - 0.60
|
1.00 - 1.25
|
0.50
|
C1
|
0.12
|
0.12
|
0.60 - 0.80
|
1.00 - 2.75
|
|
|
|
C2
|
0.12
|
0.12
|
0.60 - 0.80
|
3.00 - 3.75
|
|
|
|
C3
|
0.12
|
0.04 - 1.25
|
0.80
|
0.80 - 1.10
|
0.15
|
0.35
|
0.05
|
D1
|
0.12
|
1.25 - 1.75
|
0.60 - 0.80
|
|
|
0.25 - 0.45
|
|
D2
|
0.15
|
1.65 - 2.00
|
0.60 - 0.80
|
|
|
0.25 - 0.45
|
|
G
|
|
1.00 mín.
|
0.80 mín.
|
0.50 mín.
|
0.50 mín.
|
0.20 mín.
|
0.10 mín.
|
M**
|
0.1
|
0.60 - 2.25
|
0.60 - 0.80
|
1.40 - 2.50
|
1.40 - 2.50
|
0.25 - 0.55
|
0.05
|
|
