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SOLDADURA POR ARCO CON ELECTRODO REVESTIDO - SMAW

FUNDAMENTOS

En este proceso de soldadura, la coalescencia del metal se produce por el calor generado por un arco elctrico, establecido

entre el extremo del electrodo y la pieza.

El electrodo revestido constituye el metal de aporte de la soldadura y est formado por una parte central metlica conductora

de la corriente elctrica, llamada alma, recubierta por una capa no conductora de la corriente, llamada revestimiento. La

funcin principal del revestimiento es la de proteger el metal fundido del aire que lo rodea, ya sea, tanto durante la

transferencia a travs del arco, como durante la solidificacin.

La figura muestra un circuito bsico de un proceso SMAW, que esta constituido por una fuente de poder cuya caracterstica es

de Corriente Constante, la cual puede ser de corriente continua o alternada, completando el circuito, la fuente lleva

conectadas a sus bornes, una pinza porta-electrodo y una pinza de maza, que a su vez, va conectada a la pieza a soldar.

PRINCIPIOS DE OPERACIN

El inicio del arco se produce cuando la punta del electrodo toca el metal base (pieza), provocando un corto circuito que da

lugar al paso de la corriente elctrica, luego, se eleva el electrodo separndolo del metal base un par de milmetros

permitiendo de ese modo la formacin del arco elctrico. Debido a la pequea superficie por la cual atraviesa la corriente

elctrica, hace que la temperatura, por efecto joule, se eleve rpidamente en esa zona, generando una emisin termoinica

que ioniza el arco. Los electrones desprendidos como consecuencia de la ionizacin, son incorporados al flujo de la corriente

elctrica dndole al arco una mayor estabilidad.

Portaelectrodo Electrodo

Fuentes de poder

y controles

Arco

Cable conductor Pieza Masa


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Una vez establecido el arco elctrico, el calor generado por el mismo produce la fusin tanto del metal base, como del

extremo del electrodo. A medida que se va consumiendo el electrodo se avanza con el mismo depositando el metal fundido

sobre la superficie de la pieza, una vez solidificado el metal depositado, forma el cordn de soldadura.

La temperatura del arco elctrico es aproximadamente de unos 5000C (medida en su parte central), esto produce la fusin

casi instantnea del metal, generando pequeas gotas de metal fundido en el extremo del electrodo que es transferido a

travs del arco hacia la pileta lquida. (Ver Figura)

CARACTERSTICAS DE LOS ELECTRODOS REVESTIDOS.

Un electrodo revestido est formado por una varilla (alma) que est recubierta por una capa (revestimiento) compuesta por

diferentes materias primas debidamente mezcladas.

Cuando hablamos de dimetro de electrodo nos referimos al dimetro de la varilla (alma). Los dimetros standard utilizados

son: 1,6 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 4,0 - 5,0 y 6,0 mm, y las longitudes standards son: 250 - 300 - 350 y 450 mm. Existen algunos

electrodos cuyas longitudes alcanzan los 700 mm.

Se denomina factor de revestimiento (FR) a la relacin entre el dimetro del revestimiento (D) y el dimetro del alambre (d),

cuyo rango varia entre 1,4 y 2,2.


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Tanto los dimetros como las longitudes de la varilla tienen especificados tolerancias de fabricacin. A modo de ejemplo

podemos citar la norma AWS. (American Welding Society), que establece los siguientes valores:

Para = 4mm mm05,0 y L = 350mm mm4,6

Tambin se exige control de excentricidad del revestimiento con el alma (alambre).

La misma norma fija para dicho dimetro una excentricidad mxima de 4 %

Los electrodos de acero al carbono se fabrican con un alambre efervescente del tipo SAE 1008, cuya composicin qumica es

la siguiente. (Actualmente se fabrican con aceros calmados):

C = 0,06-0,10 %

Mn = 0,40-0,60 %

S = 0,025 % mx.

P = 0,015 % mx.

Si = 0,030 % mx.

FUNCIONES DEL REVESTIMIENTO

El revestimiento del electrodo tiene por objetivo cumplir con varias funciones, que para una mejor comprensin de las mismas,

las podemos dividir en: elctrica, metalrgica, fsica-mecnica y econmica.

d

D Fr = D/d


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a) Elctrica

La formacin del arco elctrico requiere de la presencia de una atmsfera ionizada entre el extremo del electrodo y la pieza

(espacio comprendido entre el nodo y el ctodo). A tal efecto el revestimiento contiene elementos generadores de iones,

tales como, el sodio (Na) y el potasio (K) dado a sus bajos potenciales de ionizacin (5,1 eV y 4,1 eV respectivamente).

