Introduccion a Los Electrodos Por Soldadura de Arco Electrico

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INTRODUCCION A LOS ELECTRODOS POR SOLDADURA DE ARCO 

ELECTRICO.

La mayoría de los electrodos para soldadura por arco se clasifican a partir delas propiedades del metal de aporte, que fueron clasificadas y estudiado por un

comité asociado a la American Welding Society (A.W.S) y a la American SocietyMechanical ngineers (ASM).

!omo ya se ha e"puesto en otros tutoriales, las características mec#nicas delos aceros dependen en gran medida del tipo de aleaci$n incorporada durantesu fa%ricaci$n. &or tanto, los electrodos de material de aporte empleados parasoldadura se de%er#n seleccionar en funci$n de la composici$n química delacero que se 'aya a soldar.

Las diferentes características de operaci$n de entre los electrodos e"istentesen el mercado son atri%uidas al re'estimiento que cu%re al alam%re delelectrodo. &or otro lado, este alam%re es generalmente del mismo tipo, acero alcar%$n AS ** que tiene un porcenta+e de car%ono de *.*-*.!/ para laserie de electrodos m#s comunes.

&or lo general los aceros se clasifican de acuerdo con su contenido decar%ono, esto es, acero de %a+o, mediano y alto contenido en car%ono.

Normas de aplicación

La A W.S. y la A.S.M.. son las m#"imas autoridades en el mundo de lasoldadura que dictan las normas de clasificaci$n de los electrodos parasoldadura eléctrica que son m#s reconocidas internacionalmente.

n este tutorial se 'an a e"poner los distintos criterios e"istentes para laclasificaci$n de los electrodos, seg0n la composici$n de los aceros a soldar ydel tipo de proceso elegido.

Clasificación de electrodos para aceros al carbono

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La especificaci$n AWS A1., que se refiere a los electrodos para soldadura deaceros al car%ono, tra%a+a con la siguiente designaci$n para electrodosre'estidos2

  3345 - 657

donde,

, indica que se trata de un electrodo para soldadura eléctrica manual8

33, son dos dígitos ($ tres si se trata de un n0mero de electrodo de cincodígitos) que designan la mínima resistencia a la tracci$n, sin tratamiento

térmico post soldadura, del metal depositado, en 9si (9ilo li%ras:pulgada,como se indican en los e+emplos siguientes2

;*33 ... ;*** l%s:pulg mínimo (; 9si)

<*33 ... <**** l%s:pulg mínimo (<* 9si)

*33 ... **** l%s:pulg mínimo (* 9si)

4, el tercer dígito indica la posici$n en la que se puede soldarsatisfactoriamente con el electrodo en cuesti$n. Así si 'ale (por e+emplo,;*) significa que el electrodo es apto para soldar en todas posiciones(plana, 'ertical, techo y hori=ontal), si s$lo es aplica%le para posicionesplanas y hori=ontal8 y si 'ale > (por e+emplo <*>) indica que el electrodo escon'eniente para posici$n plana, pero especialmente apto para 'erticaldescendente.

5, el 0ltimo dígito, que est# íntimamente relacionado con el anterior, esindicati'o del tipo de corriente eléctrica y polaridad en la que me+or tra%a+a elelectrodo, e identifica a su 'e= el tipo de re'estimiento, el que es calificadoseg0n el mayor porcenta+e de materia prima contenida en el re'estimiento. &ore+emplo, el electrodo ;** tiene un alto contenido de celulosa en elre'estimiento, apro"imadamente un ?*/ o m#s, por ello a este electrodo se lecalifica como un electrodo tipo celul$sico.

 A continuaci$n se ad+unta una ta%la interpretati'a para el 0ltimo dígito, seg0n laclasificaci$n AWS de electrodos2

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() ;**2 @rg#nico8 ;**2 Mineral8 ;**2 !A y !! polaridad directa.

() ;**2 profunda8 ;**2 Media.

 

&or otro lado, los c$digos para designaci$n que aparecen después del gui$nson opcionales e indican lo siguiente2

, designa que el electrodo ( <*;, <* $ <*>) cumple con losrequisitos de impacto me+orados y de ductilidad me+orada en el caso <*>8

65, indica que el electrodo cumple con los requisitos de la prue%a de hidr$genodifusi%le para ni'eles de 5 de >. $ ; ml de 6 por **gr de metal

depositado (solo para electrodos de %a+o hidr$geno).