La funcin elctrica del revestimiento otorga al arco una mayor estabilidad ya que produce:

Aumento de la Tensin de cebado en vaco.

Disminucin del Potencial de ionizacin

Aumento del Poder termoinico

Aumento de la Conductividad trmica

Para el caso particular, cuando se trabaja con Corriente Alternada, la ionizacin del arco permite mantener el puente

elctrico, entre el electrodo y la pieza, cuando es interrumpido el flujo de la corriente elctrica al pasar sta del semiciclo

positivo al negativo y viceversa. Caso contrario, de no existir dichos elementos ionizantes, el arco se habra extinguido.

b) Metalrgica

Sin duda esta funcin es la ms preponderante de las funciones del revestimiento, ya que influye directamente sobre la

calidad del metal depositado desde el punto de vista de las propiedades fsicas. A travs de los elementos que tiene

incorporado el revestimiento podemos obtener; por un lado, dos tipos diferentes de proteccin del bao fundido (medio

gaseoso y slido), y por otro lado, la transferencia de alguno de esos elementos desde el revestimiento hacia el metal

depositado producen un incremento en las propiedades mecnicas de la soldadura.

Las principales funciones metalrgicas del revestimiento son las siguientes:

b.1) Proveer una Proteccin gaseosa, producto de la descomposicin de materias orgnicas del revestimiento, para proteger

el arco elctrico y el bao de fusin del aire circundante. El Oxgeno y Nitrgeno contenidos en el aire al entrar en contacto

con el metal lquido, causan; por un lado, la oxidacin del hierro (Fe) que luego se manifiesta como porosidad internas del

metal depositado, por otro lado, el nitrgeno (N) reacciona con el hierro formando un compuesto llamado nitruro de hierro

que son como bastoncillos que se forman en los bordes de grano de la estructura metalogrfica, fragilizando el material.

b.2) Proveer una Proteccin slida, que consiste en formar una capa de escoria que cubre, primero, la gota de metal lquido

durante su transferencia hacia el metal base (pieza a soldar), luego, durante la solidificacin protege al metal fundido del

contacto con el aire circundante.


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Adems, la escoria formada acta como capa aislante retardando el enfriamiento del metal depositado una vez solidificado, lo

cual favorece a la formacin de una estructura metalogrfica menos propensa a la fragilizacin.

b.3) Promover la limpieza sobre la superficie a soldar mediante la reduccin de xidos. El revestimiento contiene elementos

desoxidantes que durante la fusin reaccionan con las impurezas (xidos) presentes en la superficie formando compuestos

que luego son transferidos o pasan a formar parte de la escoria, dejando el metal limpio.

b.4) Aporta elementos que posibilitan la accin de refinamiento del grano del metal depositado lo cual favorece a un

mejoramiento de la tenacidad de la soldadura.

b.5) Aporta elementos de aleacin, tales como silicio (Si) y manganeso (Mn) que permiten mejorar las propiedades

mecnicas del metal aportado. El alma (ncleo) de los electrodos revestidos se fabrican con alambre de acero al carbono tipo

SAE 1008, incorporndose los elementos de aleacin a travs del revestimiento, con lo cual se logran las caractersticas

deseadas (composicin qumica, resistencia mecnica, etc.)

Como ejemplo ms tangible de ste caso, podemos citar el de los electrodos inoxidables austenticos sintticos tipo E308-

15, en los cuales se logra un depsito con 18% Cr y 8% Ni incorporados exclusivamente a travs del revestimiento, ya que el

alma es un acero al Carbono tipo SAE 1008.

c) Fsica y Mecnica

c.1) Formacin de un crter en el extremo del electrodo que acta como colimador mecnico que dirige el arco en la direccin

deseada, adems evita la erraticidad. La uniformidad del cordn depositado depende principalmente de la conformacin de

dicho crter.

c.2) El revestimiento siendo no conductor, constituye un aislante elctrico del alambre.

c.3) Permitir la soldadura en posicin (contra la gravedad) debido al efecto "sostn" que hace la escoria liquida sobre el

metal fundido como consecuencia de la tensin superficial que posee la misma.

c.4) Influye sobre el aspecto y la forma del cordn depositado. Una soldadura realizada con un electrodo desnudo (sin

revestimiento) producira un cordn muy irregular, angosto, sin penetracin y con mucha sobremonta.

d) Econmico

1.d) El agregado de polvo de Fe en el revestimiento permite aumentar el rendimiento de fusin del electrodo (ms kilos de

metal aportado por hora). Ver el rendimiento gravimtrico Rg en hoja 10.


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Las diversas materias primas que componen los revestimientos y sus funciones las podemos ver en la siguiente tabla:

MATERIAS PRIMAS FUNCION PRINCIPAL FUNCION SECUNDARIA

Fundentes

Fluorita (F2 Ca) Fluidifica la escoria, da basicidad Proteccin gaseosa

Caolin (A 14(OH) 2Si 4 O 10 Forma escoria Estabiliza el Arco. Resistencia al

recubrimiento

Talco (MO (OH) 2 Si 4 O 10) Forma escoria Estabiliza el arco

Feldespato (K Al Si O2) Forma escoria Estabiliza el arco

Amianto

Forma escoria. Da resistencia al

recubrimiento. Estabiliza el arco.

Aglomerante

Estabiliza el arco

Silicatos de K Forma escoria. Aglomerante Estabiliza el arco

Silicatos de Na Da proteccin gaseosa. Da basicidad

a la escoria Estabiliza el arco

Calcita (CO 3Ca) Da proteccin gaseosa. Da basicidad

a la escoria Estabiliza el arco. Agente oxidante.

Magnesita (CO 3Mg) Da proteccin gaseosa. Da basicidad

a la escoria Estabiliza el arco

Dolomita (CO 3) 2 Ca Mg Estabiliza el arco

Materias Orgnicas

Celulosa Proteccin gaseosa

Ayudante de extrusin

Redutor. Da resistencia al

recubrimiento.

Metales

Ferro-manganeso Aporta manganeso

Ferro Solicio Reductor

Polvo de hierro Anuncia el rendimiento

Ferro-aleaciones y No ferrosos Aportan elementos aleantes

Dexoxidantes

Forma escoria


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Minerales

Oxidos de Fe (Fe3 O4, Fe2O3) Agentes oxidantes, fluidifican y dan

basicidad a la escoria

Rutilo (Ti O2) Forma escoria. Estabibliza el arco

Cuarzo (Si O2) Forma escoria

Estabilizan el arco. Disminucin de C

TIPOS DE REVESTIMIENTOS

Los electrodos son clasificados segn el tipo de su revestimiento. Los 3 principales tipos son; celulsicos, rutlicos y

bsicos. Existen tambin otros tipos como los cidos y oxidantes, que no se fabrican en nuestro pas y que prcticamente

han sido reemplazados, por lo cual no nos ocuparemos de ellos.

a) Celulsicos

En estos tipos de electrodos el componente principal es la celulosa. Se trata de una sustancia orgnica (hidrato de carbono)

casi pura, de fibra corta, molida.

Estos electrodos dan muy buena proteccin gaseosa debido a que en su descomposicin generan abundante CO2 e H2.

La caracterstica distintiva de los electrodos celulsicos es su enfriamiento rpido, por tal motivo son utilizables en toda

posicin an en vertical descendente. El plasma generado es muy agresivo dando como resultado una buena penetracin. La

escoria producida es escasa y de fcil remocin.

APLICACIONES: La principal utilizacin de estos electrodos es en la soldadura de juntas de ductos (gasoductos, oleoductos,

acueductos, etc.) en vertical descendente, tambin son empleados para ejecutar la soldadura de raz (en juntas de

penetracin total) en todo tipo de caeras de acero al carbono y algunos de baja aleacin.

b) Rutilicos

El componente principal de estos tipos de electrodos es el oxido de titanio (TiO2) pudiendo contener hasta un 50 % en peso.

Es un electrodo de fcil encendido y mantenimiento o manejo del arco, y deja un aspecto muy parejo del cordn depositado.

La escoria que produce es bastante densa de color opaco, mas bien oscuro, y se desprende fcilmente, a tal punto, que a

medida que el metal depositado se va enfriando, la capa de escoria comienza a separarse sola del cordn.

La caracterstica de este tipo de revestimiento hace que este electrodo sea de suave fusin y poca penetracin. Permiten

realizar soldaduras en todas posiciones.