7, indica que el electrodo cumple los requisitos de la prue%a de a%sorci$n dehumedad a *BC y */ de humedad relati'a (s$lo para electrodos de %a+ohidr$geno)

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4- El electrodo

4.1- Clasificación

&ara la soldadura de los aceros, los electrodos se clasifican

atendiendo al tipo de re'estimiento que incorporan. Así se tiene lasiguiente clasificaci$n típica2

- lectrodos !elul$sicos8

- lectrodos Dcidos8

- lectrodos de 7utilo8

- lectrodos E#sicos8

- @tros (electrodos de gran penetraci$n8 de gran rendimiento8 deautocontacto).

 4.2- Propiedades y Aplicaciones

 A continuaci$n se 'a ciertas características de los electrodos en loque se refiere a tipo de escoria generada, metal depositado, tipo dearco eléctrico, características mec#nicas del cord$n resultante, y so%reaplicaciones y precauciones a tener en cuenta para cada tipo.

- Electrodos Celulósicos

F Gipo de escoria2 este tipo de electrodos genera una escoria poco'oluminosa y de f#cil eliminaci$n8

F Metal depositado2 el cord$n depositado 'a a contener grancantidad de hidr$geno ocluido8

F Arco eléctrico2 posee una gran penetraci$n y a%undantes pérdidaspor salpicaduras8

F !aracterísticas mec#nicas2

!arga de rotura2 > Hg:cm 8 Alargamiento en rotura2 /Límite el#stico2 >* Hg:cm 8 7esiliencia a *I !2 <1 Julios

F Aplicaciones y precauciones2 este tipo de electrodos se utili=anprincipalmente para soldadura de tu%erías, siendo su uso generali=adoen soldaduras de oleoductos. s adecuado su uso para e+ecutar soldaduras en posici$n y producen una gran cantidad de humos.

 

- Electrodos Ácidos

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F Gipo de escoria2 genera una escoria poco 'iscosa (por el Mn) y def#cil eliminaci$n. A su 'e= es de color negro y de estructura espon+osa8

F Metal depositado2 el cord$n 'a a resultar con un alto contenido enimpure=as. Ko o%stante, la presencia de hidr$geno 'a a ser menor que

en el caso de los celul$sicos. "iste peligro de figuraci$n en calientedel cord$n si el contenido de ! es ele'ado8

F Arco eléctrico2 para este tipo de electrodo normalmente seemplear# corriente continua (!!) con polaridad directa, aunque de%idoa la %uena esta%ilidad del arco se puede emplear tam%ién concorriente alterna (!A)8

F !aracterísticas mec#nicas2

!arga de rotura2 > Hg:cm 8 Alargamiento en rotura2 </

Límite el#stico2 ? Hg:cm

 8 7esiliencia a -*I !2 1* Julios

F Aplicaciones y precauciones2 este tipo de electrodos tiene unescaso uso, su consumo est# en trono del /. E#sicamente suutili=aci$n se restringe para soldaduras de aceros de construcci$n.

 - Electrodos de Rutilo

F Gipo de escoria2 genera una escoria con una 'iscosidad adecuadaque se elimina con facilidad. Su aspecto es glo%ular8

F Metal depositado2 el cord$n 'a a presentar un ni'el de impure=asintermedios entre #cidos y %#sicos. Ko o%stante, el contenido dehidr$geno con este tipo de electrodo puede llegar a fragili=ar la uni$n8

F Arco eléctrico2 para este tipo de electrodo se puede utili=ar tantocon corriente alterna (!A) como continua (!!) en polaridad directa oin'ersa8

F !aracterísticas mec#nicas2

!arga de rotura2 > Hg:cm

 8 Alargamiento en rotura2 1/Límite el#stico2 > Hg:cm 8 7esiliencia a -*I !2 1* Julios

F Aplicaciones y precauciones2 este tipo de electrodos encuentra suaplicaci$n principalmente en la soldadura de aceros. Su consumoactual se estima en un 11/. Giene un uso generali=ado en calderería,construcci$n na'al, estructuras met#licas, etc. s adecuado para lae+ecuci$n de soldaduras en posici$n.

 - Electrodos !sicos

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F Gipo de escoria2 genera una escoria densa, pero poco a%undanteque su%e a la superficie del cord$n con rapide=. e color pardo y%rillante, se elimina de una forma acepta%le8

F Metal depositado2 el cord$n se presenta casi e"ento de impure=as

y li%re de hidr$geno8

F Arco eléctrico2 para este tipo de electrodo se puede utili=ar tantocon corriente alterna (!A) como continua (!!) en polaridad in'ersa8

F !aracterísticas mec#nicas2

!arga de rotura2 1> Hg:cm 8 Alargamiento en rotura2 /Límite el#stico2 >> Hg:cm 8 7esiliencia a *I !2 ?* Julios

F Aplicaciones y precauciones2 este tipo de electrodos est#n

recomendado para la soldadura de aceros. Su uso est# generali=adoen calderería, construcci$n na'al, estructuras met#licas, maquinaria,etc.