APLICACIONES: Estos electrodos son comnmente empleados en trabajos de herreras, carpinteras metlicas y en

estructuras no sometidas a grandes esfuerzos y de poca o ninguna reponsabilidad.


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c) Bsicos

En el recubrimiento de estos electrodos predomina la calcita (CO3Ca) y la fluorita (F2Ca). Contiene compuestos desoxidantes,

como las ferroaleaciones; de manganeso (Fe-Mn), de silicio (Fe-S) y titanio (Fe-Ti) y tambin Al y Mg. Puede contener

adems una pequea proporcin de rutilo.

Se los denomina tambin de bajo hidrgeno, dado que estando bien secos, los niveles de H2 en la atmsfera del arco es

sustancialmente baja. Este es un aspecto de gran importancia, especialmente cuando se deben ejecutar soldaduras de

aceros de media y alta aleacin, en grandes espesores o juntas con condiciones severas de restriccin, donde la presencia de

hidrgeno difusible en el metal depositado es sumamente daino.

El carbonato de calcio (CO3Ca) a la temperatura del arco se disocia segn la siguiente reaccin:

CO3Ca + Q CO2 + CaO

CO2 + Q CO + O2

Segn se desprende de dichas reacciones, hay una liberacin de oxgeno que luego es eliminado o neutralizado mediante los

agentes desoxidantes o reductores que contiene el revestimiento en sus ferroaleaciones.

Por otra parte, el CaO, producto de la reaccin, da lugar a escorias que facilitan los procesos de desulfuracin y

desfosforacin. La escoria es densa de color pardo oscuro y brillante y se adhiere con bastante fuerza al cordn depositado.

En estos electrodos la generacin de gases no es tan abundante como en el caso de los celulsicos, debindose emplear un

arco muy corto y casi perpendicular al metal base para asegurar la proteccin del mismo.

El encendido y manejo de estos electrodos es bastante dificultoso, requiere de mucha prctica y habilidad por parte del

soldador.

Advertencia: El revestimiento bsico es muy higroscpico (absorben humedad del medio ambiente con mucha facilidad), por

consiguiente, es muy importante que estos electrodos estn conservados en cajas hermticamente cerradas, depositadas en

recintos climatizados, o en su defecto, colocados en hornos o termos portaelectrodos con temperatura y humedad controlada.

APLICACIONES: Este tipo de electrodo es utilizado masivamente en todas aquellas juntas, ya sea de caeras, equipos

(tanques, recipientes a presin, torres, etc.), conjuntos y estructuras, cuyas soldaduras estn sometidas a grandes presiones,

esfuerzos y solicitaciones. Soldaduras de grandes espesores, materiales de difcil soldabilidad y/o exigencias radiogrficas.

Por otra parte, el metal depositado con electrodos de revestimiento bsico, es de una estructura ms refinada (grano fino),

hecho que mejora las propiedades mecnicas del material, principalmente su tenacidad, lo cual a su vez, se traduce en un

aumento de la resistencia al impacto (resiliencia).


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CLASIFICACION DE LOS ELECTRODOS SEGN AWS (AMERICAN WELDING SOCIETY)

Los electrodos son clasificados por la Especificacin AWS teniendo en cuenta los siguientes requisitos:

Tensin de rotura, expresada en [Libras/pulg].

Posicin en la cual operan.

Tipo de Corriente y Polaridad en que trabajan.

Tipo de revestimiento.

Para identificar cada tipo de electrodo, la citada Especificacin utiliza un prefijo E seguido de 4 o 5 dgitos numricos cuyo

significado se describe a continuacin:

E X X Y Z

Electrodo

Tipo de revestimiento

Tensin de Rotura Mnima Tipo de Corriente & Polaridad

Posicin de soldadura (*)

(*) AWS utiliza bsicamente 2 digitos para indicar las posiciones de soldadura, que son los siguientes:

1. TODAS posiciones (Plana o Bajo mano, Horizontal, Vertical y Sobre cabeza)

2. Solamente PLANA y HORIZONTAL

Por otra parte, la Tensin de rotura (mnima) que en la clasificacin solamente esta expresada con 2 dgitos, en realidad

representa miles de libras por pulgada cuadrada (psi en ingls), por ejemplo, el nmero 60 equivale a 60.000 psi, el 70 a

70.000 psi, el 100 a 100.000 psi, etc.

Un ejemplo de la clasificacin de un electrodo segn AWS sera el siguiente:

E 6010


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Esta clasificacin corresponde a un electrodo que tiene las siguientes caractersticas:

Tensin de rotura de 60.000 psi ( 42 kg/mm)

Trabaja en TODAS posiciones

Revestimiento CELULOSICO

Trabaja en Corriente Contnua y Polaridad Inversa (electrodo al polo positivo)

A continuacin, como ayuda nemotcnica se da una tabla con la clasificacin de los diferentes tipos de electrodos ordenados

en forma creciente, segn su tipo de revestimiento.

CLASIFICACION

SEGN AWS

TIPO DE

REVESTIMIENTO

CORRIENTE Y

POLARIDAD POSICIONES OBSERVACIONES

XX10 CC(+)

XX11

CELULOSICO

CC(+) & CA

TODAS

XX12 CC(-)

XX13 CC(-) & CA

XX14

TODAS

C/Polvo de Fe (30%)

XX24

RUTILICO

CC(-) PLANA &

HORIZONTAL C/Polvo de Fe (70%)

XX15 CC(+)

XX16 CC(+) & CA

XX18

TODAS

C/Polvo de Fe (30%)

XX28

BASICO

CC(+) PLANA &

HORIZONTAL C/Polvo de Fe (70%)

Los electrodos cuyas celdas estn sombreadas, son los llamados de Alto rendimiento por cuanto contienen polvo de hierro

es su revestimiento. Segn sea el contenido de dicho polvo, estos electrodos llegan a depositar entre un 30% y 70% ms de

metal de aporte que un electrodo convencional, en el mismo tiempo.

El rendimiento de un electrodo desde el punto de vista gravimtrico, esta expresado como una relacin entre el Peso del

metal depositado y el Peso del alma del electrodo.


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PESO DEL METAL DEPOSITADO

Rg = x 100 [ > 100]

PESO DEL ALMA DEL ELECTRODO

Este rendimiento solo sirve a los efectos de comparacin entre un electrodo con polvo de Fe y uno sin polvo de Fe en sus

revestimientos.

Cabe sealar que el rendimiento utilizado para el clculo de consumibles (que involucra el aspecto econmico en forma

global), se utiliza la frmula que relaciona al Peso del Metal Depositado con el Peso del Electrodo.

PESO DEL METAL DEPOSITADO

Re = x 100 [< 1]

PESO DEL ELECTRODO

En este caso el rendimiento de cualquier consumible (electrodo) ser siempre menor que 1 (uno).

CONSERVACION Y MANIPULEO DE LOS ELECTRODOS

Con lo visto hasta aqu, podemos afirmar que la parte ms importante de un electrodo es su revestimiento, ya que la calidad

del metal depositado depende exclusivamente de l. Si el revestimiento esta agrietado, desprendido, humedecido o

contaminado con aceite, grasa, pintura o cualquier otra suciedad, dara como resultado un depsito que no cumplira con la

calidad requerida.

Por ejemplo:

Un revestimiento agrietado, permitira que se contamine (oxide) el alma del electrodo, cuya consecuencia, es la formacin de

poros y probable inclusin de elementos extraos (no metlicos) en el bao de fusin que pudieran afectar las propiedades

mecnicas del metal depositado.

Un electrodo que tiene desprendido parte de su revestimiento causa 2 inconvenientes muy serios; uno, es la desviacin del

arco elctrico (hecho que hace ingobernable para el soldador dirigir el arco), el otro, el arco queda desprotegido de la capa

gaseosa y por consiguiente, el metal lquido durante la trasferencia, es contaminado por el oxgeno y nitrgeno que circunda

el arco causando los daos ya conocidos. (Ver Funciones del Revestimiento - Metalrgicas - b1)

Un electrodo hmedo, puede generar mltiples complicaciones, desde porosidades en la soldadura hasta fisuras,

dependiendo del tipo de material base que se este soldando.

Teniendo en cuenta todos estos inconvenientes, es absolutamente necesario que los electrodos deban ser tratados con

mucho cuidado y conservados en recintos cerrados y climatizados.


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En lo posible los electrodos deben ser conservados en sus envases originales, los cuales a su vez debern estar en perfecto

estado, cerrados hermticamente, sin golpes ni roturas. Las cajas que son abiertas, necesariamente debern estar

almacenadas en recintos climatizados con temperatura y humedad controlada.