 - Electrodos de Autocontacto o de "ran Rendimiento

n estos electrodos el re'estimiento contiene Ce en pol'o. l arcosalta de forma espont#nea, y su rendimiento gra'imétrico() essuperior al **/.

 - Electrodos de "ran Penetración

stos electrodos presentan un re'estimiento muy grueso con o%+eto

de soportar una intensidad de corriente mayor.

 A continuaci$n se resumen en la ta%la siguiente las característicasprincipales de los diferentes tipos de electrodos2

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&or 0ltimo, se detalla en la siguiente ta%la los 'aloresmedios de la corriente de soldadura (A), seg0n el tipo ydi#metro del electrodo que se utilice2

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@tros di#metros para electrodos, adem#s de los anterioresde la ta%la, son de , * y mm. n todo caso, la elecci$n deldi#metro de los electrodos depender# del espesor del cord$nde soldadura que se requiera depositar, siendo la intensidad decorriente necesaria funci$n de este di#metro.

 4.#- Normali$ación se%&n 'NE y A()

 A continuaci$n se e"pone la forma de identificaci$n de loselectrodos re'estidos empleados para soldadura por arcomanual seg0n la normati'a NK y AWS.

&ara el caso de soldadura de aceros, un electrodo enspaOa se normali=a seg0n la NK >**?2 lectrodos parasoldadura por arco manual de aceros al car%ono de resistencianormal y de aceros de %a+a aleaci$n y resistencia entre 1* y ;*Hg:mm2

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+emplo2

 

&or otro lado, seg0n la American Welding Society (AWS), laclasificaci$n e identificaci$n de los electrodos se reali=a de lasiguiente manera2

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&ara soldadura de aceros al car%ono, se emplea laespecificaci$n AWS A1.., que tra%a+a con la siguientedesignaci$n para electrodos re'estidos2

E **++ 1 ,R

donde2

E2 ndica electrodo para soldadura por arco, el cual por definici$n conduce la corriente por arco8

**2 os dígitos que designan la mínima resistencia a latensi$n del metal depositado, en 9si.

 ++2 os dígitos que designan las posiciones de soldaduraen que puede tra%a+ar el electrodo, el tipo de re'estimiento y eltipo de corriente adecuado para el electrodo. l primer dígito

indica la posici$n (Ptodas, Pplana y hori=ontal, > todas peroespecialmente para 'ertical descendente), la com%inaci$n delos dos dígitos indica las otras características.

Los designadores después del gui$n son opcionales2

12 esigna que el electrodo ( <*;, <* $ <*>)cumple con los requisitos de impacto me+orados y deductilidad me+orada en el caso <*>8

,2 ndica que el electrodo cumple con los requisitos de la

prue%a de hidr$geno difusi%le para ni'eles de 5 de >. $ ;ml de 6 por **gr de metal depositado (solo para electrodosde %a+o hidr$geno)8

R2 ndica que el electrodo cumple los requisitos de la prue%ade a%sorci$n de humedad a *BC y */ de humedad relati'a(solo para electrodos de %a+o hidr$geno).

 

La especificaci$n AWS A1.1., que trae los requisitos de loselectrodos para soldadura de aceros de %a+a aleaci$n utili=a la

misma designaci$n de la AWS A1.., con e"cepci$n de lasdesignaciones opcionales. n su lugar, utili=a sufi+os queconstan de una letra o de una letra y un n0mero, p(por e+emplo

 A, E, E, !, Q, M, etc.) los cuales indican la composici$nquímica.

 

La especificaci$n AWS A1.>., que trata de los electrodospara soldadura de aceros ino"ida%les tra%a+a con la siguiente

designaci$n2

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E *** N

donde2

E2 ndica electrodo para soldadura de arco8

***2 ndica la composici$n química del deposito desoldadura puro, la cual se %asa en la designaci$n AS8

N2 ndica el tipo de corriente con la que puede operarse elelectrodo.

 

La especificaci$n AWS A 1.1., de electrodos para soldadurade hierro fundido utili=a el prefi+o , seguido de los elementosconsiderados significati'os y finalmente las letras ! queindican que el electrodo es para hierro fundido.

+emplos2 ni-!, niCe-!, etc.