En el manipuleo de los electrodos, cuando son retirados de sus envases originales y transportados de un lugar a otro, se

debe utilizar guantes secos y limpios a los efectos de no contaminar el revestimiento. Si por alguna causa los electrodos se

han humedecido (principalmente los de revestimiento bsico), o han permanecido expuestos a la humedad del ambiente por

un tiempo prolongado, debern ser secados en un horno a la temperatura y tiempo recomendados por el fabricante, antes de

ser utilizados nuevamente. El cuidado del estado del revestimiento de los electrodos es comn a todos los tipos de

revestimiento, ya sean estos, celulsicos, rutlicos o bsicos, sin embargo, los electrodos que requieren de un mximo de

cuidado son los de revestimiento bsico, por ser muy higroscpicos absorben con mucha facilidad la humedad del medio

ambiente. Por consiguiente, y a los efectos de asegurar que estos electrodos en el momento de su empleo, se encuentren

perfectamente secos, deben recorrer el siguiente circuito indicado en el diagrama dado a continuacin:


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Los electrodos de revestimiento Celulsico y Rutlico, si bien, no requieren ser mantenidos en termos portaelectrodos, los

mismos, debern estar secos (no calientes) y deben ser conservados en sus envases originales hasta el momento de su

utilizacin.

Cabe sealar, que los electrodos de revestimiento celulsico, requieren cierto grado de humedad para su operacin, si los

mismos son resecados o excesivamente secos causan salpicaduras, arco agresivo y porosidades en el cordn depositado.

DEFECTOS.

Los defectos comnmente encontrados en el proceso de soldadura con electrodos revestidos (SMAW), son los siguientes:

Escorias: Se la define como una inclusin no metlica de forma irregular, que aparece localizada entre las pasadas o

cordones de soldadura.

Este tipo de defecto es causado por una mala limpieza de la pasada anterior, cuya escoria solidificada no ha sido removida en

su totalidad, o bien, por una tcnica inadecuada de soldadura, que durante el proceso de fusin quedo atrapada debajo del

metal depositado.

Poros: El poro se manifiesta como una porcin hueca, generalmente de forma esfrica, dentro del metal aportado, los

mismos son producto de los gases que quedan atrapados en el interior del metal de soldadura.

Este tipo de defecto, puede tener diferentes orgenes y su forma y distribucin dependern de ellos.

Por ejemplo:

a) Porosidad causadas por la humedad del revestimiento del electrodo.

El aspecto distintivo de este tipo de porosidad, es que comienza con una considerable cantidad de poros en el arranque del

arco y va disminuyendo a medida que progresa el cordn hasta desaparecer totalmente. Esto se debe a que el electrodo al

iniciar el arco se encuentra hmedo y luego se va secando mientras avanza el electrodo. (El calentamiento producido por el

pasaje de la corriente elctrica a travs del alma del electrodo, va secando y eliminando la humedad del revestimiento),

b) Nido de Poros.

Se trata de un aglomerado de poros confinados (nido) en un rea determinada. La principal causa es; para poder encender el

arco, el extremo del electrodo necesariamente debe tener la punta pelada, es decir, sin el revestimiento o en el mejor de los

casos una capa muy escasa. Los pocos segundos durante los cuales el arco esta encendido transfiriendo el metal fundido de

la punta del electrodo hacia el metal base, lo esta realizando sin la adecuada proteccin gaseosa (por ausencia del

revestimiento) permitiendo que el oxgeno del aire circundante ataque el metal fundido causando dichos nidos de poros.

c) Poros Aislados.

Este tipo de poros se debe generalmente a impurezas presentes en la superficie de los biseles de la junta o en el

revestimiento del electrodo. Aparecen en forma aleatoria en el cordn depositado, y su tamao suele alcanzar los 3 mm y a

veces puede ser mayor. A diferencia de los dos casos anteriores, el origen de estos poros es impredecible, o sea, difcil de

prevenir.


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d) Poros Vermiculares.

Se los denomina de ste modo por la forma alargada y ligeramente curva que adquiere el poro. Este tipo de poro se genera

principalmente cuando se suelda un material base que presenta una exfoliacin, es decir, cuando por un defecto de

laminacin de la chapa o cao, el espesor de uno de los bordes de la junta esta dividido en dos partes en el sentido

longitudinal (presenta una doble capa). Durante la operacin de soldadura, el calor dilata el material y ambas capas se

separan, dando lugar al escape de los gases all acumulados, en su recorrido, el gas queda atrapado en el metal depositado

durante su solidificacin antes de alcanzar la superficie, formando de esa manera un conducto curvo que da origen al nombre

del poro.

Socavaduras: Es un defecto originado por la falta de llenado del bisel (fundido por el arco elctrico), adyacente al cordn

depositado durante la operacin de soldadura.

Este tipo de defecto normalmente se debe; o bien, al uso excesivo de amperaje, tcnica inapropiada de soldadura o dimetro

inadecuado del electrodo para la posicin de soldadura que s esta realizando.

Falta de fusin: Como su nombre lo indica se trata de una discontinuidad interna entre el metal base y el metal depositado

(suele presentarse tambin entre las pasadas de soldadura), donde no se ha producido la fusin o coalescencia entre ellos.

Las causas de una falta de fusin, generalmente son debidas al uso de amperajes excesivamente bajos para el dimetro de

electrodo utilizado o tcnica operatoria inadecuada. Tambin una mala limpieza de la junta puede dar origen a este tipo de

defecto.

Falta de penetracin: Es un caso particular de la falta de fusin, que se manifiesta en la raz de la junta. Se la puede definir

como una imperfeccin de la soldadura evidenciada en la raz, donde el metal depositado no alcanzo atravesar todo el

espesor de la junta.

Las principales causas que dan origen a este tipo de defecto son; una incorrecta preparacin de la junta, dimetro de

electrodo inadecuado, amperaje utilizado muy bajo o excesiva velocidad de soldadura.

Fisuras: La aparicin de este tipo de defecto generalmente no es responsabilidad del soldador, o sea no es un defecto

operativo, sino que normalmente es causado por algn problema metalrgico, o bien, por un embridamiento de la junta que

genera un estado tensorial pos-soldadura desfavorable.

Se la llama defecto planar, al igual que a una falta de fusin, por tratarse de un defecto bidimensional, es decir, no tiene

espesor.

Las fisuras pueden ser; longitudinales al eje del cordn de soldadura, transversales o tener cualquier otra direccin, pueden

ser internas o externas, rectilneas o curvilneas, grandes o pequeas.

Las causas ms comunes de fisuracin en materiales ferrticos (aceros al carbono) es la falta de un precalentamiento

adecuado, asociado o no a una junta muy restringida, mientras que en materiales austenticos (aceros inoxidables), un

excesivo aporte trmico es la principal causa de fisuracin.


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FUENTES DE PODER.

El proceso de soldadura por arco elctrico requiere; por un lado, de una tensin (voltaje) capaz de mantener el arco

encendido, y por otro lado, de un continuo suministro de corriente elctrica (amperaje) que permita mantener estable dicho

arco durante un determinado tiempo. Las fuentes de poder, son equipos desarrollados para cumplir con los objetivos que

permiten el control del arco elctrico y la caracterstica requerida para cada aplicacin particular.

Clasificacin de las Fuentes de Poder.

Las fuentes de poder, desde el punto de vista de sus caractersticas estticas externas se las clasifica en:

a) Corriente Constante.

b) Tensin Constante.

Las fuentes de Corriente Constante reciben esta denominacin, por cuanto mantienen practicamente invariable la intensidad

de la corriente del arco elctrico durante todo el ciclo de soldadura.

Este tipo de fuente son utilizadas principalmente en los procesos de soldadura manual, donde la tensin del arco vara

permanentemente como consecuencia de la variacin de su longitud, que a su vez depende de la mano (pulso) del soldador.

Esta caracterstica externa de la fuente es muy favorable para la soldadura con electrodos revestidos ya que permite depositar

un cordn uniforme independientemente de la tensin del arco, por cuanto el tamao del cordn depositado depende del

amperaje utilizado (que prcticamente permanece invariable) y no de la tensin del arco (que vara con la mano del soldador).

La figura dada a continuacin muestra una curva caracterstica de una fuente de Corriente Constante.

Uo : Tensin de vaco (circuito abierto I = 0)

Ic : Corriente de corto circuito (U = 0)

U1, U2: Tensin del arco o trabajo (I1 I2)

L1, L2: Longitud del arco (L1 > L2)


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Del grfico de la figura se desprende que la corriente sufre poca variacin, frente a una importante variacin de la tensin, que

como vemos es directamente proporcional a la longitud del arco elctrico, o sea, a mayor longitud - mayor tensin y viceversa.