 

La especificaci$n AWS A1.<., de materiales de aporte por proceso de arco sumergido para aceros al car%ono, identificalos electrodos con el prefi+o (electrodo), seguido de la letraque indica el contenido de manganeso y que puede ser2L(%a+o), M(medio), $ 6(alto) . A continuaci$n sigue uno o dos

dígitos que dan el contenido nominal de car%ono en centésimade porcenta+e.

Cinalmente, algunos electrodos traer#n una letra 9, parasignificar que son aceros calmados. Las propiedadesmec#nicas del dep$sito dependen del fundente que se use concada electrodo.

La denominaci$n completa fundente-electrodo puede ser por 

e+emplo2/A2 E012, la cual significa22 Cundente8/2 ;*.*** &si de resistencia a la tracci$n mínima8A2 &ropiedades mec#nicas o%tenidas sin tratamiento post

soldadura (as Relded)822 7esistencia al impacto de < mínimo a *BC8E2 lectrodo802 !ontenido medio de manganeso8

122 *./ de car%ono (nominal)82 Acero calmado.

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Cinalmente, la especificaci$n AWS A1., la cual trae losrequisitos del material de aporte para procesos con protecci$ngaseosa (MQ:MAQ, GQ y plasma) denomina los electrodos dela siguiente forma2

ER3-)*

donde2

E2 ndica electrodo para soldadura por arco (paraMQ:MAQ)8

R2 ndica aporte que funde por un medio diferente que elconducir la corriente del arco eléctrico (para GQ y plasma)8

32 La resistencia a la tracci$n nominal del dep$sito desoldadura la cual es igual para todas las referencias8)2 ndica el electrodo s$lido8*2 s un n0mero que indica la composici$n química del

alam%re8

S@LAN7A &@7 A7!@ L!G7!@ !@K L!G7@@ 7TSG@

de fe%rero de *> a las 21;ste tipo de soldadura se llama SMAW se reli=a

mediante una corriente eléctrica (ya sea corriente alterna o corriente continua)se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utili=ado,produciendo la fusi$n de éste y su dep$sito so%re la uni$n soldada. Loselectrodos suelen ser de acero sua'e, y est#n recu%iertos con un materialfundente que crea una atm$sfera protectora que e'ita la o"idaci$n del metalfundido y fa'orece la operaci$n de soldeo. l electrodo recu%ierto utili=ado enla soldadura por arco fue in'entado por @scar 9+ell%erg.

 

l sistema de soldadura eléctrica con electrodo recu%ierto se caracteri=a por lacreaci$n y mantenimiento de un arco eléctrico entre una 'arilla met#licallamada electrodo y la pie=a a soldar. l electrodo recu%ierto est# constituidopor una 'arilla met#lica a la que se le da el nom%re de alma o n0cleo,generalmente de forma cilíndrica, recu%ierta de un re'estimiento de sustanciasno met#licas, cuya composici$n química puede ser muy 'ariada, seg0n lascaracterísticas que se requieran en el uso. l re'estimiento puede ser %#sico,rutílico y celul$sico. &ara reali=ar una soldadura por arco eléctrico se induce

una diferencia de potencial entre el electrodo y la pie=a a soldar, con lo cual seioni=a el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el

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circuito. l calor del arco funde parcialmente el material de %ase y funde elmaterial de aporte, el cual se deposita y crea el cord$n de soldadura.

 

7NGL!@S2

Se denominan así por el alto contenido de rutilo ($"ido de titanio) en elre'estimiento, y sus principales características.

 -33, 33?,33>.

F lectrodos para uso general contiene gran cantidad de rutilo (Gi @) en elrecu%rimiento (?* a 11/)

F &enetraci$n %a+a a media con muy %a+a salpicadura.

F C#cil de remo'er escoria luego de la soldadura.

F Gransferencia de arco esta%le, soldaduras con %uena apariencia

 

EAS!@ @ EAJ@ K 67@QK@2

331, -33;, -33<, -33

Su nom%re se de%e a la ausencia a%soluta de humedad (6idr$geno ) en sure'estimiento.

F Ea+o 6idr$geno.

F !ontiene sustancias %#sicas como car%onato y fluoruro de calcio.

F Soldadura con penetraci$n media, escoria fluida.

F Se utili=an en aplicaciones en donde e"iste pro%a%ilidad de fisuraci$n en frío.

 

!LNL@S!@S2

Son llamados así por el alto contenido de celulosa que lle'an en elre'estimiento, siendo sus principales característica.

-33*, -33

F !ontiene 1 a >*/ de material celul$sico en el recu%rimiento.

F &roduce gran cantidad de gases de protecci$n.

F Euena penetraci$n, arco agresi'o, r#pida fusi$n de electrodo, enfriamientor#pido de la pileta líquida.

F scoria fluida.