Las fuentes cuya caracterstica es de Tensin Constante, tiene un comportamiento externo totalmente opuesto a la de

Corriente Constante, precisamente como su nombre lo indica, mantiene constante la tensin del arco elctrico, mientras que

la corriente sufre grandes variaciones al cambiar la longitud del arco. Este efecto se puede ver claramente en el diagrama

Tensin-Corriente de la figura dada a continuacin.

Como veremos mas adelante, este tipo de fuentes no son posibles de utilizar en procesos de soldadura donde la longitud del

arco es controlada por la mano del soldador. Por cuanto una pequea variacin de la longitud del arco, provocara un gran

aumento o disminucin de la corriente que tornara ingobernable la soldadura.

Del diagrama se observa que para una longitud del arco L1, corresponde una determinada tensin e intensidad (U1; I1), si

por algn motivo el arco se acorta a una longitud L2, veremos que la diferencia

(U) de la tensin entre U1 y U2, es prcticamente despreciable frente al aumento de corriente (I) ocasionado como

consecuencia de dicha disminucin.

Este tipo de caracterstica externa de la fuente, hace prcticamente imposible mantener la longitud del arco constante en

forma manual, ya que el soldador no es un robot y por ms pulso que tenga, nunca podr conservar una distancia del arco

invariable, teniendo en cuenta que debe ir aproximando el electrodo a la pieza a medida que ste se va fundiendo.

Como la uniformidad del cordn depositado, depende fundamentalmente del amperaje utilizado, cualquier variacin del

mismo, dar como resultado una deposicin irregular del material aportado. De all que ste tipo de fuente no es apta para

aquellos procesos de soldadura donde el control del arco es totalmente manual.

Tipos de Fuentes de Poder.

Los tipos de corriente de soldadura comnmente utilizados son: Corriente Continua (CC) y la Corriente Alternada (CA).

Algunos procesos de soldadura (cuya descripcin se ver ms adelante) utilizan Corriente Pulsante (que a diferencia de la

alternada, conserva la polaridad) para aplicaciones de soldadura especiales.


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Segn el tipo de corriente de soldadura suministrada por la fuente, las mquinas de soldar pueden ser agrupadas tal como lo

muestra el siguiente cuadro.

CORRIENTE DE SOLDADURA TIPO DE FUENTE MAQUINA O EQUIPO

ELECTROSOLDADORA

GENERADOR (ROTATIVA)

MOTOSOLDADORA

RECTIFICADORA

CORRIENTE CONTINUA

ESTATICA

INVERSORA (INVERTER)

CORRIENTE ALTERNA ESTATICA TRANSFORMADOR

Potencia y Rendimiento de la Fuente de Poder.

Se denomina potencia a la capacidad que tiene la fuente de suministrar la corriente necesaria para realizar la soldadura.

Segn el tipo de aplicacin, existen fuentes de 150, 200, 250, 300, 350, 450, 500, 600, 650, 750, 800, 1000, 1200 y 1500

amperes de corriente nominal. La corriente mxima depender del rendimiento (que puede ser del 30%, 60% o 100%), que a

su vez esta relacionado con el ciclo de trabajo.

La eficiencia de una mquina de soldar depende de su rendimiento cuya medicin esta determinada por el ensayo segn

norma NEMA (National Electrical Manufacturers Association) EW-1.

Segn dicha norma, el ciclo de trabajo de una fuente de poder (o de una mquina elctrica en general) esta dado por un

porcentaje de un perodo de 10 minutos durante los cuales la mquina puede operar a la mxima corriente de trabajo

(soldadura).

El rendimiento o factor de marcha de una mquina de soldar, es el perodo durante el cual la fuente suministra la mxima

potencia, en forma segura, por ejemplo, una fuente de poder clasificada segn norma NEMA 300 A al 60%, significa que la

misma puede ser utilizada, soldando sin interrumpir el arco, con una corriente de 300 amp. durante 6 minutos sobre un tiempo

total de un ciclo de 10 minutos.

Si el factor de utilizacin de la mquina es inferior al 60%, por ejemplo un 30%, la corriente mxima puede ser elevada hasta

425 amp.

soldadura_por_arco_con_electrodo_revestido_-_smaw.pdf

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